脫硫劑的介紹

脫硫劑的介紹一、常溫氧化鐵脫硫劑常溫氧化鐵脫硫劑主要活性組份是水含氧化鐵F2·2H2S溫下就能有效地脫除H2S，且精度也高，硫容可達(dá)25%以上。工廠使用脫H2S12。表1 年產(chǎn)3萬噸合成氨廠CNJT-01脫硫狀況[1]時(shí)間自然氣流量自然氣含常常溫氧化鐵脫(Nm3/h)HS(PPm)2硫劑HS(PPm)297.3.73000139.20.183.113000170.00.123.153000166.90.133.193000201.51.353.213000207.80.293.223000195.20.683.233000305.90.583.25300018.890.492氧化鐵進(jìn)出口HS測試狀況[2]2時(shí)間時(shí)間測試方法8.16114.50碘量法8.26164.20碘量法9.5146.30碘量法9.12103.00碘量法10.4125.50.09硫色譜儀10.10103.11.21硫色譜儀11.1587.180碘量法11.25131.50.5硫色譜儀常溫氧化鐵脫硫劑型脫硫劑由于活性組份高的分散度和大的比外表3。表3 常溫氧化鐵脫硫劑脫除有機(jī)硫狀況[3]工程工程有機(jī)硫(mg/m3)總有機(jī)硫脫機(jī)效率COSRSHR-S-R氣源(mg/m3)(%)ZDE-01送口0.061.502.253.81管網(wǎng)氣出口0.051.401.563.0120.98進(jìn)口0.081.661.663.40地方氣ZDE-01出口0.071.551.623.244.71123～300H-1可將高達(dá)～200PPmH2

S脫至～1PPm；而脫有機(jī)硫效果差、波動大，且脫除量很小，主要為吸附。常溫氧化鐵脫硫劑的特性活性氧化鐵Fe2

O·HO3 2

脫HS的有2效性與使用的環(huán)境有關(guān)。在處于堿性條件下發(fā)生如下反響。3HS+FeO·HO=FeO·H

O+21.76KJ/mol (1)2 2 3 2 3 2 3 2(紅褐) (黑)該反響是HS分子在堿性液膜中溶解及離解而進(jìn)展的。除脫硫2劑本身具有肯定堿度外，氣氛為堿性環(huán)境也是有利的(如含肯定的氨)；水份含量對脫硫劑也是至關(guān)重要，以～10%為宜，使用中氣體20～40℃水汽車含量為～4%即可。這有助于抑制氣流將脫硫劑中水份帶走；但應(yīng)避開大量水蒸氣在床層中冷凝或帶水而造成微孔堵塞和損壞強(qiáng)度。氣體中含有肯定的氧可發(fā)生再生反響，對脫硫有利。FeO2

·HO+3/2O2

=FeO2

·HO+3S+197KJ/mol (2)2反響(1)和(2)均為放熱反響，低溫有利于反響平衡，速度不利，通20～40℃為宜。當(dāng)氧含量到達(dá)O∕HS＞2.5時(shí)，反響生成的硫化2 2物可實(shí)現(xiàn)連續(xù)再生。則反響(1)和反響(2)合并為：FeO·HO2 3 2HS+1∕2O

