濕法脫硫劑作用機(jī)理

【資料簡(jiǎn)介】

 

一.產(chǎn)品概述:
各種工業(yè)化的脫硫都具有普遍性,盡管對(duì)質(zhì)量．指標(biāo)的要求有所不同，但是在對(duì)脫硫的效率和脫硫的范圍上，卻要求越來(lái)越高。今天企業(yè)追求高質(zhì)量產(chǎn)品.率，必須同效益起來(lái)，那么就必須對(duì)降低成本，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命．環(huán)境保護(hù)等方面有深刻的認(rèn)識(shí)，尤其以含硫高的煤和石油等作為化工生產(chǎn)的原材料時(shí)，其解決的迫切性就更為突出。脫硫工藝要求使用的脫硫劑，應(yīng)具有效率高．作用范圍廣．用法簡(jiǎn)單．成本低．安全無(wú)害和綜合效益多等特點(diǎn)，才能獲得廣泛地應(yīng)用。然而，在我國(guó)的工業(yè)脫硫中，目前較為普遍采用的諸多脫硫劑，都不能同時(shí)具備上述特點(diǎn)（如ADA法．MSQ法．栲膠法．FD法．KCA法等）。較為*的pds濕法脫硫劑卻能改善現(xiàn)狀，彌補(bǔ)現(xiàn)有脫硫劑的不足。在產(chǎn)品性能上有獨(dú)到之處，使用PDS濕法脫硫劑所產(chǎn)生的綜合效益也是其它脫硫劑*的。PDS脫硫劑適應(yīng)了企業(yè)的技術(shù)改造，生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大及增加產(chǎn)品品種的需要，把脫硫工藝提高到一個(gè)新的水平。值得強(qiáng)調(diào)的是，PDS濕法脫硫劑具有脫硫效率高、在脫無(wú)機(jī)硫的同時(shí)也能脫有機(jī)硫、溶瀉硫的能力強(qiáng)、綜合效益高四大特點(diǎn)，這在脫硫工藝中具有特殊的意義。尤其在脫硫過(guò)程中（以合成氨廠為例）普遍存在著沉積硫和附著硫，液體混濁，懸浮硫不易清除的現(xiàn)象，輕者影響脫硫，動(dòng)力消耗大；重者產(chǎn)生堵塔，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，這個(gè)脫硫問(wèn)題困惑企業(yè)多年，終得不到*解決。目前，在化肥生產(chǎn)中面臨原材料價(jià)格上漲，運(yùn)費(fèi)提高，為了降低生產(chǎn)費(fèi)用，有的廠不得使用產(chǎn)地較近．價(jià)格較低的但含硫較高的煤作為生產(chǎn)原材料，這就給脫硫帶來(lái)了新的問(wèn)題；有的企業(yè)擴(kuò)大了生產(chǎn)能力，增加生產(chǎn)品種（如甲醇．尿素等）對(duì)殘硫量要求很?chē)?yán)格，要求總脫硫率高（包括脫H₂S、有機(jī)硫和高硫），那么選用什么樣的脫硫劑就十分重要了。好的脫硫劑，不但脫硫好、成本低、還能節(jié)氨（堿）、節(jié)能、節(jié)銅等綜合效益的增加，特別是解決了堵塔、沉積附著硫及再生溶液的問(wèn)題，延長(zhǎng)了設(shè)備維護(hù)周期和設(shè)備使用壽命，有利于后工段觸媒的再生期等等，表現(xiàn)出與眾不同的*性。
TTS-ⅡPDS題，是目前較為理想的脫硫催化劑。
二.基本原理
 　PDS脫硫催化劑系磺化酞菁鈷系列有機(jī)高分子類(lèi)化合物。酞菁類(lèi)化合物是以多種金屬離子為中心的一大類(lèi)有機(jī)高分子配位化合物的總稱(chēng)。它們具有許多特殊性質(zhì)，如具有特定顏色、性質(zhì)穩(wěn)定、不在酸堿介質(zhì)中發(fā)生變色或分解、對(duì)熱也較穩(wěn)定；若帶上親水基團(tuán)，水溶性也顯著增加，這類(lèi)化合物無(wú)毒，它們對(duì)硫化物具有催化氧化活性。
   　不少研究結(jié)果證明，對(duì)硫化物的催化氧化活性，是許多金屬離子對(duì)負(fù)二價(jià)硫離子Ｓ^{２－ 的氧化，雖然有較大活性，然而，都因它們對(duì)硫化物的溶度積過(guò)小而無(wú)實(shí)際意義。在有機(jī)金屬化合物中磺酸酞菁鈷鈉卻具有很強(qiáng)的催化氧化活性。
 　　脫硫催化劑是在具有一定PH值范圍的液態(tài)介質(zhì)（氣-液相或液-液相）中發(fā)揮催化作用的。酞菁類(lèi)金屬化合物之所以能具有很高的催化氧化活性，這是與它的分子組成中即含有特定電荷．半徑和外層電子構(gòu)型的正二價(jià)鈷離子有關(guān)，同時(shí)又與多氮密切著看的，即與二價(jià)鈷離子可在配位體中形成特殊的多電子大Ｋ鍵有關(guān)。當(dāng)適當(dāng)?shù)馗淖兎肿又凶鳛橹行碾x子的正離子的種類(lèi)和數(shù)量時(shí)，就將使配位場(chǎng)力的分布重新得到調(diào)整。因而它的催化活性也將發(fā)生相應(yīng)地向著提高的方向改變。
三.作用機(jī)理（可概括為四步）
