焦炉煤气脱硫的几种小方法
山西某公司是一家焦化联合民营企业，2003年8月开工建设。焦炉采用国内先进的2x50孔JNDK43 - 99型双下喷单热捣固焦炉。5438年6月+2004年2月投产，公司现已形成年产60万吨优质冶金焦和铸件的生产能力，同时可回收焦油约2万吨，每小时产煤气约2万立方米。
第一焦化厂负责供应65438+万吨甲醇气。自2007年2月底脱硫系统投运以来，至今已654.38+08个月。在此期间，我们依靠自己的严格操作:精心调整溶液组分的含量，把握操作条件，加强再生，保持溶液的PH值在合适的范围内，控制操作温度，加强排放。在保证合格甲醇气供应的同时，我们一直关注二次盐的生产。众所周知，对于以Na2CO3为碱源的湿法脱硫，在脱硫溶液吸收H2S的过程中，主反应伴随着副反应。副反应产生的二次盐给脱硫系统的正常生产和管理带来了很多麻烦。为了最大限度地减少这一不利因素，我们选用了长春东石科贸实业有限公司生产的888脱硫催化剂，作为焦化行业专用脱硫催化剂，888具有脱硫效率高、副反应率低、废液产生少、硫易分离、碱耗低等优点。严格的工艺和操作管理，优质的脱硫催化剂，使我们能够保持二次盐最低的生长效率，最大限度地延长溶液更新周期。18个月，我们没有排出脱硫液。(这个工厂没有盐提取设备)
以下是我们的具体做法:
1主要设备和工艺参数
工艺参数:
气体处理能力:32000m？/h
脱硫入口焦炉煤气温度:≤30℃？
脱硫前焦炉煤气中硫化氢含量:4-6g/nm3。
脱硫塔入口压力:4-6 kPa
脱硫焦炉煤气中硫化氢含量:≤20mg/Nm3。
脱硫塔阻力:≤1 KPa？
2.控制合理的碱度
众所周知，碱度在一定范围内的增加，有利于提高H2S的离解度，降低溶液中的分子H2S，从而降低溶液表面的H2S分压，增加H2S的吸收驱动力，改善H2S的吸收条件；脱硫液碱度的增加可以从本质上改变H2S吸收的性质，即随着脱硫液碱度的增加，从物理吸收变为物理化学吸收。当脱硫液具有足够高的碱度，H2S离解伴随着HS-的不断氧化时，H2S的吸收转变为物理化学吸收，即典型的半化学吸收过程。增加碱度，加快反应速度。这意味着在主反应加速的同时，副反应的速度也在加快。但是，由于出口含H2S气体的工艺要求，大家一直采用高碱度操作。这是单塔脱硫的无奈之举。采用两级串联脱硫，在保证出口含有H2S的前提下，不要单纯追求一级达标的效果。结果只能是第一段在高碱度条件下运行，副反应速度快，而第二段在很低负荷下运行。同样这里碱度已经很高了，副反应速度也快。此外，溶液的PH值也有严格的控制范围。这是因为H2S是一种酸性气体，只能在碱性溶液中充分反应。所以在我们的实际操作中，溶液的PH值要控制在8.0以上。否则，H2S在中性脱硫溶液中反应，反应速度慢，反应不完全，导致脱硫失败，效率下降。当溶液的PH值大于9.0时，就会出现副反应。还要注意运行中稳定合理的加碱系统。应避免平衡加碱，特别是在脱硫液系统中加入大量高浓度高温碱液时，会导致局部碱度高，液体温度高，导致硫泡沫迅速消失，使硫颗粒变小，难以通过聚合浮选分离。所以这也是次生盐形成中不可忽视的因素。因此，溶液各组分的组成要合理，两塔负荷要正确分配，将原一级承担的吸收任务的98%分成两级分担，使一级和二级都能在碱度合理的工业控制条件下运行。我厂采用两级串联脱硫。根据我们的实际情况，两塔碱度合理，出口气体中H2S含量小于15mg/Nm？。
3控制合适的操作温度
