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科研動態(tài)

煤化工中傳統(tǒng)濕法技術(shù)堿耗消耗過多的原因

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科研動態(tài)

發(fā)布時間：

2023-02-28 08:30

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由于煤源緊張以及企業(yè)節(jié)能降耗等多重因素的影響，致使高硫煤在生產(chǎn)中被迅速應(yīng)用，煤氣中H2S的含量在1g/Nm3以下的企業(yè)越來越少了，很多企業(yè)都在燒2g/Nm3甚至3g/Nm3以上的高硫煤。再加上企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模越來越大,從而使脫硫系統(tǒng)單位時間內(nèi)脫除硫化氫的量越來越多。

在這種情況下，傳統(tǒng)脫硫系統(tǒng)暴露許多問題，特別表現(xiàn)在系統(tǒng)脫硫效率下降，溶液中副鹽的增長量加快，堿耗增加，硫回收率明顯下降等現(xiàn)象。從而使脫硫的輔料消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過企業(yè)的預(yù)算指標(biāo)，造成企業(yè)生產(chǎn)成本增加。

濕式氧化法脫硫中副鹽的生成是無法回避的，也就是說它是客觀存在的，無論采用何種脫硫劑都不可能消除和避免副鹽的產(chǎn)生。那么副鹽到底是如何產(chǎn)生的呢，它的生成與哪些因素有關(guān)呢？我們首先從如下的脫硫反應(yīng)化學(xué)方程式來加以分析

一、副反應(yīng)產(chǎn)生的原因

原料氣中二氧化碳是酸性氣體，能與碳酸鈉作用發(fā)生如下反應(yīng)： Na2CO3+ CO2+ H2O = 2NaHCO3 在脫硫原始開車時，溶液中全部為Na2CO3，隨著吸收CO2反應(yīng)的進行，溶液中NaHCO3逐漸增加。當(dāng)吸收CO2的量與再生過程中解吸CO2的量平衡時，則液相中Na2CO3和NaHCO3的濃度維持不變。一般常壓脫硫中，若原料氣中CO2量為8％～6％，溶液總堿度為0.4N(以Na2CO3計為21.2g／L)時，則Na2CO3在5～6g／L，NaHCO3在25g／L左右。在加壓脫硫過程中(如變脫)因操作壓力較高，CO2濃度也較高，致使液相中Na2CO3大幅度下降，一般只占總堿度的5％～10％，而大部分為NaHCO3，影響硫化氫吸收。與傳統(tǒng)濕法氧化法相比，GLT絡(luò)合鐵技術(shù)硫容量高選擇氧化性強，因此循環(huán)量比傳統(tǒng)PDS要小得多，因此氣液接觸吸收CO2較少，且系統(tǒng)溫度一般維持在50℃左右，溫度較高CO2溶解度小，工藝不受CO2影響，此部分堿耗較傳統(tǒng)濕法脫硫技術(shù)低。

硫氫根與氧接觸時，將生成硫代硫酸鹽 2HS- + 2O2= S2O32- + H2O 傳統(tǒng)濕法氧化法此反應(yīng)大部分在再生槽內(nèi)發(fā)生，因槽內(nèi)空氣充足，液相中溶解氧含量高，當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷較重而再生效果又較差時，貧液電位較低，被吸收下來的硫化氫未能在反應(yīng)槽內(nèi)全部氧化為單質(zhì)硫，而有相當(dāng)量的硫氫根被空氣氧化為硫代硫酸鹽。 GLT絡(luò)合鐵技術(shù)采用自主研發(fā)的高效絡(luò)合鐵脫硫藥劑，硫化氫與脫硫藥劑能迅速反應(yīng)，溶液中的HS-不存在與氧氣接觸過程，無過氧化反應(yīng)，因此幾乎無副鹽，在我們已工業(yè)化裝置中無排液問題出現(xiàn)。

在高溫熔硫時，硫與堿及其他物質(zhì)反應(yīng)較迅速，有大量副鹽生成，其中以硫代硫酸鈉及硫氧根副反應(yīng)為主。 S0+ 6OH-= 2S2-+ S2O32-+ 3H2O 4Na2S2O3= 3Na2SO4+ Na2S + 4S 傳統(tǒng)濕法脫硫技術(shù)存在大量以上反應(yīng)，溶液清液含有副鹽需要排液藥劑損失較大，GLT絡(luò)合鐵技術(shù)開創(chuàng)自己獨有的洗滌過濾技術(shù)，硫膏中藥劑含量少熔硫幾乎不產(chǎn)生副鹽，并可回收清液降低消耗。

二、副反應(yīng)的影響與危害

因吸收H2S是靠Na2CO3來完成的，如溶液中Na2CO3含量過低，將影響脫硫效率，并因溶液PH降低而使再生溶液吸氧差，對再生不利；而pH值過高副反應(yīng)加劇。
若副反應(yīng)嚴(yán)重，則堿耗劇增，有時雖大量補堿也難以維持堿度在指標(biāo)之內(nèi)，直接影響吸收與再生，造成生產(chǎn)被動和生產(chǎn)成本增加。
當(dāng)溶液中副鹽總量很高時，溶液粘度、比重增加，致使動力消耗加大，且影響傳質(zhì)和傳熱，不利于吸收和再生。
當(dāng)硫酸鈉鹽增長至一定值時，溶液對設(shè)備的腐蝕加劇，由于硫酸鈉溶解度低，天冷時易析出結(jié)晶，堵塞腐蝕管路和設(shè)備。
溶液中副鹽高還會加快硫代硫酸鹽的生成，降低硫的回收率。同時副鹽和煤焦油、灰塵等雜質(zhì)在熔硫釜內(nèi)壁形成結(jié)垢，造成熔硫釜微管堵塞，嚴(yán)重影響熔硫的操作和設(shè)備的安全運行。