繁体中文 网站地图 wap手机访问
站内搜索:
您现在的位置:首页 >> 科技成果 >> 内容

东狮888脱硫催化剂的性能特点和应用工艺条件

时间:2019-3-4 13:42:49 点击:

摘 要:本文介绍888脱硫催化剂(简称为“888”)的性能特点及其在化肥厂应用的新进展,同时提出了使用888脱硫催化剂合适的工艺条件与应用注意事项,使之发挥更好的效果。

    关键词:888脱硫催化剂


 

 

概 述

 

    888脱硫催化剂(简称为“888”)是湿式氧化法脱硫中一元催化氧化脱硫剂,近几年已在化肥厂和焦化厂迅速推广应用了,如2002年比l998年销售量增加了7倍多。

    湿式氧化法吸收H2S的中和反应无疑是在脱硫塔内进行的。然而,催化氧化析硫的化学反应(HS+1/2O2→OH+S↓)也主要在脱硫塔内进行,只有这样才能加快吸收H2S的速度,提高脱硫效率。

    由于各种催化剂的性能和催化能力不同,析硫反应时析出来的硫的颗粒大小和粘性不同,所以硫黄粘在塔壁和填料表面上的难易程度有差别,即是否会造成堵塔或堵塔程度是不同的。众所周知,合成氨厂脱硫塔阻力增大,对全厂生产的影响是很大的。这不但增加能耗,而且可能造成全厂减产甚至全厂停车。近来有些厂为了清理脱硫塔和管道的堵积物,一年要停车三、四次,其损失是很大的。因此,合成氨厂对湿式氧化法脱硫催化剂的选择是一件至关重要的事情。

    在选择脱硫催化剂时用户希望能满足如下几个条件:

(1) 脱硫后出口 H2S含量能满足全厂生产工

 

艺上的要求;

    (2)不会造成积硫堵塔,最好有洗塔作用,把

塔内积硫清洗下来;

(3)原材料消耗低,即脱硫成本较低;

    (4)能脱除部分有机硫化物,从而减轻精脱硫的负荷;

(5)应用范围广。既可以用氨水为吸收剂又可

以用纯碱液为吸收剂,既可以用在半水煤气脱硫系统又可以用在变换气脱硫系统:

(6)用量少,使用简单,便于管理和操作;

    (7)无毒,硫黄的颗粒大,易分离回收,不但不存在增加工厂的安全环保问题,且改用新催化剂后还可减缓或彻底解决原脱硫催化剂时含硫废液的排放而造成的环保问题;

(8)催化剂产品质量稳定可靠;

    (9)技术服务队伍强,售后服务工作比较好等。

    近几年来,我们厂的东狮牌888脱硫催化剂之所以受到国内专家的好评,用户的青睐,售量大增,以上几个条件均能得到满足。

 

“888”的产生及其性能特点

 

    888脱硫催化剂是l994年通过市级新产品鉴定后推向市场的,l996年获得国际新发明、新技术、新产品博览会的金奖,同年被全国化肥信息总站列为国内中、小氮肥厂推广的新产品。中国氮肥工业协会于l999年5月在烟台开会期间组织有关专家和部分用户对“888”进行评议,通过了评议意见。l999年8月中国氮肥工业协会小氮肥分会在大连会议上宣布,把“888”列入小氮肥行业“十五”发展规划重点推广应用的新技术、新材料项目之一。2000年4月经中国氮肥工业协会审查考核确定“888”为四年内化肥行业推荐选用的产品。

