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脫硫催化劑
所屬分類:脫硫催化劑
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  •   產品詳情

                   脫硫催化劑
一、 產品概述:
    各種工業化的脫硫都具有普遍性,盡管對質量、指標的要求有所不同,但是在對脫硫的效率和脫硫的范圍上,卻要求越來越高。今天企業追求高質量產品、高效率,必須同效益聯系起來,那么就必須對降低成本,延長設備的使用壽命、環境保護等方面有深刻的認識,尤其以含硫高的煤和石油等作為化工生產的原材料時,其解決問題的迫切性就更為突出。脫硫工藝要求使用的脫硫劑,應具有效率高、作用范圍廣、用法簡單、成本低綜合效益多等特點,才能獲得廣泛地應用。然而,在我國的工業脫硫中,目前較為普遍采用的諸多脫硫劑,都不能同時具備上述特點(如ADA法.MSQ法.栲膠法.FD法.KCA法等)。TTS-Ⅱ脫硫劑卻能改善現狀,彌補現有脫硫劑的不足。在產品性能上有獨到之處,使用TTS-Ⅱ脫硫劑所產生的綜合效益也是其它脫硫劑無法比擬的。TTS-Ⅱ脫硫劑適應了企業的技術改造,生產規模擴大及增加產品品種的需要,把脫硫工藝提高到一個新的水平。值得強調的是,TTS-Ⅱ脫硫劑具有脫硫效率高、在脫無機硫的同時也能脫有機硫、溶瀉硫的能力強、綜合效益高四大特點。這在脫硫工藝中具有特殊的意義,尤其在脫硫過程中(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象,輕者影響脫硫,動力消耗大;重者產生堵塔,嚴重影響生產,這個脫硫問題困惑企業多年,終得不到徹底解決。目前,在化肥生產中面臨原材料價格上漲,運費提高,為了降低生產費用,很多氮肥廠不得不使用產地較近、價格較低、但含硫量較高的煤作為生產原材料,這就給脫硫帶來了新的問題;有的企業擴大了生產能力,增加生產品種(如甲醇.尿素等)對殘硫量要求很嚴格,要求總脫硫率高(包括脫H2S、有機硫和高硫),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、還能節氨(堿)、節能、節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題,延長了設備維護周期和設備使用壽命,有利于后工段觸媒的再生等等,表現出與眾不同的優越性。
     TTS-Ⅱ型脫硫劑就是這樣一種脫硫劑,它綜合有效的解決了上述脫硫多種問題,可以說是目前市場較為理想的脫硫催化劑。
二.基本原理 
     TTS-Ⅱ脫硫催化劑系磺化酞菁鈷系列有機高分子類化合物。酞菁類化合物是以多種金屬離子為中心的一大類有機高分子配位化合物的總稱。它們具有許多特殊性質,如具有特定顏色、性質穩定、不在酸堿介質中發生變色或分解、對熱也較穩定;若帶上親水基團,水溶性也顯著增加,這類化合物無毒,它們對硫化物具有催化氧化活性。  不少研究結果證明,對硫化物的催化氧化活性,是許多金屬離子對負二價硫離子S2- 的氧化,雖然有較大活性,然而,都因它們對硫化物的溶度積過小而無實際意義。在有機金屬化合物中磺酸酞菁鈷鈉卻具有很強的催化氧化活性。   脫硫催化劑是在具有一定PH值范圍的液態介質( 氣-液相或液-液相)中發揮催化作用的。酞菁類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含有特定電荷、半徑和外層電子構型的正二價鈷離子有關,同時又與多氮密切聯系著的,即與二價鈷離子可在配位體中形成特殊的多電子大K鍵有關。當適當地改變分子中作為中心離子的正離子的種類和數量時,就將使配位場力的分布重新得到調整。因而它的催化活性也將發生相應地向著提高的方向改變。
三.作用機理(可概括為四步)
     1. TTS脫硫劑在堿液中將溶解的O2吸附而活化;
     2. 在此后,遇到H2S等含硫化合物時,將硫化物吸附到高活性的大離子微觀表面。這時硫化物的分解和氧的分解將形成新化合物分子。這一過程的活化能較吸附前大為降低。因而,在常溫常壓下,便由原來的吸攜活化氧將含硫化合物氧化。產物大部分為硫和多硫化合物,同時也有硫代硫酸鹽或二硫化物形成;
    3.新產物從活性大離子的微觀表面上解析離去.
    4.此時原催化液中的活性大離子,經重新攜氧而再生.如此反復,只要活性大離子保留在催化液中,不被其它物質俘獲或溢出系統外,催化劑的使用壽命將是相當長久的.
四.化學反應原理
    1.脫除H2S原理:
       吸收反應: H2S(氣相)=H2S(液相)
                 H2S(液相)+Na2CO3 = NaHS+NaHCO3
       解析反應:NaHS被攜氧的催化劑吸附,在催化劑作用下和氧起反應.
                 NaHS +1/2 o→ NaOH+S
     生成的單質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,也可以是再生時未被完全脫除的吸附硫.再生過程:再生時大量氧接觸催化劑,催化劑表面的單質硫被置換脫落,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,必須保證有足夠的空氣量,并使氣液充分接觸,同時要認真搞好過濾除硫工作,使循環溶液中盡量少含懸浮硫.
     2.脫除有機硫原理
        吸收反應 RSH+Na2CO3 ═ RSNa+NaHCO3 COS+Na2CO3 ═ Na2CO2S+CO2 CS2+Na2CO3 ═ Na2CO2S+CO2
        氧化反應 2RSNa+1/2O2+H2O →RSSR+2NaOH
                 Na2CO2S+1/2O2 →S+Na2CO3
                 Na2COS+1/2O →S2+Na2CO3
