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騰龍重工
鐵基濕法脫硫工程
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一、絡(luò)合鐵脫硫技術(shù)介紹
1、絡(luò)合鐵脫硫技術(shù)簡介
  絡(luò)合鐵法脫硫技術(shù)是一種以絡(luò)合鐵為催化劑的濕式氧化脫除硫化氫的方法,其特點(diǎn)是直接將H2S轉(zhuǎn)變成元素S,處理后的H2S含量小于10ppm,是一種工藝簡單、工作硫容高且環(huán)保無毒的新型脫硫技術(shù),克服了傳統(tǒng)脫硫工藝硫容量低、工藝復(fù)雜、副鹽生成率高、環(huán)境污染嚴(yán)重等弊端,硫磺回收裝置尾氣可使硫磺回收率達(dá)到99.9%。
2.絡(luò)合鐵法脫硫技術(shù)的工藝原理
  絡(luò)合鐵脫硫技術(shù)是絡(luò)合鐵脫硫化氫成套技術(shù),為脫除硫化氫提供了一種恒溫、低成本的運(yùn)行方法。其化學(xué)反應(yīng)原理是利用空氣中的氧氣氧化氣相中的硫化氫,使硫化氫被氧化為單質(zhì)硫。其化學(xué)反應(yīng)方程式如式:
H2S + 1/2O2 → H2O + S
絡(luò)合鐵離子水溶液的吸收氧化反應(yīng)方程式:
H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L)
再生還原總反應(yīng)方程式:
1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L)
  在總反應(yīng)中,絡(luò)合鐵離子的作用是將吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的電子釋放到再生反應(yīng)中去,由于每一個(gè)單質(zhì)硫的產(chǎn)生需要消耗兩個(gè)鐵原子,所以在反應(yīng)過程中,至少提供兩個(gè)鐵原子。由此,鐵離子是作為反應(yīng)物。不過,在總反應(yīng)中并不消耗鐵離子,鐵離子是作為硫化氫和氧氣反應(yīng)的催化劑。由于這種雙重功能,鐵離子絡(luò)合物一般被定義為催化劑。
在絡(luò)合鐵脫硫工藝中,循環(huán)水溶液的pH值是一個(gè)非常重要的可變操作因素,因?yàn)樗芤嚎晌誋2S氣體的總量****取決于水溶液的pH值,總反應(yīng)方程式表明反應(yīng)沒有H+離子和OH-離子的凈產(chǎn)物生成,所以水溶液的pH值不會產(chǎn)生變化。
由于處理的氣相中含有二氧化碳(CO2),尤其是在壓力較高時(shí),二氧化碳極易溶于水,會形成碳酸氫鹽(HCO3-)和碳酸鹽(CO32-),隨之發(fā)生副反應(yīng)降低水溶液的pH值。
為了穩(wěn)定水溶液的pH值,需要在系統(tǒng)中加入氫氧化鉀。
通常,較高的pH值能夠提高反應(yīng)效能,會促進(jìn)硫代硫酸鹽離子的形成,減少氧氣的吸收,但也阻礙單質(zhì)硫的凝聚;而過低的pH值會阻礙H2S氣體的吸收。所以,控制pH值為8.0-9.0的弱堿性水溶液。
3. 絡(luò)合鐵法脫硫技術(shù)的優(yōu)勢
(1)工藝處理過程簡單,采用一步法處理工藝即可快速將硫化氫直接氧化為硫單質(zhì);對各種不同濃度的H2S,其脫硫后的H2S含量可低于10ppm。
(2)系統(tǒng)的抗波動(dòng)能力強(qiáng)。
(3)運(yùn)行成本低。
(4)絡(luò)合鐵催化劑選擇性高,無副鹽外排。
(5)脫硫工作液硫容量高。
(6)能脫除有機(jī)硫COS、硫醇。
(7)設(shè)備尺寸小,可有效實(shí)現(xiàn)橇裝化。
(8)催化劑的安全性高,系統(tǒng)所采用的催化劑對環(huán)境及人體無毒無害,具有良好的環(huán)保效益。
二、工藝流程說明
1.絡(luò)合鐵脫硫系統(tǒng)具體流程
  從界區(qū)外來的含硫化氫氣體由下至上經(jīng)脫硫塔與貧液泵打來的貧液逆向接觸,沼氣分離液滴后從脫硫塔頂出裝置。脫硫塔底部溶液中的三價(jià)鐵吸收沼氣中硫化氫變成二價(jià)鐵,溶液變成含硫富液由富液泵打入進(jìn)入再生槽, 與氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣進(jìn)行氧化。富液中的二價(jià)鐵經(jīng)再生風(fēng)機(jī)鼓入的氧氣氧化后變成三價(jià)鐵的貧液,同時(shí),再生槽中的單質(zhì)硫經(jīng)各個(gè)隔室逐層長大后和部分貧液一起進(jìn)入沉降槽,硫磺顆粒因?yàn)橹亓砍练e到沉降槽錐體底部,上層分離了硫磺的貧液經(jīng)貧液泵輸送到脫硫塔進(jìn)行脫硫。底部硫磺漿經(jīng)硫磺漿泵一路送到沉降槽底部進(jìn)行循環(huán)擾動(dòng),防止堵塞,當(dāng)硫磺含量達(dá)到一定濃度后,由硫漿泵打開進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離,液體回收至系統(tǒng),硫膏可進(jìn)行銷售。
說明:在絡(luò)合鐵脫硫工藝設(shè)計(jì)中,由于絡(luò)合鐵吸收劑具有腐蝕性,凡是與絡(luò)合鐵吸收劑接觸的設(shè)備、管道****采****銹鋼。
2.電氣及自控系統(tǒng)
  電氣自控裝置用于給設(shè)備供電及系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行控制。自控裝置通常包括PLC系統(tǒng)及各種儀表,就地儀表也可給PLC系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)提供依據(jù)。本項(xiàng)目自控程度可達(dá)到自動(dòng)啟停、故障報(bào)警、自動(dòng)加藥等控制要求。
三、 環(huán)境保護(hù)
1.廢水排放
  本項(xiàng)目裝置中,是需要外界補(bǔ)充水,是無廢水產(chǎn)生的。硫磺回收過程是固液分離過程,但分離過程中產(chǎn)生的清液是回收至系統(tǒng)的,是全部回收利用,此外,由于絡(luò)合鐵催化劑對硫化氫轉(zhuǎn)化為硫磺的選擇性達(dá)到99.9%以上,無副鹽產(chǎn)生,不存在要向外排放廢水的情況。
2.廢氣排放
  本項(xiàng)目將有一處氣體排放,為再生槽處的再生廢空氣。再生槽處出來的再生廢空氣,是在工藝過程中通入的空氣,僅僅是空氣中的少量氧氣與溶液中的亞鐵反應(yīng)發(fā)生了消耗,反應(yīng)過程中沒有新的氣體成分產(chǎn)生,溶液中也沒有有毒、揮發(fā)性物質(zhì),,是可以安全排放的。
3.廢固排放
  本項(xiàng)目是H2S脫除并副產(chǎn)硫磺的過程,本項(xiàng)目副產(chǎn)品硫膏可直接銷售,為企業(yè)創(chuàng)造附加產(chǎn)值。
4.噪聲
  本項(xiàng)目的主要噪聲來自生產(chǎn)裝置內(nèi)的機(jī)泵及再生氧化的空氣風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪音。

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