河南廷遠活性炭有限公司
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煤氣中硫化氫氣體的脫除方法較多,其中常溫氧化鐵脫硫法是一種經典而有效的脫硫方法,其優點是工藝簡單、操作容易、能耗低。但在使用中后期也存在脫硫劑粉塵含量增大、脫硫效果下降等現象,造成后續工序煤氣壓縮機密封件磨損、生活區民用煤氣供氣管道堵塞、脫硫劑使用周期縮短。致使煤氣壓縮機及民用煤氣管道檢修頻率升高,檢修成本增加,資源浪費。
現狀分析:
常溫氧化鐵脫硫原理是用水合氧化鐵常溫氧化鐵脫硫原理是用水合氧化鐵(Fe?O??H?O)脫除H?S,其反應為:脫硫反應:
Fe?O??H?O+3H2S→Fe?S3?H?O+3H?OFe?O??H?O+3H?S→2FeS+S+4H?O
再生反應:
反應機理為硫化氫首先溶解于脫硫劑表面的水膜中并離解為HS-、S2-離子,然后HS-、S2-離子同氧化鐵相互作用生成硫化鐵和硫化亞鐵。同時,脫硫反應自身是放熱反應,Fe?O??H?O在與H2S反應的同時生產水,被反應放出的熱量帶走,水合氧化鐵常溫氧化鐵的水缺失,脫硫劑表面的水膜不能完整形成,對H2S的溶解及離解能力變弱,脫硫效果降低。隨著脫硫劑中水的流失,脫硫劑顆粒狀物資越來越干燥,在氣流的沖擊及帶動作用下顆粒間摩擦產生的細小粉塵隨著氣流逐漸被帶至后段工序。
綜上所述,脫硫劑粉塵含量增大、脫硫效果下降均與脫硫劑中水分在反應過程中被反應放出的熱量所帶走有一定關系,而進入脫硫箱的經過粗凈化脫水煤氣中機械水含量較小,不能彌補反應過程損失的水分。
改造思路:
(1)在脫硫箱中增設脫硫劑加濕裝置,定期加水彌補脫硫劑反應過程損失的水分。
(2)在脫硫劑表面形成堿性水膜,中和部分煤氣中硫化氫,提高脫硫劑硫容。
提升常溫氧化鐵脫硫劑使用效果的方法:
脫硫劑加濕裝置:在脫硫箱頂部布置3組噴水管,每組噴水管上布置5個水霧化噴淋噴頭。3組噴水管由垂直穿過脫硫箱箱體的水管統一供水。為保持脫硫反應所需床層溫度環境溫度較低時使用蒸汽加濕、其余時間使用循環水加濕。此外,煤氣是一種有毒有害的氣體,日常使用中為防止煤氣的倒竄至循環水或蒸汽中,此水管使用柔性連接與循環水或蒸汽連接,當檢測到硫化氫含量有明顯上升趨勢時,將此脫硫箱從系統中分離出來,通過柔性連接對脫硫劑進行加濕,加水量或蒸汽量一般為脫硫劑質量的5%--10%,而后斷開柔性連接,將此脫硫箱靜置待脫硫劑充分浸濕,氣表面再次形成水膜,重新并入系統使用。
在初裝脫硫劑時每鋪裝一層在其表面均勻鋪撒一層Na2CO3,在噴灑循環水,使Na2CO3形成堿液包裹在脫硫劑表面的同時降低脫硫劑初裝時的粉塵含量。在使用過程中煤氣中的硫化氫首先與脫硫劑表面的Na2CO3發生反應:H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3,未被Na2CO3反應的硫化氫溶解于脫硫劑表面的水膜中,并離解為HS-、S2-離子,與然后HS-、S2-離子同氧化鐵相互作用生成硫化鐵和硫化亞鐵。
結束語
(1)裝置簡單易行可在線進行,改造方便易于實現,可實現在線加濕,促進脫硫劑再生反應的進行。
(2)易于操作,實用性強,本方法中對于加濕量及Na2CO3的加入量不需精que控制,可視各脫硫裝置自身實際情況做相應調整;且使用蒸汽、循環水兩種加濕方法,易于讓床層溫度控制在適宜反應進行的范圍內。
(3)具有廣泛適用性。目前使用的常溫氧化鐵脫硫劑外部再生環境污染嚴重且勞動強度大已被許多使用單位淘汰,通入氧氣在線再生對裝置密封性及裝備水平要求較高且再生過程風險大很少有使用單位選擇使用。而此方法在一般裝備水平的裝置中均可使用,使用風險率幾乎為零。