去除烟道废气中二氧化硫的油田脱硫剂脱硫剂,采用最多的是廉价的石灰、石灰石和用石灰质药剂配制的碱性溶液。脱硫剂能吸收烟气中大部分的二氧化硫固定在燃料渣内。化工厂、冶炼厂等常采用碳酸钠、碱性硫酸铝等溶液作为脱硫剂处理含二氧化硫的尾气,并可解吸回收利用。这种混合溶液脱硫剂具有表面活性,催化氧化,可以性促进SO2的直接反应,加速CaCO3的溶解,促进CaSO3迅速氧化成CaSO4,强化CaSO4的沉淀,降低液气比,减少钙硫比,减少水分的蒸发。当烟气入口SO2浓度增加,高于设计值时,吸收塔反应池内PH值降低,需要更大的Ca/S比时,在吸收塔反应池容积不需扩大的情况下,CaCO3能够快速溶解,增加钙离子浓度,保持浆液PH值在正常范围,对PH值有一定的缓冲作用。延长工作段浆液的运行时间,减少配浆次数,可使设备结垢明显减少,垢层变薄,停机后用水冲洗,垢层容易脱落。对脱硫系统结垢起分散性和活动性,减少结垢的淤积,减少浆液中氯离子的含量,对脱硫设备中各种材质的腐蚀、结垢速率均有不同程度的减少,其中碳钢减少最多,腐蚀、结垢速率分别可减少74%和79%,聚氯乙烯可减少48%和55%。脱硫剂的加入,可起到阻垢防腐缓蚀的作用,减少脱硫喷嘴的堵塞、结垢、腐蚀、磨损,减少浆液循环泵及叶轮的结垢、腐蚀、磨损,减少脱硫系统中备品备件维修和更换。拓宽脱硫材料的选择范围,提高系统的可靠性。在不同的工况下可减少和停用浆液循环泵及氧化风机,提高脱硫效率,降低运行费用,适合煤中的含硫量变化,及适用高硫煤。在烟气脱硫应用中,具有广阔的市场推广优势,可产生可观的经济效益和社会效益。
油田脱硫剂氧化铁脱硫剂因其硫容大、价格低、可在常温下空气再生等特点而深受用户欢迎。但也存在着强度差、遇水粉化、脱硫精度不高(1ppm)等不足之处,影响了其工业应用。特点:1、脱硫精度高:进口H2SI1000ppm时,出口H2S 0.05ppm,比普通Fe2O3的脱硫精度(1ppm)高20倍;2、反应速度快:使用空速1000-20000h-1比普通Fe2O3要高3—6倍;3、工作(透穿)硫容大:在1和2的条件下,一次性精脱H2S硫容有O2时为15—20%,是普通Fe2O3脱硫剂的3—6倍。4、强度好、耐水性好。水煮2h或浸泡30天不粉化、强度不变。 5、适用温度范围广,5—90℃6、可在无O2或高CO2条件下应用。无氧时精脱H2S硫容12—15%。该脱硫剂适用天然气、水煤气、半水煤气、空气煤气、焦炉气、变换气、CO2再生气、食品CO2、钢厂原料气、沼气、石油化工等各种气体的精脱H2S,也可与水解504催化剂配套使用达到H2S+CO2≤0.06ppm,弥补活性炭精脱硫剂的不足,使油田脱硫剂氧化铁脱硫剂新工艺应用更为广泛。
油田脱硫剂脱硫剂加湿装置:在脱硫箱顶部布置3组喷水管,每组喷水管上布置5个水雾化喷淋喷头。3组喷水管由垂直穿过脱硫箱箱体的水管统一供水。为保持脱硫反应所需床层温度环境温度较低时使用蒸汽加湿、其余时间使用循环水加湿。此外,煤气是一种有毒有害的气体,日常使用中为防止煤气的倒窜至循环水或蒸汽中,此水管使用柔性连接与循环水或蒸汽连接,当检测到硫化氢含量有明显上升趋势时,将此脱硫箱从系统中分离出来,通过柔性连接对脱硫剂进行加湿,加水量或蒸汽量一般为油田脱硫剂脱硫剂质量的5%--10%,而后断开柔性连接,将此脱硫箱静置待脱硫剂充分浸湿,气表面再次形成水膜,重新并入系统使用。
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。
油田脱硫剂氧化铁脱硫剂是广泛使用的干法脱硫剂,通过构建两种硫化的油田脱硫剂氧化铁脱硫剂表面在O2气氛下发生再生过程的气固模型,得到了硫化的油田脱硫剂氧化铁脱硫剂的再生机理。得出以下主要结论:关于H2S与氧化铁脱硫剂的脱硫过程,主要存在生成H2和生成H2O两条脱硫路径。研究表明:这两条脱硫路径是竞争性的。在脱硫过程中,油田脱硫剂氧化铁脱硫剂起到了两种作用:一方面,在H2S的解离过程中,油田脱硫剂氧化铁脱硫剂起催化剂作用并生成H2;另一方面,在生成H2O的路径中,两个氢原子夺去了油田脱硫剂氧化铁脱硫剂表面的O原子,同时S原子填补了被夺取的O原子所在的位置,氧化铁脱硫剂参与了反应,起到了反应物的作用。经过两条不同的脱硫路径会产生两种硫化表面,在生成H2的路径中,S原子吸附在表面的Fe顶位,我们称之为“硫吸附表面”,在生成H2O的路径中,表面的O原子的替代导致脱硫剂的降解,我们称之为“含硫表面”。无论脱硫过程生成的产物是H2还是H2O,H2S在表面的解离是脱硫过程中所经历的共同步骤。在脱硫过程中含硫表面的形成会导致H2S脱硫剂表面的解离活化能垒升高,对脱硫过程不利。在脱硫剂表面掺杂第二金属Co、Cu和Zn可以有效的降低H2S在氧化铁脱硫剂表面解离的活化能,有利于脱硫过程的进行。氧化铁表面的原子空缺会影响其脱硫性能。表面Fe空缺的存在可以有效的降低H2S解离的活化能,有利于脱硫过程的进行,而表面O空缺的存在导致表面金属活性位消失,对脱硫过程不利;O2气氛不仅可以再生硫化的脱硫剂,还可以修补脱硫剂表面的O空缺。氧化铁脱硫剂两种硫化表面都存在两条相互竞争的再生路径,且其决速步骤都是O2的解离。因此,降低O2解离。因此,降低O2解离的活化能有利于再生过程的进行。另外在O2的气氛下,表面O空缺的修补很容易。因而在O2气氛下再生,可有效的改善氧化铁脱硫剂的脱硫性能。
沉淀法是以金属锌为原料,用硫酸溶解后再用纯碱沉淀为ZnCO3,过滤洗涤后,干燥并部分焙烧成氧化锌,然后与添加剂混合成型,在经干燥和焙烧后即为成品油田脱硫剂脱硫剂。沉淀法特点:干混法将逐渐被均匀沉淀法、溶胶凝胶法取代。均匀沉淀法区别于直接沉淀法在于加入的沉淀剂不直接与被沉淀物反应沉淀而是先将沉淀剂在不饱和容易中缓慢释放均匀分散。未来国内外油田脱硫剂氧化锌脱硫剂发展趋势是降低产品堆密度和使用温度、提高脱硫精度,在保证低温高硫容、高脱硫精度下进一步提高抗压碎力,以降低阻力、扩大使用领域。