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DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂应用前景展望及应用注意事项
发布人:dongshi888   来源:   发布时间:2020-11-10  浏览次数:53

【作 者】李进晓 (新产品技术服务团队)等

(长春东狮科技(集团)有限责任公司)

针对湿法脱硫领域存在的问题及国家环保政策要求,东狮公司研发的DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂从源头上解决脱硫及脱硫废液问题,并且能够在各种复杂的气质条件下降低综合运行成本、提高脱硫效率。该催化剂解决了许多酞菁钴类催化剂无法解决的问题,成为湿法脱硫领域的又一次重大技术进步。

关键词:硫容高、抑盐、多催化中心复合型、主导产品、环保政策、危废

 

一、DSH催化剂应用前景展望

DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂是长春东狮公司近几年研发推出的一种新型的脱硫催化剂,其突出特点是:硫容高、抑盐,现已广泛应用于焦炉煤气、半水煤气、变换气、窑炉煤气、兰炭气、煤制燃气等各种复杂气质条件,并达到良好的使用效果,为企业解决了副盐增长快、脱硫效率低、再生槽无泡沫等突出问题。

随国家环保政策越来越严格,各企业的环保压力也越来越大,脱硫工段产生的再生尾气、脱硫废液、固体废弃物等成为煤化工企业迫切需要解决的难题。

各企业为达到国家的环保政策,主动想办法,在解决脱硫废液方面出现了脱硫废液提盐、硫泡沫制酸等技术措施,但随市场形势的变化,脱硫废液提盐技术已经不能满足环保和市场的需要,特别是粗盐提取工艺所产生的混盐已成为固体废弃物(甚至是危废),还是没有从根本上解决环保问题;对于精盐提取工艺,虽然解决了固体废弃物问题,但该提盐装置投资大、运行维护费用高,大多数企业难以接受。现在受市场影响,提取的含量97% 硫氰酸铵价格每吨也不到1000元, 所以处理每吨脱硫废液成本也在逐步增高。

以焦炭产能100万吨/年的焦化企业为例,需要建设脱硫废液处理能力为40方/天含硫代转化的精盐提取装置一套,该装置投资约1000万元左右。每吨脱硫废液的处理成本为500元左右,有此可见,若对于一个焦炭产能100万吨/年的焦化企业,为了达到工艺和环保要求,每天需要处理脱硫废液的费用约1.5万元左右,每年脱硫废液处理总费用约500万元以上。

硫泡沫制酸技术也是近几年为适应国家环保政策要求出现的解决脱硫废液问题的技术措施,该措施也受到装置投资大、运行维护费用高等因素影响,也难以被企业所接受。另外该技术所生产的硫酸品质差,达不到合格品指标要求,所以也不能作为产品出售,只能在企业内部的硫铵工段使用,这样有的企业就会出现硫酸过剩问题,这些过剩的硫酸严格来说就是危废。

针对以上情况,企业迫切需要一种技术来解决脱硫废液问题,DSH高硫容抑盐脱硫催化剂就是在这种条件和背景下由长春东狮公司研发并推向了市场。

DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂最显著的特点是硫容高、抑盐。

因为其硫容高,所以在相同工况下脱硫效率明显提高。在使用的十几个案例中,脱硫效率均有不同程度的提高,平均提高了3-5个百分点,最高的提高了25%左右;因为其硫容高,达到同样的脱硫效率可以减少5-10%的溶液循环量,达到节约电耗、降低运行费用的目的。

DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂属于多催化中心的复合型催化剂,与市场上络合铁类催化剂有本质区别,其抑盐原理也不相同。DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂能够从源头上降低副盐的生成数量,利用其氧化特性,能够很快将溶液中的HS-转化成单质硫,降低脱硫液中的HS-含量,并迅速将不稳定态的S2S4S6氧化成稳定态的S8,减少副盐生成的机会,达到抑制副盐的目的,其相关化学方程式如下:


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副反应离子方程式:


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另外DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂还能抑制硫代硫酸盐向硫酸盐的转化,实际能够控制两盐的生成,而市场上的络合铁类催化剂不能抑制硫代硫酸盐向硫酸盐的转化,所以根本没有达到抑制副盐生成的目的。其副反应离子方程式如下:

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所以市场上一些络合铁类催化剂在使用过程中故意不分析硫酸盐含量,仅仅从分析的硫代硫酸盐含量来看能够达到抑制副盐的目的,但若分析硫酸盐就会发现硫酸盐是增长的。DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂是三种副盐全分析,且在使用的十几个案例中,硫代硫酸盐和硫酸盐都没有出现增长趋势,若硫回收设备配置合理,还会出现副盐总量下降趋势。

由于抑盐效果显著,脱硫副反应减少,所以碱耗也会大幅度减少,与酞菁钴类催化剂相比较,大约可以减少30-50%的纯碱消耗。

DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂适用范围广:无论是焦炉煤气、PSA解析气、半水煤气、水煤气、变换气,还是兰炭气,都能得到很好的应用效果。

DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂抗干扰能力强:在煤气中的煤灰焦油含量高、脱硫液温度达到50℃的情况下也能稳定脱硫工艺,保证副盐不增长。

    二、DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂应用注意事项

任何一种产品因其特点和性能不同,所以使用方法和添加数量也有所区别,DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂虽然属于络合铁系列的催化剂,但与普通的络合铁催化剂有本质的区别,因此在使用过程中应注意如下几点:

1、使用DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂初期硫磺产量会明显增加,加强硫泡沫浮选,防止堵塔

由于DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂氧化HS-速度快、且氧化效率高,因此能大幅度降低溶液中的HS-含量,这些HS-就会被氧化成硫单质,所以DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂投加初期,硫磺产量会明显增加,这时要加强硫泡沫的浮选和分离,让生成的硫颗粒及时转移出脱硫系统,防止硫颗粒大量集聚造成堵塔。

因此在DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂投加前应落实硫回收设备是否能够满足生产能力需要,特别是熔硫釜数量、泡沫槽容积、泡沫泵能力、蒸汽压力等关键影响因素。

2、投加DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂前应落实好脱硫塔填料的堵塞情况,防止加剧堵塞

脱硫塔的阻力大小从某个角度能够反映出填料的堵塞情况,但要真正反映填料的堵塞情况应该看阻力的增加情况,即:现在的阻力与初始阻力相比较增加了多少,特别是对于空速相对较低的脱硫塔,即便是阻力增加不大,但填料堵塞也会很严重。

另外要落实好阻力增加的位置,根据阻力位置的不同可以判断出阻力增加的原因,可以制定相应的预防措施或解决方案,防止加剧填料的堵塞。

3、投加DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂前要落实好脱硫系统溶液的保有量

系统脱硫液量是影响投资和使用效果最关键的数据,如果测算量较实际量少,投资估算虽然较低,但按方案确定的首次投加量和浓度达不到要求,会影响使用效果,因此系统脱硫液总量应估算准确,以达到该催化剂的最佳使用效果。

4、在使用过程中要控制好再生空气量

与传统的酞菁钴类催化剂相比较,再生空气量对DSH催化剂的再生相对影响更大一些,所以在使用DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂时尽量保持相对稳定的再生空气量,对于喷射再生工艺要确保再生压力、喷射器使用状况良好,出现反液、尾管堵塞情况要及时处理;对于高塔强制鼓风再生工艺要根据现场实际情况,选择最佳的吹风强度,并保持相对稳定的再生空气量,以便达到更好的使用效果。

5、使用过程中,需要每天补充一定数量的催化剂

催化剂在脱硫过程中理论上是不消耗的,但由于在生产过程中催化剂会随着硫泡沫带出或溶液损失造成的流失是难以避免的,所以应定期向脱硫液中补充适量的高硫容抑盐脱硫催化剂,以维持脱硫液中正常的催化剂浓度。该催化剂不需要活化,用脱硫液溶解搅拌均匀后补入脱硫系统即可。若脱硫负荷超过设计能力太多时,要适当提高吸收剂及催化剂的浓度,以达到更好的抑盐效果。

6、储存环境

DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂应避光、防潮储存,储存环境温度不宜过高,正常环境储存质保期为3年。

总结:

DSH型高硫容抑盐脱硫催化剂能够适应目前湿法脱硫工艺和国家环保要求的环保型高效脱硫催化剂。随技术管理水平的提高和现场使用经验的丰富,在该催化剂在使用过程逐渐发挥出硫容高、抑盐、抗干扰能力强、运行综合成本低的优势,解决许多酞菁钴类脱硫催化剂无法解决的问题,可以说这又是一次湿法脱硫领域的重大技术进步,因此未来这种环保型高硫容抑盐脱硫催化剂必定会成为湿法脱硫领域的主导产品来为广大企业、行业解决生产中的实际问题。

 

 


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