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1、1 湿式催化氧化脱硫法 一、湿式催化氧化脱硫法定义 二、湿式催化氧化脱硫法工艺流程 二、湿式催化氧化脱硫法原理 三、湿式催化氧化脱硫法指标控制 目录 2 3 煤气脱硫 冷煤气脱硫 热煤气脱硫 干法脱硫 湿法脱硫 氧化铁脱硫 脱硫过程：Fe2O3H2O+3H2SFe2S3H2O+3H2O Fe2O3H2O+3H2S2FeS+1/8S8+4H2O 再生过程：2Fe2S3+3O2+6H2O4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O4Fe(OH)2+4S 活性炭脱硫 脱硫过程：活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸 附作用，活性炭的催化活性很强，煤气中的H2S在活性 炭的催化作用下，与煤气中少量
2、的O2发生氧化反应。 再生过程：一般利用450-500左右的过热蒸汽对活性 炭脱硫剂进行再生。 干法脱硫 大多属于 间歇再生 ，氧化铁 法必须在 塔外，活 性炭法需 要过热蒸 汽，再生 较困难 物理吸收法脱硫：高压气化煤气低温甲醇脱硫法就属于这一种它是以有机溶剂甲醇 为吸收液，它在高压低温状态下对煤气中的硫化氢有良好的吸收能力，达到煤气脱硫的 效果。当吸收液降压升温时，被吸收的硫化氢放出，溶液再生，继续参加脱硫循环。 化学吸收法脱硫：以稀碱液为脱硫剂，与硫化氢反应形成化合物，从而脱除煤气中 的硫化氢。当吸收富液温度升高，压力降低时，前面形成的化合物分解，释放出硫化 氢，溶液得到了再生。 催化氧
3、化法脱硫 4 湿式催化氧化脱硫法定义 定义：以碱性溶液吸收酸性气体硫化氢，同时选择适当的氧化催化剂，将溶液中被吸收的硫化 氢氧化成单体硫，因而使脱硫溶液得到再生，并获得副产品硫磺。还原态的催化剂可用空气氧 化成氧化态再循环使用。这种方法被称为湿式催化氧化法脱硫。 目前应用较多的有：栲胶法、PDS法、DDS法、888法、络合铁法等 5 888脱硫催化剂主要成分是酞菁钴金属有机催化剂，其游离基具有较强的吸氧能力，从而降低了化学反应 的活化能，加快了化学反应速度。 888法反应原理： 1. 吸收：在脱硫塔内气液逆流接触，硫化氢与溶液中碱作用，被吸收。 H2S + Na2CO3 = NaHS + Na
4、HCO3 NaHS + Na2CO3 = Na2S + NaHCO3 Na2S=2 Na+ + S- 2. 催化氧化的化学反应：由于888特殊的化学结构，具有很强的携氧能力，因而有很强的氧化能力，将 体系中S-的氧化为单质硫或多硫化合物。 888（O）X+X S-+XH2O=888+SX+2X(OH)-+888(O) NaHS+NaHCO3+S(X-1)=Na2SX+CO2+H2O 3. 催化剂再生的化学反应：当888的氧化能力降低时，在再生槽内依靠空气再生。 2 888+O2=2 888(O) 2 888（O）+O2=2 888(O)2 以上各反应按顺序连续进行。 湿式催化氧化脱硫法反应原理
5、 6 湿式催化氧化脱硫法工艺流程 氧化吸收 浮选再生 循环回收 7 故此整个脱硫工艺包括氧化吸收、浮选再生、循环回收三大环节，他们之间相互依存，相互影响。 第一步氧化吸收。气液逆流接触，通过传质（填料）H2S从气相界面向液相界面转移，进入液相主体。酸碱中和反应 生成相应的盐（ NaHS）转化为富液，同时盐在催化剂作用下转化成单质硫。 第二步浮选再生。富液中的催化剂在再生塔内在空气作用下由还原态转化成氧化态，使其再次具备氧化硫氢根的能 力循环使用，同时使脱硫液中的单质硫聚合成硫泡沫并浮选出来。 第三步循环回收。此过程指催化剂循环使用和压滤机后残液处理及硫磺加工回收。 小结：脱硫、再生、压滤、废液
6、回收相互影响。四者中再生尤为重要。再生状况差，其它三者都会受到影响，具体 表现在：脱硫后H2S超标、硫泡沫异常、溶液比例失调、副盐增长快等，设备、管道腐蚀严重等现象。当然脱硫、熔 硫、废液回收操作不当也会影响再生状况，具体表现在：脱硫负荷大，溶液中HS-含量高，催化剂氧化能力下降，导 致溶液中HS-含量居高不下，高浓度的HS-在喷射再生过程中与O2接触生成硫代硫酸盐和硫酸盐，久而久之，副盐含 量达到一定的程度就会影响再生状况，且会导致整个脱硫工艺恶性循环。同理，压滤机和废液回收若操作不当会有 大量副盐生成和返回系统，同样会影响再生状况。因此可以说四者任何环节出现问题都可能导致工艺状况恶化。 湿