    生产“888”产品的原料全部在厂家直接采购来的合格产品,有效成份高、杂质含量少。“888”产品是蓝灰色粉末,在氨水或碱性溶液中溶解性能好.在酸碱性介质中不发生分解,热稳定性强,1000C以下保持稳定。“888”本身对金属设备不腐蚀,在碱性溶液中吸氧载氧能力强,被吸的氧处于活化状态,可将HS氧化变成单质硫。输出活性氧后重新吸氧活化。“888”在脱硫时如此往复循环运作。由于“888”分子不参与化学反应,所以应用时其浓度和用量不能用化学反应式的量来计算。当然在脱硫系统随着硫泡沫的分离过程、排废液过程和气体的夹带等,是有一定的损失的,所以每天要补充一定的量才能保持相对稳定的浓度范围来维持脱硫效率达标。这个补充量与用户的工况条件、管理水平有密切关系,相差较大。通常每脱除lkgH2S需补充0.4g~0.9g“888”。再生条件好,气体中有机硫含量低一些,脱硫塔的气体带液不太严重时,“888”的消耗量低一些,反之,用量要高一些。

    对于“888”性能特点,在1999年的评议会上,有关专家已做了精确的概括。认为“888”除具备PDS产品的特性外,还具备如下特点:(1)“888”使用时不用另加其他的助催化剂;预活化工艺简单,时间短;无论以氨水或纯碱液为吸收剂均能保持稳定的脱硫效率。(2)“888”能使贫液的悬浮硫含量低,一般可降低到0.3g/L以下。溶液清亮不堵塔有利于降低脱硫系统的阻力。若由其它湿式氧化法脱硫催化剂改用“888”后能迅速降低脱硫液中悬浮硫的含量。(3)再生时浮选出来的硫颗粒大,溶液粘度低,硫黄易分离回收,不存在安全环保问题。(4)在同样负荷和工况条件下,耗用催化剂的费用比同类产品降低20%以上。(5)“888”能脱除一定量的有机硫化物,据反映脱除率为50%~80%。

 

“888”脱硫催化剂在化肥厂和甲醇厂应用的新进展

 

3.1 888脱硫催化剂在化肥厂的应用

自1998年来,采用“888”清洗脱硫塔,解决脱硫塔堵塔问题和降低脱硫成本的用户较多。比如石家庄市的滹沱河化肥厂采用栲胶法长达l5年未发生堵塔,但从l998年3月开始脱硫塔阻力持续上升。三个月内上升到33.33kpa(250mmHg)。抱着用“888”来试一试,是否能把塔阻力降下来的目的,于当年6月加入了“888”。开始时按浓度5× 106来计算,第一天加入“888”lkg,以后每天加入250g,并停加V205,但仍加入少量栲胶。投入“888”的初期,每天约比以前多出硫黄200kg,证明堵在塔内的积硫逐步清洗出来了。塔的压差不久降到l3.33KPa。后来年度大修时更换了部分填料,开车后全改用“888”,但保持溶液的总碱度为0.3mol/L~0.4mol/L。这样运行的结果取得了如下几方面的收获:(1)在同样全厂满负荷生产情况下脱硫塔压差保持在4KPa左右。(2)出口H2S含量稳定在0.051g/Nm3以下,脱硫效率在97%,全部达标。(3)溶液的悬浮硫含量由2.4g/L降到0.38g/L。(4)脱硫催化剂的费用由平均每天200元降到110元,即降低了45%。(5)变换气中的H2S含量由0.4g/Nm3降到0.2g/Nm3(证明脱除50%以上的有机硫化物),有利于精炼降低铜耗。此外,还有一点意外的收获,就是停加V205,后近两个月内溶液中的总钒浓度不但不降,反而由1.5g/L上升到1.9g/L。证明:①栲胶法脱硫时有钒盐与硫黄一起沉积塔底和粘在填料上,加“888”后,钒盐也溶到溶液中了。②沉淀的钒盐主要是溶解度较低的4价化合物,只有氧化成溶解度较高的5价钒盐溶解后才能提高总钒浓度。在栲胶法脱硫中是靠氧化态栲脱来完成钒盐的氧化的。但加“888”后,靠经“888”活化了的氧来氧化,且栲胶未能氧化的,“888”能氧化,证明其氧化性能比栲胶强。

