7 湿法脱硫《无机化工生产技术》教学课件.pptVIP

干法脱硫 优点：净化度高，能脱除有机硫化物。 缺点：脱硫剂难于或不能再生，间歇操作，设备庞大，劳动强度高，硫容低，不能用作大量硫化物的脱除。 湿法脱硫 优点：流体脱硫剂、便于输送，吸收速率快，生产强度大，脱硫过程连续，溶液易再生，硫黄可回收。 缺点：净化度低 湿法脱硫 化学法-碱性溶液吸收硫化氢 物理法-硫化氢物理溶解在脱硫剂中 物理化学法-既有物理溶解又有化学反应 化学吸收法 中和法-脱硫剂的再生是通过升温和减压使吸收过程中生成的化合物分解并释放出硫化氢 湿式氧化法-脱硫剂的再生是以催化剂作为载氧体将溶液中被吸收下来的硫化氢氧化为单质硫 再生原理不同 目录 湿式氧化法脱硫的基本原理 改良ADA法基本原理、工艺条件、工艺流程 一、湿式氧化法脱硫的基本原理 （1）基本原理 1.吸收的基本原理与吸收剂的选择 pH=8.5~9左右的碱性缓冲溶液 （2）吸收剂的选择 碱性吸收剂只能将原料气中的硫化氢吸收到溶液中，不能使硫化氢氧化为单质硫。需借助其他物质来实现。 在溶液中添加催化剂作为载氧体，氧化态的催化剂将硫化氢氧化成为单质硫，其自身呈还原态。还原态催化剂在再生时被空气中的氧氧化后恢复氧化能力，循环使用。 2.再生的基本原理与催化剂的选择 （1）基本原理 总反应为： （2）催化剂的选择 选择适宜的载氧催化剂是湿法氧化法的关键，这个载氧催化剂必须既能氧化硫化氢又能被空气中的氧氧化。因此，从氧化还原反应的必要条件来衡量，此催化剂的标准电极电位的数值范围必须大于硫化氢的电极电位小于氧的电极电位，即： 。实际选择催化剂时考虑到催化剂氧化硫化氢，一方面要充分氧化为单质硫，提高脱硫液的再生效果；另一方面又不能过度氧化生成副产物硫代硫酸盐和硫酸盐，影响脱硫液的再生效果。同时，如果催化剂的电极电位太高，氧化能力太强，再生时被空气氧化就会越困难。因此，常用有机醌类做催化剂，其标准电极电位的范围是0.2~0.75V，其他类型催化剂的标准电极电位一般为0.141~0.75V。 标准电极电位是选择催化剂的重要依据，但同时还应考虑原料的来源、用量、价格、化学性质等。 ADA是蒽醌二磺酸钠(Anthraquinone Disulphonic Acid)的英文缩写，ADA法是以碳酸钠溶液为吸收剂，ADA为催化剂，由于析硫过程缓慢，生产的硫代硫酸盐较多。改良ADA法是在ADA法溶液中加入适量的偏钒酸钠作载氧剂，使氧化析硫速率大大加快，故称改良ADA法。 蒽醌二磺酸钠(ADA) 结构式： 二、典型方法——改良ADA法 （1）脱硫塔中的反应 碱液吸收原料气中的硫化氢生成硫氢化物 脱硫液中的偏钒酸钠氧化硫氢化物生成单质硫，自身被还原为焦钒酸钠。 焦钒酸钠再被脱硫液的氧化态ADA氧化成偏钒酸钠，恢复其氧化硫化氢的能力，ADA呈还原态。 1.基本原理 富液中还原态的ADA被空气中的氧氧化恢复氧化态，分离硫颗粒后溶液循环使用。 （2）再生塔中的反应 在吸收脱硫和氧化再生循环中由ADA输氧、钒酸盐氧化硫氢化物，反应速率比ADA法直接氧化硫化氢快得多。又由于钒酸盐可以在脱硫塔被氧化态ADA反复氧化，故溶液的硫容较大。只要氧化态ADA量足够，脱硫就可以进行完全。因此，在工业生产中必须注意根据原料气中的硫化氢含量来调整脱硫液中的ADA组成。此外，由于析硫反应在脱硫塔内完成，因而改良ADA法极易出现硫堵问题。 原料气中若有氧存在则要发生过氧化反应 （3）脱硫副反应 从脱硫副反应可以看出，要防止硫以硫氢化物形式进入再生塔，即脱硫塔中偏钒酸钠氧化硫氢化物生成单质硫的反应须在溶液进入再生塔与空气接触前完成。为此，脱硫塔出口设置一反应罐，使溶液停留一定时间，保证该反应进行完全。 （1）溶液pH值 pH值升高，Na2CO3浓度升高，对吸收硫化氢有利；但Na2CO3浓度增加，对转化成单质硫不利。当pH达到8.8时，H2S吸收基本完成；当pH值超过9.6以后，反应速率急剧下降。通常选择8.5~9.5。 pH值 8.3 8.5 8.7 H2S吸收程度/% 40 30 20 10 0 pH值 6 7 8 9 10 11 12 硫代硫酸钠的量/% 2.0 1.5 1.0 0.5 0 ADA法脱硫工艺条件 2.工艺条件 （2）钒酸盐含量 硫氢化物被矾酸盐氧化的速率是很快的，但为了防止硫化氢局部过量而造成的“矾-氧-硫”黑色复合沉淀，并抑制副反应的发生，应使偏矾酸盐用量比理论用量略微多一些，ADA与偏钒酸盐的当量比为2左右。 （3）ADA用量 ADA作用是将V4＋氧化为V5＋，为了加快V4＋的氧化速率，一般使用5～10g/L。