O+S2 2 2水合氧化鐵Fe2O3·H2O相當(dāng)于催化劑。2常溫氧化鐵脫硫劑脫硫劑脫HO硫容與氧化鋅脫硫劑相當(dāng)，但1∕4。通常不用加熱，只是一樣脫硫精度下空速偏低。2二、鐵錳系脫硫劑鐵錳系脫硫劑除了噻吩以外對常見的如硫醇、硫醚、二硫化物、COS、CS2等有效。自然氣中幾乎不含噻吩，且通常含硫醚也不高故可脫至高的精度(＜0.5PPm)。對于含量較高硫醚時(shí)(＞2PPm)2～4%H2，較高溫度時(shí)也能滿足精度要求。日期入口自然氣含硫量mg/Nm3取出口自然氣含硫量mg/Nm3日期入口自然氣含硫量mg/Nm3取出口自然氣含硫量mg/Nm3CH3SHCH3SCH3CH3SSCH3CH3SSC2H5C4H9SH總有樣H2SCH3SHCH3SCH3總有機(jī)硫機(jī)變位置1984年46.03.424.02.8未檢出76.2下未檢出未檢出3.2911.00.828.05.2未檢出45.5中出 0.20未檢出0.207.7下12.0未檢出未檢出未檢出未檢出7.316.80.4820.04.0未檢出31.3中7.20.24未檢出0.24下2.40.05未檢出未檢出8.825.01.828.012.60.1968.8中40.00.150.070.22下7.00.07未檢出0.078.1028.02.034.06.8未檢出71.0中29.00.300.040.34下8.40.05未檢出0.058.1519.01.720.03.00.4246.7中26.00.380.060.44下7.30.10未檢出0.108.1912.00.729.80.96∕23.7中20.0未檢出未檢出未檢出下6.8未檢出未檢出未檢出8.2345.02.010.83.8∕81.6中45.00.480.100.58下11.3未檢出未檢出未檢出11.2715.01.342.05.00.7264.0中24.00.230.060.29下1.2未檢出未檢出未檢出1986年108.054.03.65.0未檢出170.6下27.0未檢出未檢出未檢出3.1552.813.03.22.5未檢出71.5下38.9未檢出未檢出未檢出3.174.17∕∕∕∕∕∕下15.5未檢出未檢出未檢出表4數(shù)據(jù)顯示的是在溫度394003.7MPa空速1000-12023h-1(中部)16～170mg/m3條件理，可將總0.58mg/n3.174.17∕∕∕∕∕∕下15.5未檢出未檢出未檢出22鐵錳系列脫硫劑主要活性組份為鐵、錳、鎂(量＞30%)，由于它能減小或避開氣體中CO、CO的甲烷化反響和岐化反響，故可廣泛兩年多，運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果說明[5]轉(zhuǎn)化COS、CS150～170℃時(shí)就有100～200PPm脫至0。1ppm以下。22三、COS水解脫硫劑2以煤、焦油等為原料有局部氧化制限合成氣中，COS總是作為有機(jī)硫的主要形式而與HS法難脫除，高溫脫除本錢又高，它與常溫脫硫劑與COS水解脫硫劑配套兼顧了本錢低，效率高的優(yōu)點(diǎn)。表56分別為試驗(yàn)室、工廠配套使作狀況。2表5 醋酸合成氣脫硫狀況[6](n-1)COCO2H2N2HS2PPmCOSCS2HS2PPmCOS CS25080.318.80.60.371.6931.8358.40.06微 微10075.421.82.40.471.6931.8358.40.13微 微空速進(jìn)氣組份含量(V%)進(jìn)氣組份中硫含量出口氣中硫含量2 5800.02MPa(表壓)，氣體中水240小時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果說明COS水解脫硫劑對COSCSHS空速進(jìn)氣組份含量(V%)進(jìn)氣組份中硫含量出口氣中硫含量2 時(shí)間進(jìn)口水系統(tǒng)系統(tǒng)入口硫(mg/Nm3) 系統(tǒng)出口硫(mg/Nm3)時(shí)間進(jìn)口水系統(tǒng)系統(tǒng)入口硫(mg/Nm3) 