    此后,吉林通化化肥厂、山东平原化肥厂、云南昆明氮肥厂、赤水天然气化工总厂等也相继用“888”来洗塔或降低溶液中的悬浮硫含量以防止堵塔,并指望降低脱硫的成本。通化化肥厂用在变换脱硫系统,其它厂用在半水煤气脱硫系统,各厂使用“888”的效果都是满意的。通化化肥厂解决了用栲胶法时每隔3个月就要停车一次清理脱硫塔堵积物的老问题。昆明氮肥厂用“888”取代栲胶V205和TS911一个月后,脱硫液的悬浮硫含量由4.8g/L下降到0.1g/L,塔压差由14KPa降到4KPa。解决了一年需清理两次以上脱硫塔填料的问题。另外,用“888”后可以加入部分氨水为吸收剂,减少碱耗量,使得半水煤气脱硫系统每月原材料费用减少约3万元左右。

    山东平原化肥厂于l998年11月用“888”取代栲胶V205和硒(酞菁类催化剂)。加入“888”8天后溶液悬浮硫含量由0.9g/L下降到0.18g/L,溶液清亮有效的提高了脱硫效率,减少了补碱量。用“888”的头两个月,平均每天节约的脱硫费用l566.5元,一年可节约51.7万元。该厂后来变脱系统也改用“888”取代栲胶法,有时只从半脱系统倒过一些溶液补充到变脱系统就可以了。使得变脱塔压差低,且不上涨。不但对安全稳定生产有利和节约能耗,而且解决了过去需间断清洗塔内散装填料的繁重体力劳动。

    以上几例是以纯碱为吸收剂的,在以氨水为吸收剂时,“888”的清硫洗塔作用也很明显的。例如苏州市吴县化肥厂原用对苯二酚氨水液相法脱硫,l999年初出现溶液悬浮硫高,只好排放部分溶液来维持生产,环保问题严重,急待解决。于当年3月5日开始加入“888”进行清硫洗塔,第四天见效,至第十四天,溶液的悬浮硫含量由加药前的9.05g/L下降到0.088g/L。在洗塔期间比平时约多出5吨硫黄。该厂在技术总结中还谈到,用“888”后脱硫效率不但比以前提高了,而且即使入塔的H2S含量波动大,出塔H2S也达标。另外,每年节约催化剂费用4万多元。

    2000年以来,山东瑞星化学工业集团、陕西化肥厂、郯化集团化肥厂、昌化集团化肥厂、柳州化肥厂、都匀化肥厂、吴泾化工厂。广西河池氮肥厂、河南安阳化肥厂、驻昆明解放军化肥厂、江苏新沂化肥厂、张家港华源公司化肥厂、湖北的楚星化工公司等也用“888”了。他们应用“888”来解决堵塔问题、降低出口 H2S、改善环境条件和脱有机硫化物等方面都取得较满意的结果。比如山东瑞星化学工业集团化肥厂,该厂的半水煤气脱硫塔为Ф5米。在同样过40000Nm3/h的半水煤气情况下,使用栲脱和V205催化剂时,塔的压差为0.01MPa到O.Ol2MPa,自把塔填料用“888”清洗,大修时又掏出部分填料进行清洗处理,继而彻底改用“888”后,塔压差降至0.0005MPa至0.001MPa,同时,脱硫效率平均由90.3%提高到92.O%。又如吴泾化肥厂使用“888”期间曾两次对脱COS进行测定,测定结果,COS的平均脱除率,2月18日为61.57%,7月5日为63.81%。

