焦化脫硫催化劑

1、脫硫催化劑說明目前，我國用于焦爐煤氣的濕法脫硫工藝主要有濕式氧化和濕式吸收工藝兩種，而用于濕式氧化工藝的脫硫催化劑有十余種，概括起來可分為兩大類：第一類是酚醌轉(zhuǎn)化活性基團轉(zhuǎn)化，用變價離子催化，如ADA、對苯二酚、栲膠、F/R法中的苦味酸PIA和TAKAHAX法中的1，4-萘醌2-磺酸鈉等。上述脫硫催化劑雖能滿足某些工藝要求，但也存在一些缺點，如不能脫除有機硫，總脫硫效率低，硫泡沫不易別離，堵塞設備，適應H2S范圍小，脫硫本錢較高等。第二類是近年來開展起來的磺化酞菁鈷復合金屬離子類脫硫催化劑，這類脫硫催化劑與第一類不同的是脫硫催化劑本身是載氧體，通過本身攜帶的原子氧完成氧化再生作用。Z L脫硫催

2、化劑屬于第二類催化劑，但它吸收了第一類催化劑的優(yōu)點，是一種新型的復合型脫硫催化劑，已成功用于多家焦爐煤氣的濕式氧化脫硫工藝，特別是在氨法HPF脫硫工藝中的應用，顯示了其優(yōu)異的性能特點，取得了顯著的社會效益。.Z L催化劑的性能特點和催化氧化原理 1.1性能特點理論和生產(chǎn)實踐都說明，Z L脫硫催化劑用于HPF脫硫工藝具有以下性能特點。1 該產(chǎn)品適合高、中、低含硫量的焦爐煤氣，并且脫硫脫氰速度快、效率高，脫硫效率可達98%以上；脫氰效率可達90%以上。2 在脫除無機硫的同時，可同時脫除有機硫。3 在同等工藝條件下，ZL催化劑和其他催化劑相比具有硫泡沫顆粒大，易別離、不堵塞設備的特點，且用量少、運行

3、本錢低。4 ZL催化劑對于硫磺的生成具有較好的選擇性，所以付鹽生長速度慢，廢液排量小，處理費用低，環(huán)境污染小。1.2催化氧化反響原理 1吸收反響硫化氫H2S、硫醇RHS、羰基硫COS、 二硫化碳CS2等與堿性溶液反響生成相應的化合物：由上述吸收反響可知，在一定的工藝條件下，假設使吸收反響進行徹底，需使體系中的S2被氧化成單質(zhì)硫而別離。2脫硫反響由于ZL催化劑的特殊分子結(jié)構具有攜氧能力，在脫硫過程中，其不斷釋放出具有較高氧化活性的原子氧，能迅速將體系中的S2氧化成單質(zhì)硫，大大強化了脫硫效果，主要反響過程為：3 再生反響脫硫反響中，催化劑所攜帶的氧被消耗，鼓入空氣使其再生：研究說明，催化劑的作用機

4、理如下。：脫硫催化劑在堿性溶液中將溶解的吸附活化，形成高活性大離子；：當遇到2S等含硫化合物時，將其吸附到高活性的大離子微觀外表，在生產(chǎn)條件下，使2S等含硫化合物中的硫氧化成單質(zhì)硫或多硫化物；：單質(zhì)硫或多硫化物從脫硫催化劑外表解吸而離去；：脫硫催化劑經(jīng)重新獲得氧而再生反響過程如下： 4 副反響1.3ZL脫硫催化劑的性能指標 外觀：藍黑色粉末，粒度小于20目；水不溶物3.00；催化活性0.06min1。ZL催化劑在焦爐煤氣HPF脫硫工藝中的應用從全國多家焦化廠對ZL脫硫催化劑的應用情況看，其應用范圍十分廣泛，既可單獨用于以Na2CO3為堿源的改進ADA工藝，也可與對苯二酚混合使用脫硫，還可用于以

5、氨為堿源的HPF焦爐煤氣脫硫工藝。下面以HPF脫硫工藝為例對ZL脫硫催化劑的應用情況給以介紹。2.1 ZL脫硫催化劑的工藝參數(shù)根據(jù)脫硫生產(chǎn)工藝和設計要求不同，ZL脫硫催化劑的工藝參數(shù)有所差異，但根本工藝參數(shù)如表1所示。2.2 ZL脫硫催化劑的使用方法ZL脫硫催化劑的使用，可采用沖擊性投加或連續(xù)滴加方式。將ZL脫硫催化劑用容器溶解直接參加反響槽或貧液槽中即可。一般來講，開工初期，第一次投放量為每百立方米脫硫液參加脫硫催化劑kg，系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，每天定時補加，使脫硫液中催化劑濃度保持在3050ppm。根據(jù)各廠使用經(jīng)驗，我們總結(jié)出每脫除一噸H2S大約消耗ZL催化劑0.81.2kg。2.3 在氨法HP