系統(tǒng)出口硫(mg/Nm3)解溫度壓力(℃)(MPa)HS2COSCS2HS2COSCS296.5.1616:0094.01.352.341.260.21------0.0517:0097.01.561.160.300.44---------96.5.178:0096.01.382.200.480.30------0.0511:0096.01.301.401.680.36------0.1214:0096.01.382.563.200.28------0.0817:0096.00.911.400.960.2196.5.188:0092.01.392.201.600.3110:0095.01.362.042.230.33---------------------0.05------0.05222活性炭脫硫劑是以優(yōu)質(zhì)活性為載體，添加多種助劑經(jīng)特別處理制成，具有較大的比外表積和適宜的孔構(gòu)造，能在常溫、常壓或加壓下對噻吩，CS、硫醇、硫醚等種多種有機(jī)硫化物有良好的脫除效果，對HS300～1000h-18%以上。為保證脫硫精度＜0.05mg/Nm3，一般要求HS＜5mg/Nm3總有機(jī)硫＜20mg/Nm3，假設(shè)＜20mg/Nm3可承受多級脫硫。222活性炭脫硫劑各個(gè)廠家長期使用，效果良好。五、氧化鋅脫硫劑22氧化鋅脫硫劑屬于轉(zhuǎn)化吸取型。主要脫除HS，也局部脫除有機(jī)硫化物。它硫容高(～25%)，脫硫精度高，穩(wěn)妥牢靠起著“把關(guān)”的作用。溫度、水蒸氣含量增高，對脫HS200～500℃222Kp值秀大，溫度影響甚小，HS和硫醇可看用不行逆，且溫度的提216.9%內(nèi)對脫除有機(jī)硫化物有促進(jìn)作用[8]。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，工藝氣體水汽含量較高時(shí)(如低變前)承受較低的操作溫度，以保證脫硫精度，水汽含量低時(shí)可承受較高的溫度。0.5%的氣氛不宜，因它會引起硫化物深度氧化成單體硫和SOx，影響脫硫效果。CO20%半導(dǎo)體屬性和CO積炭所致[8]。CO在氧化鋅上岐化反響積炭溫度較通常狀況下低(通常為～400℃)200℃以上即會發(fā)生，復(fù)蓋脫硫劑外表HS2放熱，急劇溫升，嚴(yán)峻時(shí)造成脫硫劑和設(shè)備損壞。由此看來，氣氛對氧化鋅脫硫的影響不容無視，須據(jù)具體狀況而定。硫化物的特性HS及低沸點(diǎn)的有機(jī)化物如甲基硫醇和二甲基硫醚2等；液烴中硫份比較簡單，有多種硫醇、硫醚和噻芬。HS2難度較大，這與它們的熱穩(wěn)定程度和反響活性有關(guān)。150～250℃便能分解，硫醚和噻400℃下仍穩(wěn)定(7)表7 有機(jī)硫化物熱分解溫度含硫化合物含硫化合物分解溫度(℃)含硫化合物分解溫度(℃)伯硫醇.仲硫醇200～256CHSH6 5200叔硫醇150～200(CH)S6 52450脂肪族二硫化物200～250(CH)S2 52400正正CHSH4 9150CHSCH6 56 11356異CHSH4 9225～256噻吩500穩(wěn)定CH SH6 112002.5二甲基噻吩475芳香族二硫化物3007可知，有機(jī)硫化物發(fā)生熱分解，其分解溫度和程度取決于硫化物的種類。在應(yīng)用中還與停留時(shí)間有關(guān)。有機(jī)硫加H分解成HS有利于它的脫除，硫醚、二硫化物和硫醇2 2加H2時(shí)，通常承受加氫脫硫催化劑以增加其加H的反響速度。2脫硫劑的選擇和組合合成氨廠或類似的廠只需將常用的幾種固體脫硫劑適當(dāng)?shù)慕M合就可將硫化物脫至所需的精度(硫含量很高或負(fù)荷特大，通常可用液體法粗脫；有機(jī)硫簡單且含量高須CO-M加H)。0 2氧化鐵---錳系脫硫劑常溫氧化鐵脫硫劑HS精度高，硫容量大，耗能低。錳系脫硫劑2在～400℃能有效脫除有機(jī)硫化物。各盡其責(zé)，效益明顯。氧化鐵---活性炭脫硫劑對熱穩(wěn)定性高、分子量大的有機(jī)硫化物，一般方法難以脫除，而HSCOS2硫化物能達(dá)很高精度(～0.05PPm)H2

S力量差，故首先須用氧化鐵脫硫劑在適宜的負(fù)荷下把HS脫除。該組合常溫可進(jìn)2行，節(jié)能效益明顯。氧化鐵---錳系