3.2 在甲醇厂作脱有机硫的脱硫剂使用

    安阳化肥厂是2001年5月才用“888”的,该厂日产合成氨370吨,甲醇l20吨。原在栲胶法中加入本厂生产的Ts8505,脱硫效率不理想,影响到精脱硫和甲醇催化剂的使用寿命。厂领导决定用“888”取代本厂的Ts8505与栲胶。自从5月24日起加入“888”后,脱硫系统出口总硫含量由200mg/Nm3左右逐渐下降到120mg/Nm3左右,脱有机硫达50%以上,达到了预期的目的。在十多天的试用期间还多出了不少硫黄,比前增加了10.77%。溶液也变清亮了。该厂在年技术总结中.指出改用“888”后吨单位成本下降了l.23元,且甲醇催化剂使用寿命延长了一倍,每年可节省60万元。

3.3变换气脱硫添加“888”改善脱硫液的性能

    变换气脱硫系统最早用干法和有毒的G、V湿法的。自1987年石家庄化肥厂在2.0MPa的加压变换气脱硫系统实现用栲胶法脱硫后,不久一批中、小氮肥厂也采用该法。国内目前变脱系统仍是用栲胶法的居多,也有单独用酞菁类催化剂或在栲胶脱硫液中加入酞菁类催化剂的。“888”单独用在变脱系统或与栲胶法一起用均适宜。如河南息县化肥厂变脱只用“888”一种催化剂,出口H2S在20mg/m以下,脱硫与脱碳双受益。有些厂认为“888”与栲胶法混用更好。如山东郯化集团总工程师张全文在2001年全国氮肥厂第6届净化、变换暨塔器填料新技术交流会上,就介绍了在变换气湿法脱硫中应用栲脱法加“888”的成功经验。认为混用时,栲胶和总钒的浓度可以降低,“888”的用量也很少。该厂栲胶浓度控制在1.0g/L以下,NaV03在O.40g/L ~0.8g/L,每天按每吨氨补入0.5g“888”。溶液总碱度(按Na2C03计)≥35/L,PH不低于8.0。这样控制的结果,变脱溶液的悬浮硫含量在0.3g/L以下,气体出口 H2S在10mg/Nm3以下,有机硫能脱除50%,使得湿法后面串的干法脱硫装置出口气体的总硫≤5g/Nm3。而干法出口气体在经过脱碳系统和精脱硫系统后,总硫含量可达0.02mg/Nm3以下,甲醇催化剂使用寿命在3年以上。

    “888”与国内湿式氧化法除砷酸盐外的各种脱硫催化剂均能协调使用,所以由其它的催化剂改用“888”时,只停用旧的而加入“888”即可。关键是改用“888”的过渡期间要注意维持脱硫出口H2S含量在厂规定的范围,因为各厂变换的工艺流程和所用催化剂不同以及变脱后的气体是去碳铵系统或是去脱碳系统,对气体中H2S含量的要求是不一样的。

 

4  使用“888”的合适工艺条件与注意事项

 

    湿式氧化法脱硫通常包括脱硫、再生与硫回收三部分(有些小氮肥厂缺硫回收设备),但往往脱硫与再生过程对一些工艺指标的要求是相反的。比如PH值,高一些有利于吸收H2S,但不利于再生;又比如加大循环量提高喷淋密度,有利于提高脱硫效率,但加大循环量后,就减少再生停留时间,不利于浮选硫黄。另外在脱硫塔的三个工艺过程,即气液接触的传质过程。酸碱中和反应吸收H2S过程和催化氧化反应的析硫过程也一定要协调才能提高脱硫效率。还有伴随着脱硫过程有生成Na2S203、Na2S04、NaCNS和NaHC03(以氨为吸收剂时生成相对应的铵盐)的副反应。对这些副反应,我们也要尽量的给予抑制。所以,在制定工艺条件时以上各个方面都要考虑到的。只有这样,制定的工艺条件才较合理。

    我国化肥行业应用湿式氧化法脱除气体中的H2S已有30多年的历史了,对其工艺流程、工艺条件和操作方法早已熟悉了,而“888”在化肥行业也应用好几年了,我们在技术服务中也积累了一些经验。现在我们认为在应用“888”时一些较合适的工艺条件列于下面供参考。