6、F脫硫工藝中的應用結(jié)果 工藝簡介某廠焦爐煤氣采用氨法HPF脫硫工藝，設計處理煤氣量57000m3/h，入口煤氣H2S含量56g/m3，脫硫后煤氣H2S含量0.5g/m3。目前效果更好脫硫焦爐煤氣硫化氫小于100 mg/m3該廠選用ZL脫硫催化劑，到達了預期的處理效果。工藝流程為：風機后煤氣經(jīng)預冷塔予冷后，分別進入兩臺并聯(lián)的脫硫塔，富液經(jīng)循環(huán)泵進入各自的再生系統(tǒng)，再生后的貧液自流入脫硫塔循環(huán)噴灑。再生空氣從再生塔底部鼓入；為增加煤氣中的氨含量，提高煤氣的氨硫比，把蒸氨塔頂?shù)陌睔饨?jīng)冷凝成氨水進入反響槽。3 副鹽的增長與控制 眾所周知，濕式氧化脫硫工藝的主要問題之一是廢液的增長速度和廢液的處理問題，

7、HPF脫硫工藝的含硫銨鹽廢液處理采取回兌配煤的方法，而對焦碳質(zhì)量和煤氣成分無顯著影響，可認為是一種簡單經(jīng)濟的方法，較好地解決了廢液的處理問題。但生產(chǎn)實踐說明，該方法對配煤環(huán)境、配煤設施的污染和腐蝕較重，因此如何最大限度地減少和控制付鹽的增長，應成為我們研究討論的問題之一。從中的副反響1可以看出，該反響的發(fā)生主要和以下因素有關，一是脫硫液溫度，二是脫硫液的堿度，三是再生塔的鼓風強度即氧密度?？刂坪蒙鲜鰩讉€因素，可使脫硫液中的NH42S2O3含量幾乎保持不變。3.1 脫硫液溫度溫度的控制主要考慮脫硫和再生兩過程。前者是放熱反響，較低的溫度不僅利于脫硫操作，也可減少副反響1的發(fā)生，溫度太低不利于再生

8、操作。綜合考慮反響熱及設備保溫情況，煤氣溫度控制為35，脫硫液溫度38。3.2脫硫液的堿度中的吸收反響要求，ZL脫硫催化劑必須在堿性氨或純堿溶液中進行，要使吸收反響完全，脫硫溶液的PH值必須控制得高一些。堿度的大小視煤氣中的硫含量而有所波動，實踐證明：常壓下的焦爐煤氣脫硫，對于氨法，PH值控制在8.28.7為宜，脫硫液中游離氨含量5.07.5；用碳酸鈉做堿源時，PH在8.28.7之間，堿度0.20.3N。因而在一定的硫氫化物的濃度下，副產(chǎn)物硫代硫酸鹽的生成速度較快，在生產(chǎn)實踐中，為減少副反響的發(fā)生，根據(jù)生產(chǎn)中的進、出口煤氣的H2S含量和實際的脫硫效率，應保持脫硫液的堿度適當而不能過高。3.3鼓

9、風強度足夠高的氧密度是ZL催化劑再生的必要條件，同時也使副反響得以進行，因此，鼓風強度的大小應根據(jù)脫硫液的實際再生效果來確定，在滿足再生要求的前提下，適當?shù)偷墓娘L強度對減少副反響的發(fā)生和節(jié)約動力消耗都是有利的。再生塔的鼓風強度一般控制在95100m3/m2·h。值得注意得是，中的副反響2主要和煤氣中的HCN的含量有關，也與單質(zhì)硫能否及時別離有關。使用ZL催化劑，及時地把單質(zhì)硫別離出去，可減慢NH4SCN的增長速度；另外，在ZL催化劑的作用下，NH4SCN還可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化反響：在氧化再生時,ZL將HS催化氧化:ZLHS+1/2O2 OH+S由以上分析可以看出,在HPF脫硫工藝中應用ZL脫硫催化劑，副反響能夠