原油中的硫化物已鉴定的有百余种,主要可分为三类:第一类为酸性含硫化合物,主要包括硫化氢和硫醇;第二类为中性硫化合物,主要为硫醚和二硫化物;第三类为热稳定性好的硫化物,主要为噻吩和四氢化噻吩、苯硫酚等。硫化物通常具有恶臭、剧毒和强腐蚀性,对原油的集输、加工及成品油的品质有不良影响。溶解在原油中的硫化物会严重腐蚀管道、设备,威胁人身安全,在原油炼制过程中硫化物会导致设备腐蚀、催化剂失活、成品油硫含量不合格等一系列问题。二氧化硫脱硫剂脱硫剂的研制及各种脱硫技术的开发成为解决上述问题的重要手段。目前,脱硫方法按脱除方法的特点可分为吸收法、吸附法、氧化法、生物法、脉冲电晕法等;按工艺可分为再生溶剂吸收脱硫、固定床吸附脱硫、膜分离方法脱硫、生物脱硫、以及物理场脱硫等;依据物质所处的状态又可分为新型湿法和新型干法两大类。
压力数据在实验过程中不断波动,故图中给出的是时均值,由图中可以看出时均值基本保持稳定说明床内状态是稳定的。压力沿床高均匀递减,变化平缓表明床内新型固体物料基本均匀分布。没有明显的下浓上稀的情况,说明对于所用的床料颗粒而言,5m/s的床内气速偏高,使床内接近气力输送状态。但最高点处压力骤增,表示床料在此处浓集。这是因为该点位于床上部的端头结构内,并高过床的出口,使床料在该区域内聚集所致。1)脱硫效率随时间有一定的波动,这主要来自于床内速度和物料量的波动。2)蒸汽活化前脱硫效率处于较低水平,只有30%,而且由于进料Ca/S较小,床内处于较稀的状态,使二氧化硫脱硫剂脱硫剂易于变成乏吸收剂,而使脱硫效率呈下降趋势。但是经蒸汽活化处理后脱硫效率明显上升,且高达50%,说明蒸汽处理有明显的效果,必然是以某种方式提高了二氧化硫脱硫剂脱硫剂的固硫活性,其内在机理需要进一步研究。
目前新型烟气二氧化硫脱硫剂脱硫剂主要有三种方式:一是燃烧固硫法,是在煤中加入一定量的固硫齐U,使煤在燃烧时生成的新型二氧化硫与固硫剂反应,生成硫酸盐与炉渣一起排出,这种方法成本较高。另一种方法是湿法脱硫,主要采用喷淋法,用碱性水溶液吸收烟气中的二氧化硫,这种方法用水量大,脱硫后产物难处理,易产生二次污染,投资成本高,占地面积大,设备防腐要求高。还有一种方法是活性炭吸附法,该方法活性炭的使用周期较短,再生较为复杂,脱硫效率低,水洗耗水量大,易造成二次污染,活性炭价格较高,增加了成本。
活性炭又名碳分子筛,是一种多孔性物质,主要是利用其的催化和吸附作用,可用于脱除沼气中H2S气体。活性炭法也是由脱硫和再生两个过程组成。其反应式为:脱硫:2H2S+O2→2S+2H2O……(1)再生:nS+(NH4)2S→(NH4)2Sn+1……(2)(NH4)2Sn+1→nS+(NH4)2S……(蒸汽加热)(3)活性炭具有储存氧气的能力,在脱硫过程中,活性炭催化H2S与其中储存的氧气反应生成S后被吸附于活性炭表面。当活性炭吸附饱和时(活性炭上H2S的浓度超过3ppm),脱硫效率明显下降,必须进行再生。这时可用质量分数为12%~14%的硫化铵溶液对其进行再生,而反应生成的多硫化铵进行蒸汽加热后可分解为硫化铵与S,硫化铵继续循环利用,S便从活性炭中析出,析出的硫流入硫回收池,水冷后形成固态硫。
二氧化硫脱硫剂脱硫剂装填好坏直接影响使用效果,必须引起足够重视,整个二氧化硫脱硫剂脱硫剂装填过程应有专人负责,并注意以下几点:1)在脱硫塔的格蓖板上先铺设二层网孔小于为8-10目的不锈钢网(2)在铁丝网上再铺设一层20-30mm, Φ20-30mm厚的碎焦块。(3)由于运输、装卸过程中会产生粉尘,装填前需要过筛。(4)使用专门的装填工具,卸料管应能自由转动,使料能均匀装填反应器四周,严禁从中间倒入脱硫剂,防止装填不匀。(5)二氧化硫脱硫剂脱硫剂在使用过程中随吸硫量的增大而强度递增,故在脱硫塔中应分层装填。每层按脱硫剂装填高度划线,保证装足、装平、装匀。(6)装填过程中,严格禁止直接踩踏硫剂,可将木板垫在料层上,再进入扒料和检查装填情况。(7)脱硫原料气入口处,应装上格蓖板或碎焦块,以防止吹散二氧化硫脱硫剂脱硫剂。
因质子传递.H2S与MDEA(N-甲基二乙醇胺)进行的反应几平是受气膜控制的瞬时化学反应:H2S+R2NCH3=[R2NHCH3]+[HS]-。由于MDEA是一种叔胺,CO2只有与水生成碳酸氢盐后才与胺进行酸碱中和反应:CO2+H2O+R2NCH3 R2NHCH3+HCO3(2) 因为CO2和水需要缓慢的中间过程.这种反应速率上的巨大差别构成选择性吸收的基础.即MDEA在CO2存在下对H2S吸收具有较高的选择性。酸性尾气经水洗除去其中的CH3OH和HCN后进入吸收塔底部与从顶部加入的贫胺液逆流接触,脱硫后的净化气从吸收塔顶部逸出。离开吸收塔富胺溶液通过换热器与贫胺换热得到加热,然后在再生塔中再生,脱除的含H2S和CO2的再生酸气作为克劳斯装置进料,贫胺经冷却泵送至吸收塔。