焦化脱硫催化剂.doc

脱硫催化剂说明 目前，我国用于焦炉煤气的湿法脱硫工艺主要有湿式氧化和湿式吸收工艺两种，而用于湿式氧化工艺的脱硫催化剂有十余种，概括起来可分为两大类：第一类是酚－醌转化（活性基团转化），用变价离子催化，如ADA、对苯二酚、栲胶、F/R法中的苦味酸（PIA）和TAKAHAX法中的1，4-萘醌2-磺酸钠等。上述脱硫催化剂虽能满足某些工艺要求，但也存在一些缺点，如不能脱除有机硫，总脱硫效率低，硫泡沫不易分离，堵塞设备，适应H2S范围小，脱硫成本较高等。第二类是近年来发展起来的磺化酞菁钴复合金属离子类脱硫催化剂，这类脱硫催化剂与第一类不同的是脱硫催化剂本身是载氧体，通过本身携带的原子氧完成氧化再生作用。 Z L脱硫催化剂属于第二类催化剂，但它吸收了第一类催化剂的优点，是一种新型的复合型脱硫催化剂，已成功用于多家焦炉煤气的湿式氧化脱硫工艺，特别是在氨法HPF脱硫工艺中的应用，显示了其优异的性能特点，取得了显著的社会效益。 １.Z L催化剂的性能特点和催化氧化原理 1.1性能特点 理论和生产实践都表明，Z L脱硫催化剂用于HPF脱硫工艺具有以下性能特点。 1） 该产品适合高、中、低含硫量的焦炉煤气，并且脱硫脱氰速度快、效率高，脱硫效率可达98%以上；脱氰效率可达90%以上。 2） 在脱除无机硫的同时，可同时脱除有机硫。 3） 在同等工艺条件下，ZL催化剂和其他催化剂相比具有硫泡沫颗粒大，易分离、不堵塞设备的特点，且用量少、运行成本低。 4） ZL催化剂对于硫磺的生成具有较好的选择性，所以付盐生长速度慢，废液排量小，处理费用低，环境污染小。 1.2催化氧化反应原理 1）吸收反应 硫化氢（H2S）、硫醇（RHS）、羰基硫（COS）、 二硫化碳（CS2）等与碱性溶液反应生成相应的化合物： 由上述吸收反应可知，在一定的工艺条件下，若使吸收反应进行彻底，需使体系中的S2－被氧化成单质硫而分离。 2）脱硫反应 由于ZL催化剂的特殊分子结构具有携氧能力，在脱硫过程中，其不断释放出具有较高氧化活性的原子氧，能迅速将体系中的S2－氧化成单质硫，大大强化了脱硫效果，主要反应过程为： 　 3） 再生反应 脱硫反应中，催化剂所携带的氧被消耗，鼓入空气使其再生： 研究表明，ＺＬ催化剂的作用机理如下。 ａ：ＺＬ脱硫催化剂在碱性溶液中将溶解的Ｏ２吸附活化，形成高活性大离子； ｂ：当遇到Ｈ2S等含硫化合物时，将其吸附到高活性的大离子微观表面，在生产条件下，使Ｈ2S等含硫化合物中的硫氧化成单质硫或多硫化物； ｃ：单质硫或多硫化物从ＺＬ脱硫催化剂表面解吸而离去； ｄ：ＺＬ脱硫催化剂经重新获得氧而再生．反应过程如下： 4） 副反应 1.3　ZL脱硫催化剂的性能指标 外观：蓝黑色粉末，粒度小于20目；水不溶物（﹪）≦3.00；催化活性≧0.06min－1。 ２．ZL催化剂在焦炉煤气HPF脱硫工艺中的应用 从全国多家焦化厂对ZL脱硫催化剂的应用情况看，其应用范围十分广泛，既可单独用于以Na2CO3为碱源的改良ADA工艺，也可与对苯二酚混合使用脱硫，还可用于以氨为碱源的HPF焦炉煤气脱硫工艺。下面以HPF脱硫工艺为例对ZL脱硫催化剂的应用情况给以介绍。 2.1 ZL脱硫催化剂的工艺参数 根据脱硫生产工艺和设计要求不同，ZL脱硫催化剂的工艺参数有所差别，但基本工艺参数如表1所示。 2.2 ZL脱硫催化剂的使用方法 ZL脱硫催化剂的使用，可采用冲击性投加或连续滴加方式。将ZL脱硫催化剂用容器溶解直接加入反应槽或贫液槽中即可。一般来讲，开工初期，第一次投放量为每百立方米脱硫液加入ＺＬ脱硫催化剂３～５kg，系统运行稳定后，每天定时补加，使脱硫液中催化剂浓度保持在30～50ppm。根据各厂使用经验，我们总结出每脱除一吨H2S大约消耗ZL催化剂0.8～1.2kg。 2.3 在氨法HPF脱硫工艺中的应用结果 工艺简介 某厂焦炉煤气采用氨法HPF脱硫工艺，设计处理煤气量57000m3/h，入口煤气H2S含量5～6g/m3，脱硫后煤气H2S含量≦0.5g/m3。目前效果更好脱硫焦炉煤气硫化氢小于100 mg/m3该厂选用ZL脱硫催化剂，达到了预期的处理效果。工艺流程为：风机后煤气经预冷塔予冷后，分别进入两台并联的脱硫塔，富液经循环泵进入各自的再生系统，再生后的贫液自流入脱硫塔循环喷洒。再生空气从再生塔底部鼓入；为增加煤气中的氨含量，提高煤气的氨硫比，把蒸氨塔顶的氨气经冷凝成氨水进入反应槽。 3． 副盐的增长与控制 众所周知，湿式氧化脱硫工艺的主要问题之一是废液的增长速度和废液的处理问题，HPF脱硫工艺的含硫铵盐废液处理采取回兑配煤的方法，而对焦碳质量和煤气成分无显著影响，可认为是一种简单经济的方法，较好地解决了废液的处理问题。但生产实践表明，该方法