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PDS脱硫技术在高硫煤气净化中的应用和工业生产实绩
作者:管理员    发布于:2016-05-31 10:56:06    文字:【】【】【

  *本文作者的联系电话:021―64343649转22203自从PDS脱硫技术取代砷碱法脱硫在我公司试验成功以来,焦炉煤气一级脱硫在原设备改动较少的情况下,系统己稳定运行6年。由于我公司焦炉煤气中H2S含量较高(8-12g/m3,标态)要求一级脱硫后出口煤气中H2S含量小于(标态),以减轻二级脱硫(改良ADA法)的负荷,有利于全系统的节能降耗,也能保证出厂煤气中H2S指标达标。因此,稳定一级脱硫对稳定整个出厂煤气H2S达标至关重要。我们在多年的实践中,对PDS脱硫技术有了比较深刻的认识,也研究了提高工业生产实绩的一些新方法,使生产更趋稳定。

  PDS高硫煤气净化工艺的特点PDS脱硫技术是以酞菁钴磺酸盐为催化剂,可同时高效、快速脱除高硫煤气中的H2S和有机硫。在相应的介质中,有机硫脱除率在50%以上,这是PDS法的特点。到目前为止,国际上尚未有使用双核酞菁钴磺酸盐净化高硫煤气的工业化成功的报道,因此自1996年我公司以PDS法取代砷碱法的试验成功以后,原化工部化肥工程技术中心及东北师大精化公司进行了一系列推广工作,亦引起意大利、比利时、印度、墨西哥等国际集团的重视。

  由于工业生产装置负荷的变化,我们对不同工况下的液气比、脱硫效率进行了比较,并测试了PDS的硫容,结果显示其硫容比ADA法及栲胶法高1倍以上,与砷碱法接近,为诸多湿式氧化法中硫容较高者。表1为砷碱法与PDS法的脱硫效率及硫容之比较。

  表1 2种脱硫方法的液气比。脱硫效率及硫容之比较砷碱法液气比脱硫效率硫容液气比脱硫效率硫容选择性好,环境效益突出采用PDS法脱硫时,在适宜的工艺条件下,硫代硫酸钠和硫氰酸钠生成量易控制且不会大量积累(不生成硫酸盐),故碱耗明显降低。且PDS催化剂无毒,环境效益突出。

  在再生(氧化)设备中易形成粒子较大的硫泡沫,便于硫磺的分离和回收,不堵塔。

  脱硫成本低,经济效益显著我公司采用东北师大精化公司生产的PDS― 400型脱硫催化剂,其活性好,生产中不需添加其它化工原料。与改良ADA法以及栲胶法相比,不仅配制溶液简单、操作方便,而且成本低50%左右。在相同工况下,碱耗亦低于上述2种方法。PDS― 4⑴型催化剂质量指标及其活性比较如表2示。

  表2PDS―400型脱硫催化剂质量检验项目指标检验结果水不溶物(%)催化活性以下,己实现出口煤气中HS含量<2.5g/m3(标态)的指标。

  PDS高硫煤气净化工艺装置的改进为了使PDS法在高硫煤气净化工艺上能稳定运行,我们采取了一系列的控制与管理措施,同时在工艺生产装置上作了一些改进。

  由于砷碱法脱硫工艺在溶液再生方面的特殊性,用PDS法脱硫必须对砷碱法的再生状况进行完善,将原砷碱法20%溶液不经再生直接去脱硫装置改为溶液100%再生,进一步提高了脱硫效率,减缓了副盐的长速度,消除了堵塔现象,降低了脱硫塔的检修费用,提高了煤气质量。

  改进和完善再生塔内件结构为了确保脱硫富液再生效果和对再生塔液位的控制,对再生塔内件结构进行了改进。首先对再生塔底的空气、溶液分布盘进行改造,将原先的空气和溶液分别进入再生塔后再强制再生,改为溶液和空气在塔底分布盘内混合充分后再强制再生。同时对再生塔内3层不锈钢空气分布板进行完善,强化塔内的再生效果,液位得到稳定。修复了再生塔液位调节器,并在其顶盖上安装吸风阀门,使液位调节器内保持不负压,用以微调再生塔的液位。