 １PDS脫硫劑在堿液中將溶解的Ｏ_２吸附而活化；
 ２．在此后，遇到Ｈ_２Ｓ等含硫化合物時(shí)，將硫化物吸附到高活性的大離子微觀表面。這時(shí)硫化物的分解和氧的分解將形成新化合物分子。這一過(guò)程的活化能較吸附前大為降低。因而，在常溫常壓下，便由原來(lái)的吸攜活化氧將含硫化合物氧化。產(chǎn)物大部分為硫和多硫化合物，同時(shí)也有硫代硫酸鹽或二硫化物形成；
 ３.新產(chǎn)物從活性大離子的微觀表面上解析離去.
 ４.此時(shí)原催化液中的活性大離子,經(jīng)重新攜氧而再生.如此反復(fù),只要活性大離子保留在催化液中,不被其它物質(zhì)俘獲或溢出系統(tǒng)外,催化劑的使用壽命將是相當(dāng)長(zhǎng)久的.
四.化學(xué)反應(yīng)原理
 １.脫除H₂S原理:
      吸收反應(yīng):     H₂S（氣相）＝H₂S（液相）
                    H₂S（液相）+Na_{２CO3 ＝ NaHS+NaHCO3
     NaHS被攜氧的催化劑吸附,在催化劑作用下和氧起反應(yīng).
                    NaHS +1/2 o→ NaOH+S
     生成的單質(zhì)硫被吸附在催化劑表面,可以和其它硫形成多硫鏈.催化劑吸硫的表面可以是釋放氧后的空位,也可以是再生時(shí)未被*脫除的吸附硫.再生過(guò)程:再生時(shí)大量氧接觸催化劑,催化劑表面的單質(zhì)硫被置換脫落,在空氣作用下形成泡沫,上浮到液面被分解除去.因此,在再生操作時(shí),必須保證有足夠的空氣量,并使氣液充分接觸,同時(shí)要認(rèn)真搞好過(guò)濾除硫工作,使循環(huán)溶液中盡量少含懸浮硫.
   ２.脫除有機(jī)硫原理
      吸收反應(yīng)      RSH+Na2CO3 ═ RSNa+NaHCO3
                    COS+Na2CO3 ═ Na2CO2S+CO2
                    CS2+Na2CO３ ═ Na2CO2S+CO2
      氧化反應(yīng)      2RSNa+1/2O2+H2O →RSSR+2NaOH
                    Na2CO2S+1/2O２ →S+Na2CO3
                    Na2COS+1/2O   →S2+Na2CO3
催化劑在脫有機(jī)硫方面的原理和脫H2S的基本原理是相同的,但是,不同硫化物因性質(zhì)上的差異影響脫硫效率.溶解度的不同.氣相的硫化物首先要溶解在液相中,才能進(jìn)行下一步吸收反應(yīng).硫醇（RSH）和硫化氫H2 S都是微酸性氣體,易被堿液溶解吸收,其它有機(jī)硫的溶解度就比較差.
   ②有機(jī)硫的分子結(jié)構(gòu)不同,鏈狀的有機(jī)硫化物,比環(huán)狀的有機(jī)硫化物容易氧化.
五.產(chǎn)品性能
1.質(zhì)量指標(biāo)：
a.外觀：墨綠色蓬松狀粉末
b.活性組分（%）：>90%
c.密度（20℃，g/cm3）：0.96
d.水不溶物（%）：≤3
2.包裝與貯存：5千克紙箱裝，貯存于室內(nèi)陰涼干燥處，貯存期一年。
3.用途：可以用與合成氨生產(chǎn)中的半水煤氣、變換氣；脫硫工藝上，又可用于天然氣、焦?fàn)t氣、城市煤氣、制藥廠的沼氣和煉廠氣的氣體脫硫及在汽油、液態(tài)烴、粗苯和含硫的廢水等液體脫硫和凈化上。
4.特點(diǎn)
①. 脫硫效率高:   a. 即可脫低硫,又可脫高硫
                  b. 可同時(shí)脫無(wú)機(jī)硫98%以上，脫有機(jī)硫
（如硫醇RSH.噻吩C4H4S硫氧化碳COS.二硫化碳CS2）達(dá)50%以上.
                     c.硫容高
                     d.抗中毒能力強(qiáng)
 　②.溶瀉硫能力強(qiáng):對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的沉積硫,附著硫有高活性的清除效果,又可解決塔堵現(xiàn)象.
 　③.再生好:懸浮硫多、硫顆粒大、松散、利分離、液體清、循環(huán)暢通,減少動(dòng)力消耗,再生效率高.
　　④.使用方法簡(jiǎn)單易行,使用范圍廣,無(wú)公害,對(duì)設(shè)備和工藝要求寬,與其它催化劑有協(xié)同效果.
 　⑤.綜合效益高:   a.可提高產(chǎn)品質(zhì)量
                    b.節(jié)堿（氨）、電、蒸氣、銅效果明顯.
                    c. 延長(zhǎng)設(shè)備維修周期,不腐蝕不堵塞設(shè)備
                    d.減輕精細(xì)脫硫負(fù)擔(dān),有利于各工段觸媒再生.
                    e.提高回收率,純度高.}}