4.1 半水煤气脱硫系统

◆以氨水为吸收剂时,氨水浓度l2tt~18tt;

    ◆以纯碱为吸收剂时,总碱度为l7g/L~29g/L(或0.3N一0.5N);

◆溶液PH值8.0~9.0,最好8.2~8.5;


 

◆溶液温度200C~ 500C。最好300C~400C;

◆脱硫塔液气比≥l2L/m3

◆填料式脱硫塔线速度0.5m/s~ 0.8m/s;

◆脱硫塔的喷淋密度26m3/m2h~35m3/m2h;

◆“888”浓度5×10-6~l5×10-6

    ◆再生氧化槽的吹风强度35m3/m2h~60m3/m2h;

    ◆溶液在再生氧化槽的停留时间l2min~30min。

4.2 变换气脱硫系统

◆溶液PH=8.0~8.7,最好8.1~8.4;

◆溶液总碱度(以Na2C03计)22g/L~32g/L;

◆溶液Na2C03含量lg/L~5g/L;

◆溶液温度25℃~400C

◆溶液悬浮硫含量<0.4g/L;

    ◆脱硫塔在空间线速度为液泛点速度的25%~35%

    ◆脱硫塔的喷淋密度为26m3/m2h~42m3/m2h;

◆“888”浓度5×10-6~20×10-6

    ◆再生氧化槽的吹风强度35m3/m2h~50m3/m2h;

    ◆溶液在再生氧化槽的停留时间l5min~30min;

    用户可根据具体情况制定出适合本厂的工艺条件。

4.3 下面是使用“888”的几点注意事项

①投料前要估算好脱硫液的总量,才能较准确的按计划浓度计算出一次投放量。

②用氨水或碱液溶化好“888”后,再通入空气予活化3个小时以上或用木棒多搅拌数次,再放入系统使用。

③若用氨水为吸收剂,要尽量少用或不要用含有消泡剂的碳化氨水,因对浮选硫泡沫有影响。

④改用“888”的初期硫泡沫较多,要及时调节好再生的工艺条件,多回收硫黄。防止贫液带硫黄入脱硫塔造成局部阻力大。

⑤“888”的消耗量与再生情况有密切关系,若再生氧化槽的空气偏少或分布不匀,或者是用高塔再生和用鼓风式的外加空气的再生槽时,“888”的用量要多一些。

⑥因“888”的浓度低,用常规分析法来测定,很难准确。可以用P-E403型火焰原子光谱仪来测定,也可以用722、721型分光光度计来测定。通常也可不测定,而是按加减“888”的量来观察。若脱硫与再生达标,再生槽浮选硫黄正常,可稍减一点量。反之多加一点。数天后就可得出合适的补入量了。在工况情况正常时,每天按此量补入“888”即可。

    总之,“888”是一种优良的新型脱硫催化剂,但无论在性能上和应用技术上都还存在许多有待进一步完善的地方。东狮牌“888”已于2000年4月获得了行业十大名牌称号,2001年4月又荣获中国中轻产品质量保障中心颁布的质量信得过产品荣誉证书。虽然给了我们厂很大的荣誉,但也是对我们的鞭策。我们决心保持“888”的产品质量,进一步提高产品性能,拓宽其应用范围,提高应用技术水平,更好的为化肥行业服务(二O0三年二月十六日供稿)


 

 

 

 

 

 



作者:不详 来源:网络
相关文章
  • 关于我们 | 服务条款 | 法律声明 | 文章发布 | 在线留言 | 法律支援 | 人员认证 | 投诉建议 | 合作联盟 | 版权所有 | 本站wap手机访问
  • 中国脱硫技术网(www.cdstn.net) © 2019 版权所有 All Rights Reserved.
  • 本站网络实名:中国脱硫技术网 通用网址:中国脱硫技术网

  • 中国脱硫技术网 版 权 所 有 ,未 经 书 面 授 权 禁 止 使 用
    吉ICP备07000636号