工业气體(tǐ)净化技术进展

  1前言

  在工业生产过程中,无论采用(yòng)何种原料路線(xiàn)(煤、石油、天然气)、何种工艺技术,在混合气體(tǐ)中都含有(yǒu)大量的CO2和各种硫化物(wù)以及其他(tā)杂质。它们对化工生产及其催化剂是有(yǒu)害的。因此,在进入反应系统之前必须将CO2和硫化物(wù)等杂质脱除干净,俗称為(wèi)“脱硫”、“脱碳”工艺。近年来,随着对环境保护的重视,各种排放的工业尾气净化处理(lǐ)也成為(wèi)研究的重点。

  由于传统气體(tǐ)净化技术不断发展、进步,新(xīn)技术研究开发大量涌现,本文(wén)不可(kě)能(néng)全面、完整地论述,只将典型的、常用(yòng)的“脱硫”、“脱碳”工艺的进展以及重要的新(xīn)技术研发情况汇集与此,供同行们了解相关动态,在选择工艺时参考。

  2 脱硫技术的发展现状

  原料气脱除硫化物(wù)技术分(fēn)為(wèi)干法和湿法脱硫两类。湿法脱硫主要有(yǒu)“湿式氧化法”和“胺法”。湿式氧化法是溶液吸收后H2S直接转化為(wèi)单质硫,回收硫黄后溶液循环使用(yòng)。胺法是将吸收的H2S经再生系统释放出来送至克劳斯装置,再转化為(wèi)单质硫,溶液循环使用(yòng)。湿法脱硫多(duō)用(yòng)于脱除原料气中大量的硫化物(wù)。干法脱硫则多(duō)用(yòng)作精脱硫,干法脱硫对无机硫和有(yǒu)机硫都有(yǒu)较高的净化度。此外,“低温甲醇洗”、“NHD”等工艺都是同时脱硫、脱碳的工艺,在本文(wén)“脱碳”部分(fēn)介绍。

  2.1 湿式氧化法脱硫技术的进展

  湿式氧化法脱硫是将硫化氢在液相中氧化成元素硫并分(fēn)离出去。它具有(yǒu)如下特点[1]:可(kě)将H2S直接转化為(wèi)单质硫,无二次污染;脱硫效率高,净化后的气體(tǐ)残硫量低;既可(kě)在常压下操作,又(yòu)可(kě)在加压下操作;脱硫剂可(kě)以再生循环使用(yòng),运行成本低。

  2.1.1湿式氧化法脱硫技术的进展

  2.1.1.1 蒽醌二磺酸钠法(ADA法)

  蒽醌二磺酸钠法称為(wèi)Stretford法(ADA法)。近年来的改进主要在脱硫气體(tǐ)的预处理(lǐ)、硫回收、废液处理(lǐ)等方面。该法以钒作為(wèi)脱硫的基本催化剂,并采用(yòng)蒽醌2,7-二磺酸钠(ADA)作為(wèi)还原态钒的再生载氧體(tǐ),吸收液由碳酸盐作介质。

  该法存在的问题有(yǒu):(1)悬浮的硫颗粒回收困难,易造成过滤器堵塞;(2)副产物(wù)使化學(xué)药品耗量增大;(3)脱有(yǒu)机硫和HCN效率差;(4)有(yǒu)害废液处理(lǐ)困难,可(kě)能(néng)造成二次污染;(5)细菌积累;(6)腐蚀严重。為(wèi)克服上述工艺问题,开发了Sulfolyn法和Unisulf法。Sulfolyn法在吸收溶液中加入一种有(yǒu)机氮化物(wù),以克服Stretford法溶液中盐类的生成;Unisulf法在吸收液中加入了硫氰酸盐、羟酸(通常是柠檬酸)和芳香族磺酸盐螯合剂,目的是消除副产物(wù)盐类的生成,抑制微生物(wù)生長(cháng)。

  國(guó)内1960年代初由南化集团研究院、四川化工厂及吴淞煤气厂联合开发了以Stretford工艺為(wèi)基础的改良ADA法,溶液中加了酒石酸钾钠,阻止钒酸盐的生成;又(yòu)加了少量三氯化铁及乙二胺四乙酸,使螯合剂起稳定溶液作用(yòng)。

  2.1.1.2 栲胶法(TV法)

  栲胶法是我國(guó)特有(yǒu)的脱硫技术,是目前國(guó)内使用(yòng)最多(duō)的脱硫方法之一,该法主要有(yǒu)碱性栲胶脱硫(以橡碗栲胶和偏钒酸钠作催化剂)和氨法栲胶(以氨代替碱)两种。栲胶是由植物(wù)的果皮、叶和干的水淬液熬制而成,主要成分(fēn)是丹宁。由于来源不同,丹宁组分(fēn)也不同,但都是由化學(xué)结构十分(fēn)复杂的多(duō)羟基芳烃化合物(wù)组成,具有(yǒu)酚式或醌式结构。

  栲胶法的特点:(1)栲胶资源丰富、价廉易得,运行费用(yòng)比改良ADA法低;(2)无硫堵塔问题;(3)栲胶既是氧化剂又(yòu)是钒的配合剂,溶液组成比改良ADA法简单;(4)栲胶脱硫液腐蚀性小(xiǎo);(5)栲胶需要热化预处理(lǐ)。

 
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