T S C - 脱 硫 催 化 剂 及 其 应 用

浏览次数: 日期:2015-05-18

 
一、TSC-脱硫催化剂简介:
  TSC—脱硫催化剂是我厂与高等院校合作,结合各类脱硫催化剂在几百家化肥厂、煤气焦化厂实际应用中的经验总结,结合多种催化剂的特点,为进一步提高脱硫效率、防止脱硫塔堵塞,而研制、开发的新型高效脱硫催化剂。是湿式氧化法脱硫中无毒、无腐蚀、性能优良的一元氧化法脱硫催化剂。
    它具有如下特点:
    l、使用时不用加其它助催化剂,使用及预活化简单,活化时间短:    ‘  .
    2、脱硫效率高:H2S脱除率≥96%,COS、CS2等有机硫的脱除率≥60%;
    脱硫范围宽:0.2g/Nm3-5.0g/Nm3;将有毒的HCN转变为无毒的NH4SCN或NaSCN;
    3、脱硫贫液中悬浮硫含量低,溶液清亮不堵塔,有利于降低系统阻力;
    4、再生时浮选出来的硫磺颗粒大,溶液粘度低(呈水相),且硫泡沫大、粘硫多,因此氧化生成的硫磺易分离;    .
    5、具有良好的自清洗功能,有效防止堵塔;
    6、用量小,长期稳定使用。
因此,在全国多家化肥厂、焦化厂应用后收到了良好效果,受到用户好评。 
 二、TSC-脱硫催化剂的工业化应用:(供参考)
    ( 一)、TSC-脱硫催化剂与其它脱硫催化剂的优缺点比较及生产工艺控制:
    1、影响脱硫工序脱硫效率的因素:    .
    (1)、碱度
    (2)、脱硫塔气液接触面积  .    ·
    (3)、液气比
    (4)、脱硫系统温度的影响
    (5)、再生效率
    (6)、空塔空速
    (7)、脱硫催化剂的内在质量及其含量。
    脱疏工序的脱硫效率对合成氨生产而言至关重要,保证半水煤气的脱硫净化度,是保护变换(中变)催化剂、降低变换后总硫、减轻变脱负荷,保证脱碳液的洁净,是脱碳工序稳定运行的关键。
    2、TSC—脱硫催化剂与其它脱硫催化剂在脱硫效率上的比较:
(1)、湿式氧化法脱硫工艺的分类:
二元催化氧化法                改良ADA法
栲胶法及KCA法
MSQ法及MQ法
茶灰法
氧化煤法
改良对苯二酚法
  一元催化氧化法     络合法     EDTA络合铁法
ED法
有机磷络合铁法
HEDP—NTA络合铁法
CN络合铁法
醌式法   氨水液相催化法
茶醌法
菲醌法
ADA法
WCE法   
其他      铁氨法
氨水苦味酸法
酞菁钴法   PDS法
888
Ts911
                                            Ts912
                                          Ts8505等
TSC—脱硫催化法
而目前各兄弟厂普遍采用的脱硫方法有:
二元催化氧化法   改良ADA法
                 TV法(栲胶、V205法)
                 KCA法
                 NCQ法
一元催化氧化法       醌式一氨水液相催化法
                     酞菁钴系列-PDS、Ts8505脱硫催化法
                     三核酞菁钴-888脱硫催化法
                     TSC-脱硫催化法
而我厂生产的TSC-脱硫催化剂是高科技新型脱硫催化剂,其脱硫效率:
H2S≥96%、COS≥60%(有机硫稳定使用50—80%)。
    (2)目前合成氨厂常用TV法的工艺条件(常压半水煤气脱硫工艺)
       溶液成分:总碱度:0.4mol/LNa   PH=8.5—9
    其中Na2C030.3mol/L、NaMe030.3mol/L、栲胶1.0-2.0g/L
NaVO3: 1.0—1.5g/L、 溶液硫含量:0-0.1 g/L、
液气比:12L/Nm3
入脱硫塔气体温度:30—40℃
再生温度:35-40℃
原料气H2S:l—3g/Nm3,净化气中H2S<50mg/Nm3
再生塔内溶液停留时间:25-30min
喷射再生槽内溶液停留时间:8—15min
再生塔吹风强度:80—120m3/(m . h)
喷射再生槽吹风强度:70—120m3/(m2.h)
(3)脱硫工序的生产工艺控制:
a.合理控制碱度:
b.控制适宜循环量及其脱硫再生温度:
c.强化生产管理,保证再生效率。
(4)关于造气工序掺烧高硫煤的问题探讨:
   目前许多兄弟厂,合成氨生产原料煤基本是山西晋城、阳城等地产低硫无烟块煤,经此煤制取的合成氨原料气中H2S一般在0.4-0.7g/Nm3 ,最高也不外乎0.8-1.0 g/Nm3,    但其煤价格也比较高.