  通过上述措施,溶液的再生效果得到了强,再生塔液位也得到了控制,操作也更加简便,有利于脱硫设备的稳定运行。

  PDS法脱硫的生产实绩工艺控制指标和实际工况如表3所示。

  近年来,PDS法在焦炉高硫煤气净化中脱硫表3PDS法高硫煤气净化工艺控制指标和实际工况项目控制指标实际工况煤气量(m3/h,标态)煤气进口H2S(g/m3,标态)煤气出口H2S(g/m3,标态)溶液循环量(m3/h)溶液温度(°c)夏季冬季PDS催化剂浓度(X10溶液比重pH值吨硫磺碱耗(kg)两盐含量(g/h)效率相当稳定。在进口煤气中H2S含量8~11g/m3的工况下,出口煤气H2S含量能控制M2.5g/m3的指标内,脱硫效率稳定在83%~ 85%.如果溶液中PDS浓度提高至15X104以上,则脱硫效率可以再进一步提高。2000年1月至2001年7月PDS脱硫效率见表4.表4PDS法脱硫效率情况分析日期煤气量(万m3 /月)H2S平均含量(g/m3,标态)进口出口脱硫效率(2)PDS浓度与脱硫效率的比较PDS脱硫工艺保证了含硫量较高的焦炉煤气一级脱硫的脱硫效率,当溶液中PDS浓度达到(20~30)X16时,脱硫效率则更高(表5)。

  表5PDS浓度与脱硫效率比较煤气量H2S平均含量(g/m3)脱硫效率PDS含量进口出口为了进一步降低脱硫碱耗,加强了对溶液pH值、温度、PDS浓度等控制,使系统操作稳定,不会在系统中大量生成硫氰酸盐和硫代硫酸盐。同时根据PDS脱硫催化剂企业标准及分析方法,对PDS的质量进行监控,使生产更稳定。进入2001年后,由于生产工况、PDS质量稳定,碱耗比2000年有显著下降,硫粉、副盐产量及碱耗情况见表表62001年PDS法脱硫副产物量及碱耗分析日期煤气量/月)硫粉产量(1/月)纯碱耗量(/月)吨硫碱耗硫代硫酸钠(/月)1月2月3月4月5月6月7月(4)PDS法在新厂焦炉煤气脱硫情况比较1996年新厂焦炉高硫煤气也由PDS法取代了栲胶法。虽然使用PDS法脱硫后脱硫效率有所提高、脱硫副盐不能提取的难题也得到了解决,但尽管采用三塔串联脱硫,出口煤气H2S含量仍不尽如人意,且煤气处理量只能达到设计水平的50%.针对这一问题,我们进行了大量试验,发现尽管PDS脱硫催化剂具有较高的硫容和脱除高硫的效果很好,但不能把H2S脱至20mg/m3以下。现采取两级脱硫,一级为PDS法,二级为改良ADA法。改造以后,净化后的煤气能够达到城市煤气控制指标。目前PDS法在一级脱硫(空塔)中的脱硫效率达75%以上,吨硫碱耗也己经从3000kg降至1300kg左右,达到该套脱硫装置投产以来最佳水平。

  PDS脱硫催化剂在其它脱硫装置上的应用目前我公司PDS法脱硫只在焦炉煤气中进行一级脱硫,而UGI炉煤气、W―G炉煤气和焦炉煤气的二级脱硫要求出口煤气H2S含量小于20mg/m3,故煤气精脱硫仍然使用改良ADA法。但改良ADA法脱硫易堵塔,一般脱硫塔使用1 ~2年就必须清理1次,清理周期、难度、安全系数和费用都很高。针对上述状况,鉴于对PDS脱硫催化剂特性的认识,我们在改良ADA法脱硫系统中加入适量的PDS脱硫催化剂,结果有很好的清塔作用,这在我公司老装置改良ADA法二级脱硫上己取得明显效果。

  4结语PDS脱硫催化剂具有较高的硫容,适用于高硫焦炉煤气的初脱硫,但不适用于精脱硫。

  PDS法脱硫效率稳定,不堵塔,硫泡沫易分离和回收。

  PDS法脱硫溶液粘度小,无毒性,碱耗低,副盐硫氰酸钠和硫代硫酸钠提取方便、质量优。

  PDS脱硫催化剂适用于任何高硫煤气脱硫装置,且可在不影响正常生产、不需要更换原有脱硫液的前提下,用PDS法进行取代。

脚注信息
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