     催化劑在脫有機硫方面的原理和脫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,才能進行下一步吸收反應.硫醇(RSH)和硫化氫H2 S都是微酸性氣體,易被堿液溶解吸收,其它有機硫的溶解度就比較差. ②有機硫的分子結構不同,鏈狀的有機硫化物,比環狀的有機硫化物容易氧化.
五.產品性能
   1.質量指標:
     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陰涼干燥處,貯存期一年。
   3.用途:可以用于合成氨生產中的半水煤氣、變換氣的脫硫工藝上;又可用于天然氣、焦爐氣、城市煤氣、制藥廠的沼氣和煉廠氣的氣體脫硫及在汽油、液態烴、粗苯和含硫的廢水等液體脫硫和凈化上。
   4.特點 ①. 脫硫效率高:
          a. 即可脫低硫,又可脫高硫
          b. 可同時脫無機硫98%以上,脫有機硫(如硫醇RSH.噻吩C4H4S硫氧化碳COS.二硫化碳CS2)達50%以上.
          c.硫容高 d.抗中毒能力強
         ②.溶瀉硫能力強:對系統內的沉積硫,附著硫有高活性的清除效果,又可解決塔堵現象.
          ③.再生好:懸浮硫多、硫顆粒大、松散、利分離、液體清、 循環暢通,減少動力消耗,再生效率高. 
          ④.使用方法簡單易行,使用范圍廣,對設備和工藝要求寬,與其它催化劑有協同效果.
          ⑤.綜合效益高:
              a.可提高產品質量
              b.節堿(氨)、電、蒸氣、銅效果明顯.
              c. 延長設備維修周期,不堵塞設備
              d.減輕精細脫硫負擔,有利于各工段觸媒再生.
              e.提高硫磺回收率,硫磺純度高.
六.工藝參數
       1.堿液濃度:0.4-0.6N(常壓低硫下用下限,加壓高硫下用上限)
       2.PH值:一般控制在PH為8.5左右.
       3.脫硫溫度:20-60攝氏度
       4.液氣比:12升以上/標準m3 (即每m3脫硫液可處理80 m3煤氣)
       5.氨水濃度8-20tt,運行初期以高濃度佳.
七.助催化劑工作原理
       TTS型脫硫劑即可載氧又載硫,在溶液中用量很小,當再生空氣不足或氣液接觸不良等原因造成再生狀況不佳時,使得一些載有硫的催化劑未被再生,導致脫硫效率下降,硫泡沫減少,甚至不見泡沫,表現出來是催化劑活性降低.添加助催化劑可以解決這個問題.凡具有醌式結構的化合物均可使用.如對苯二酚.栲膠.ADA這類物質只載氧不載硫,載氧活性不受影響,在再生時,助催化劑可以吸收空氣的氧, 向TTS表面釋放活性氧,清除其表面積聚的單質硫和硫化物,使TTS充分再生.
八.使用方法
      1. 初投準備:在貧液槽或液位調節器頂部放置一個鐵桶,容積在50-150升,下部接出料管,安裝調節閥.閥后接水管彎向槽內,配水管或溶液管到桶上,初投量為40-50ppm.先將催化劑裝入堿液或氨水的桶內,攪拌后放置數小時,使其充分溶解活化.
      2. 投入方法:將活化好的催化劑溶液細流加入貧液槽或液位調節器內,催化劑進入系統,大量沉積硫和附著硫溶解在液中,硫泡沫顯著增加,為避免泛塔和堵塞設備,要控制初加速度,一般需4小時以上,分幾次加入.
      3. 投加后:有部分催化劑被攜出,硫沫呈藍色,隨著運轉,催化劑活性增高,被攜帶現象很快減少和消失.催化劑投入系統后,原使用的脫硫劑停止加入或根據實際情況部分加入.本產品投入三天后硫泡沫明顯增多變厚、懸浮硫減少,脫硫液變得 清亮.
      4. 定量補加:可將一定量的催化劑溶于活化桶內,每次按定量補加。堿液均按需量補加,維護適宜濃度.補加氨水不宜含雜質,保證再生供氧充足,液面漂浮硫和富液中的硫及時分除。
     5. 助催化劑:補加少量助催化劑效果更佳,可與對苯二酚、MSQ、ADA、栲膠等催化劑匹配使用,將原催化劑投量減到 以下。
     6. 使用數量:因各廠脫硫設備、工藝、入口H2S含量、生產能力不同,催化劑用量也不同。 以年產合成氨10萬噸為例:
               入口H2S含量:        TTS用量:
                  0-1g/m3             0.75-1.0kg/天
                  1-2g/m3             1.0-1.25kg/天
                  2-4g/m3             1.25-1.75kg/天
二、 特點 ①. 脫硫效率高:
          a. 即可脫低硫,又可脫高硫
          b. 可同時脫無機硫98%以上,脫有機硫(如硫醇RSH.噻吩C4H4S硫氧化碳COS.二硫化碳CS2)達50%以上.
          c.硫容高         

          ②.溶瀉硫能力強:對系統內的沉積硫,附著硫有高活性的清除效果,又可解決塔堵現象.
          ③.再生好:懸浮硫多、硫顆粒大、松散、利分離、液體清、 循環暢通,減少動力消耗,再生效率高. 
          ④.使用方法簡單易行,使用范圍廣,對設備和工藝要求寬,與其它催化劑有協同效果.
          ⑤.綜合效益高:
              a.可提高產品質量
              b.節堿(氨)、電、蒸氣、銅效果明顯.
              c. 延長設備維修周期,不堵塞設備
              d.減輕精細脫硫負擔,有利于各工段觸媒再生.
              e.提高硫磺回收率,硫磺純度高.

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