7、式催化氧化脱硫法工艺流程 8 湿式氧化脱硫法工艺指标 脱硫工艺指标 序号指 标 名 称单 位 操 作 指 标 考 核 指 标 备 注 1脱硫塔出口H2S含量mg/Nm100100 2脱硫液悬浮硫含量g/L11 3脱硫塔进出口压差kPa1.51.5 4脱硫液总碱度N0.40.60.40.6 5碳酸钠g/L8.511511 6pH8.59.58.59.5 7催化剂ppm10201040 8碳酸氢钠g/L20372037 9硫酸钠g/L150150 10硫代硫酸钠g/L150150 11脱硫液温度38423542 9 （1）、总碱度：溶液吸收H2S为酸碱中和反应，因此，溶液的总碱度是影响吸收过程的主
8、要 因素，气体净化度，溶液的硫容量，气相总传质系数，随总碱度的增加而增大。吸收硫化氢 主要靠溶液中的碱性吸收剂（氨水或碳酸钠），总碱度越高，越有利于H2S的吸收，在碱法脱 硫工艺中还需保持溶液中的NaHCO3和Na2CO3的浓度比（一般控制5）形成缓冲液更具稳定 性。 湿式氧化脱硫法指标控制 10 （2）、pH值：pH值是脱硫液的基本组份，随总碱度的增高而上升。pH8.0时对设备腐蚀严重； 而pH值大于9.3，副反应迅速上升。故pH值最好控制在8.0-9.0之间（正常指标为8.4-8.6）。pH 值高利于吸收而不利于析硫。提高溶液中的碱度和pH值，能增强吸收推动力，利于平衡转移，提 高 脱硫效
9、率。但只要能达标，维持较低碱度对生产长期稳定能起积极作用。其控制高低是以工 艺设备状况、生产负荷和入口煤气中H2S含量及净化度要求而定。 湿式氧化脱硫法指标控制 11 （3）、溶液循环量：对于填料塔而言，选择液气比应大于保证填料所需的最小湿润流量的液 气比，确保脱硫效率。保持足够的循环量和喷淋密度能提高吸收频率及碱的利用率，而且能将 反应生成的元素硫迅速转移，即解析的硫与随溶液带出的硫要成正比，预防堵塔。因此溶液循 环量的确定，不单是以溶液工作硫容计算出来的，还应兼顾液气比20L/Nm3、喷淋密度(40- 50m3/m2h）和溶液在再生塔内的停留时间等因素来综合考虑，不能顾此失彼，适当提高循环
10、 量对生产是有利的。 湿式氧化脱硫法指标控制 12 循环量低造成塔内积硫 循环量低造成塔内积硫 压篦子丝网太密造成塔内积硫 13 （4）、操作温度：提高温度可以加速化学反应速度，但脱硫吸收是放热反应，降低温度对 H2S的吸收有利。而在再生中溶液温度稍高对解析再生，副盐分解等有利。再生反应随着温度 升高而加快，但温度过高对硫颗粒聚合不利，影响溶液粘度和表面张力；不利于硫泡沫的浮 选，还会使副反应急剧上升。再者溶液温度过高，也会使溶液解O2能力下降，不利催化剂吸 氧再生。而且，以自产氨为碱源的工艺，只有控制好温度才能控制好碱度。并且溶液对设备 的腐蚀也是随温度的升高而加剧。 湿式氧化脱硫法指标控制
11、 14 （5）、再生空气量：每氧化一公斤的H2S理论空气量需1.57Nm3，实际操作中空气用量是理论 量的8-15倍。气体量太高硫代硫酸钠将被氧化成硫酸钠；气量太低，再生不完全，单质硫 析出太少。可通过调整喷射器个数来调节再生空气量。 湿式氧化脱硫法指标控制 15 （6）、副反应物：硫代硫酸盐、硫氰酸盐、硫酸盐，不但影响H2S的平衡分压，增大溶液粘度影响 传质，而且由于它们在溶液中积累降低了有效组份浓度，影响脱硫效率，且易从溶液中析出，破坏 正常工艺条件。其生成率高低与富液中HS含量、析硫再生、总碱度相关联，另外再生温度过高会 使其反应更为剧烈。一般碱法再生温度在45以上副反应加剧，48以后便
12、急剧上升，而氨法不宜 超过35，而且氨挥发也相当严重。副盐的增高会增加碱耗，减少硫磺产量，增加阻力，不利于节 能降耗环保。硫酸盐结晶还是造成设备腐蚀的主要原因。一般应控制两盐总量250g/L，超过 300g/L则应适当排放稀释或提盐。 湿式催化氧化脱硫法指标控制 16 （7）、碱液制备及加催化剂操作对生产的影响：碱液制备看起来很简单，若新配的碱液投加 操作不当，会导致局部脱硫液的pH值过高，碱度波动大，引起副盐增长快，消耗高。冬季制 备碱液要加温搅拌，加速溶解，分班均量补加，最好用脱盐水。补加量要根据生产变化作预 见性调控，不可突击加减。 催化剂对硫泡沫生成起非常重要的作用，其浓度高低直接影响催化剂的氧化能力和硫泡沫的 生成数量。因此为了保证脱硫工艺稳定，一般采取定量均匀补加方式，有利于维持其在溶液 中的浓度稳定要求。催化剂浓度过低会造成氧化能力降低，硫代硫酸盐含量增加；而催化剂 浓度过高又会造成过氧化，硫酸盐含量增加。 均衡脱硫系统的加碱和补充催化剂操作，可稳定脱硫溶液质量，确保硫磺回收率，降低净化 材料消耗，抑制副盐增长，防止系统阻力增长过快，以达到高效低耗，长周期经济运行。 湿式催化氧化脱硫法指标控制 谢 谢！