湿式氧化脱硫是指在一定的压力和温度下，煤气中的H2S通过气液界面扩散，由气相转移到液相。气相中H2S的浓度不可改变，而液相中处于分子状态的H2S的浓度受脱硫溶液的碱度和温度控制，然后与Na2CO3溶液反应生成新的化合物HS_，被催化剂释放出的活性氧氧化成单质硫，从溶液中飘出。整个过程包括H2S在溶液中的溶解。吸收温度的降低在一定程度上有利于H2S的吸收过程，促进了脱硫溶液中H2S的解离，从而促进了H2S的吸收。如果脱硫溶液温度过低，H2S和O2在溶液中的溶解度相对较大，但吸收反应和硫析出的速度下降，直接影响脱硫效果。此外，脱硫溶液中水系统的平衡被破坏。随着盐在溶液中的溶解度降低，一些盐可能会结晶出来。虽然副反应慢，但还是不可取。温度过高时，H2S气体在脱硫溶液中的溶解度降低，使吸收的驱动力变小，直接导致气体净化程度降低。同时，氧在脱硫溶液中的溶解度降低，直接影响脱硫剂的携氧能力，不利于催化剂的氧化和再生，催化剂不能充分还原。还会导致副反应的加速(2 nahs+2 O2→Na2S2O3+h2onas 2 o 3+1/2o 2→Na2SO4+S↓)，导致na 2s 2 o 3和na2so 4的快速生成，加速硫沉淀反应，使硫颗粒变小，聚合和浮选难以分离，对降低溶液中悬浮硫的操作不利。如果温度过高，溶液的腐蚀性也会增加。我们合理调节进塔气体的温度，正确分配1#和2#塔的溶液温度，将气体温度控制在合理的范围内，避免温度过高或过低对系统的不利影响。
4正确的催化剂管理
为了快速氧化溶液中的HS-得到单质硫，氧载体-催化剂的载氧能力及其释氧活性起着关键作用。因此，H2S在液相中的吸收和解离摆脱了平衡制约，起到了承前启后的重要作用，最终改变了H2S吸收过程的性质，即随着脱硫溶液碱度的增加，从物理吸收转变为H2S解离伴随HS-氧化，因此H2S吸收转变为物理化学吸收，即典型的半化学吸收过程，可以大大提高脱硫效率。888由于其特殊的分子结构，具有很强的吸氧携氧能力，能在脱硫溶液中持续释放出具有强氧化活性的原子氧，并能迅速将体系中的S2-氧化成S0，从而提高脱硫效率；由于氧化率高，降低了脱硫溶液中HS-的浓度，减少了副反应产生的各种盐类的量，对减少废液的排放，减少再生空气和尾气的污染起到了积极的作用。888性能稳定，硫容高，再生浮选产生的硫晶粒大，易分离，使脱硫液粘度降低，悬浮硫减少，有利于脱硫反应，可缓解设备内硫沉积造成的阻力增加。888作为催化剂具有脱硫效率高、副反应率低、废液少、硫易分离、同等条件下碱耗低的特点。确保出口处的H2S≤20mg/m？的前提下，我们的催化剂浓度一般较低，浓度控制在8 ~ 22 mg/L之间(脱硫富液来自脱硫塔)。此外，还将有专人负责888催化剂的管理，并根据工艺条件的变化及时调整用量，使工艺合理运行，取得良好的经济效果。未使用的带开口的888催化剂应密封避光存放，以免带入杂物造成污染。
5.保持溶液中悬浮硫含量较低。
脱硫，顾名思义就是把脱硫溶液中的单质硫拿出来。脱硫溶液的再生主要在再生塔中进行。在这种脱硫富液中，借助于888催化剂的液相催化作用，HS(1-x)氧化分离硫，并形成硫泡沫浮出。最直观的结果就是硫磺泡沫形成的质量。此时，如果硫泡沫分离太彻底，硫泡沫层不易形成，硫收集较少，泡沫层较弱。如果泡沫层过厚，此时形成的硫泡沫颗粒大，粘度好，但不能及时溢流，导致二次浮选，溶液中悬浮硫高。溶液中的悬浮硫也是引起副反应的因素之一，其反应式为:
S+O2→SO42-？
