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煤化工GLT络合铁技术与传统湿法技术碱耗分析

2023-06-12 10:03:10 来源:国力通官微

由于煤源紧张以及企业节能降耗等多重因素的影响,致使高硫煤在生产中被迅速应用,煤气中H2S的含量在1g/Nm3以下的企业越来越少了,很多企业都在烧2g/Nm3甚至3g/Nm3以上的高硫煤。


(相关资料图)

随着企业的生产规模越来越大,使脱硫系统单位时间内脱除硫化氢的量越来越多。在这种情况下,传统脱硫系统暴露许多问题,特别表现在系统脱硫效率下降,溶液中副盐的增长量加快,碱耗增加,硫回收率明显下降等现象。从而使脱硫的辅料消耗远远超过企业的预算指标,造成企业生产成本增加。

湿式氧化法脱硫中副盐的生成是无法回避的,也就是说它是客观存在的,无论采用何种脱硫剂都不可能消除和避免副盐的产生。

然而国力通络合铁技术采用自主研发的高效脱硫剂,以及自我研发的独特工艺,大大减少了副盐的产生,副盐量基本可忽略不计,国力通现有业绩中无副盐累积需排放废液情况发生。

那么副盐到底是如何产生的呢,它的生成与哪些因素有关呢?我们首先从如下的脱硫反应化学方程式来加以分析:

2.副反应产生的原因

(1) 原料气中二氧化碳是酸性气体,能与碳酸钠作用发生如下反应:

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

在脱硫原始开车时,溶液中全部为Na2CO3,随着吸收CO2反应的进行,溶液中NaHCO3逐渐增加。当吸收CO2的量与再生过程中解吸CO2的量平衡时,则液相中Na2CO3和NaHCO3的浓度维持不变。一般常压脱硫中,若原料气中CO2量为8%~6%,溶液总碱度为0.4N(以Na2CO3计为21.2g/L)时,则Na2CO3在5~6g/L,NaHCO3在25g/L左右。在加压脱硫过程中(如变脱)因操作压力较高,CO2浓度也较高,致使液相中Na2CO3大幅度下降,一般只占总碱度的5%~10%,而大部分为NaHCO3,影响硫化氢吸收。

与传统湿法氧化法相比,GLT络合铁技术硫容量高选择氧化性强,因此循环量比传统PDS要小得多,因此气液接触吸收CO2较少,且GLT络合铁系统温度一般维持在50℃左右,温度较高CO2溶解度小,工艺不受CO2影响,此部分碱耗较传统湿法脱硫技术低。

(2) 硫氢根与氧接触时,将生成硫代硫酸盐

2HS—+2O2=S2O32- +H2O

传统湿法氧化法此反应大部分在再生槽内发生,因槽内空气充足,液相中溶解氧含量高,当生产负荷较重而再生效果又较差时,贫液电位较低,被吸收下来的硫化氢未能在反应槽内全部氧化为单质硫,而有相当量的硫氢根被空气氧化为硫代硫酸盐。

国力通络合铁技术采用自主研发的高效络合铁脱硫药剂,硫化氢与脱硫药剂能迅速反应,溶液中的HS-不存在与氧气接触过程,无过氧化反应,因此几乎无副盐,在我们已工业化装置中无排液问题出现。

(3) 在高温熔硫时,硫与碱及其他物质反应较迅速,有大量副盐生成,其中以硫代硫酸钠及硫氧根副反应为主。

S0+6OH-=2S2-+S2O32-+3H2O

4Na2S2O3=3Na2SO4+Na2S+4S

传统湿法脱硫技术存在大量以上反应,溶液清液含有副盐需要排液药剂损失较大,国力通络合铁技术开创自己独有的洗涤过滤技术,硫膏中药剂含量少熔硫几乎不产生副盐,并可回收清液降低消耗。

3.副反应的影响与危害

(1) 因吸收H2S是靠Na2CO3来完成的,如溶液中Na2CO3含量过低,将影响脱硫效率,并因溶液PH降低而使再生溶液吸氧差,对再生不利;而pH值过高副反应加剧。

(2) 若副反应严重,则碱耗剧增,有时虽大量补碱也难以维持碱度在指标之内,直接影响吸收与再生,造成生产被动和生产成本增加。

(3)当溶液中副盐总量很高时,溶液粘度、比重增加,致使动力消耗加大,且影响传质和传热,不利于吸收和再生。

(4)当硫酸钠盐增长至一定值时,溶液对设备的腐蚀加剧,由于硫酸钠溶解度低,天冷时易析出结晶,堵塞腐蚀管路和设备。

(5)溶液中副盐高还会加快硫代硫酸盐的生成,降低硫的回收率。同时副盐和煤焦油、灰尘等杂质在熔硫釜内壁形成结垢,造成熔硫釜微管堵塞,严重影响熔硫的操作和设备的安全运行。

国力通络合铁技术在脱硫药剂与工艺上实现自主创新,通过严格控制运行指标,大大减少了副反应的产生,几乎无副盐积累,在当今硫含量高煤化工中具有较大优势。

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