S+SO32-→S2O32-？
随着溶液中悬浮硫的增加和温度的升高，反应程度加快。因此，需要将液面控制在10 ~ 20cm的泡沫溢流面以下，坚持泡沫连续自由溢流。加强出料操作，保持溶液中悬浮硫低于0.9g/L(来自脱硫塔的脱硫富液)长期稳定运行。
6双塔的合理运行
脱硫过程中H2S吸收的初始阶段是一个受气膜控制的物理吸收过程，其平衡条件受亨利定律支配，因此不仅受上述温度条件的影响，还受气液相中初始和最终H2S含量的控制。显然，分级吸收为控制脱硫溶液的碱度和脱硫剂的浓度提供了有利条件，可以最大限度地提高H2S脱硫溶液中的离解度和H2S的氧化速率，从而降低液相表面的H2S分压，有利于提高H2S的吸收驱动力。在两级串联脱硫操作中，由于各塔所承受的负荷不同，两塔中溶液再生所需的空气量也有很大差异。理论上，1kgH2S每次氧化成元素硫所需的空气量为1.57Nm？然而，在再生过程中，只有在适当的空气鼓泡和搅拌下，硫颗粒才能聚集成硫泡沫，漂浮在液面上并分离出来。实际风量比理论风量大8 ~ 15倍。风量过大，液面搅动严重，容易使聚合硫泡沫破裂，造成二次浮选，影响贫液质量。如果太小，浮选就不会产生硫。当HS_ in溶液与氧气接触时，会生成S2O32-，这个反应大部分发生在再生塔中。当塔内空气充足，液相中溶解氧含量高，再生效果差时，有相当数量的HS_会被空气氧化成S2O32-，反应式为:
2HS_+2O2→S2O32-+H2O
当溶液温度较高，PH大于9时，反应速度明显加快。溶液中溶解氧太多。由于再生塔容积和溶液循环量的影响，溶液中会有一些过剩的氧气，才能参与反应。如果溶液与空气接触时间过长，会产生更多的SO42-。反应式为:
HS_+H2O+O2→SO42-+H+？
S2O32-+1/2O2→SO42-+S↓
当溶液温度高时，反应速度加快。
焦炉煤气中的HCN因其弱酸性，与碱液接触时几乎完全转化吸收，生成NaCN，进一步转化为NaCNS。反应式为:
HCN+碳酸钠→氰化钠+碳酸氢钠
氰化钠+H2S+1/2 O2→氰化钠+H2O
氰化钠+亚硫酸钠→氰化钠+亚硫酸钠
作为一种盐，溶解度受多方面的影响，辅助盐的溶解也是如此。当Na2SO4溶解在NaCNS和Na2S2O3的溶液中时，其溶解度会大大降低。实验表明，在NaCNS为1665438的溶液中，Na2SO4的溶解度仅为4.1.2g/L Na2S2O389.3g/L(即两种盐的浓度达到250g/L左右)。
选择性能优良的催化剂非常重要。根据催化剂的特性，在运营中深挖自身潜力。在保证供应合格甲醇气的同时，不断总结和完善优化操作。截至目前，原料月平均消耗为:碳酸钠≤0.6Kg/KgH2S，888≤0.7g/KgH2S。
作为副反应，速度是可以提高和控制的。只有良好的操作和适当的控制，888催化剂才能利用其二次盐的低增长率，最大限度地延长溶液的更新周期。在此期间，我们已实现脱硫系统18个月未更新脱硫液，各项指标均在控制范围内，塔阻无上升迹象，为系统的稳定运行打下了坚实的基础。
总之，湿式氧化脱硫的本质是中和吸收后的多级氧化还原反应，其工艺过程是多单元受控功能整体的有机结合和过程载体与主体的有效结合。通过应用先进技术，加强工艺管理，优化工艺条件，规范各工艺单元的有效综合调节，充分发挥工艺主体的设计功能，挖掘其潜力，形成工艺载体在主体内流动的良性循环。各厂要根据企业的实际情况，综合考虑各种因素，在认真分析比较和科学调查论证的基础上，制定一套适合自己的脱硫。