而山西阳泉地方矿及一些本地矿所产无烟煤块,其固定碳含量、热值、灰分挥发份和灰熔点与晋城、阳城白煤相等,只是硫含量较高,一般半水煤气中H2S在1.5-2.8g/Nm3,最高
可达4 g/Nm3
但白煤价格也较低,且资源丰富。今年三月与山西五台化肥厂在阳泉的山底矿、固庄矿等地考察,其白煤价格教之低60-80元/吨,且运距也近。
TSC脱硫催化剂成功地在上海某厂、山西某厂应用,其造气炉掺烧1/3-1/4高硫煤,所制取合成氨原料气中H2S为1.8-2.6g/Nm3,经采用TSC脱硫催化剂脱硫后,半水煤气中H2S≤50mg/Nm3,完全满足生产工艺的要求。单炉发气量无变化,吨氨成本下降了80-100元。
由此可见,在脱硫工序配置合理、操作正常,通过强化生产管理,掺烧一定(或全部)高硫煤是降低合成氨成本的有效途径之一。我厂工程技术人员也积累了许多这方面的实际应用经验。
(二)、湿式氧化法脱硫的堵塔和使用TSC脱硫催化剂防止堵塔及洗塔的有关问题探讨:
脱硫塔的堵塞一般分为:硫堵、硫盐堵、盐堵以及机械杂质堵塞等。
脱硫塔阻力增大的原因很多,且很复杂,90年代中期前我国氮肥行业普遍采用的改良ADA法、栲胶法等几乎未发现过堵塔,脱硫塔阻力增大只是近几年来表现出来。
   1、脱硫塔堵塞的原因分析:
   (1)半水煤气、吸收剂杂质含量高:
    (2) 液气比低;
    (3) 脱硫系统自身设备问题;
    (4) 副反应物含量高;
    (5) 脱硫催化剂选用不当:
    (6) 溶液比例失调,PH值控制不好
    (7) 回收合成氨废气造成。
  2、脱硫塔堵塞的预防和处理:
  首先控制和排除机械性杂质的堵塞,即增强脱硫前的半水煤气气体的净化,除焦油、洗气除尘。其次是配置合理的脱硫、再生、硫磺回收三大工序,根据需要选择合理的塔填料型号、规格,保证气液接触面积和停留时间,保证液气比、气径比、液径比、保证再生效率。   
在脱硫系统设备设置良好、生产工艺管理严格、硫磺回收正常,脱硫前半水煤气净化比较好、所夹带的杂质较少,那么脱硫的原料不好(由脱硫催化剂自身因素造成)、工艺条件控制不适当是造成堵塔的重要因素。
A、 脱硫塔堵塞的预防:
1、  控制合理的碱度
2、  选择先进的脱硫催化剂
3、  选用比表面积较大的塔填料
4、  控制适宜的液气比、气径比、液径比保证喷淋密度
5、  控制合理的塔空速
6、  保证再生效率和硫磺回收
7、  控制脱硫、再生温度达到工艺指标
8、  严格工艺管理,强化岗位操作
B、 脱硫塔堵塞的处理:
湿式氧化法脱硫的化学反应较复杂,吸收H2S生成HS-  的中和反应基本上是在脱硫塔内进行,但HS-被氧化成单质硫的反应即析硫反应也主要在塔内进行,只有少量HS- 在再生系统被氧化。进入再生系统的溶液含HS-低有利减少付反应,减少吸收剂的消耗。
碱度的控制也很重要,且注意严防突击补碱。
在脱硫反应中NaHC03的浓度影响溶液粘度,同时也有多硫化纳Na2Sx或加Na2Sx-1的生成,它属于强酸盐,较之NaHS更难溶于水。但在TSC-脱硫催化剂的作用下
在再生糟能得以再生。    ·
 实践证明,在处理堵塔中,掌握好脱硫塔堵塞预防的条件,充分发挥TSC脱硫催化剂的自清洗功能,是解决堵塔和洗塔的关键。TSC-脱硫催化剂是防止堵塔和处理早期堵塔的理想催化剂。使用TSC—催化剂后:
1、  析出硫颗粒大,易于分离,有效降低悬浮硫:
2、  良好的自清洗功能,使管道、设备、填料上积硫松脱:
3、  生成析出的硫不易粘在填料上:
4、  能改变堵塞硫的性质,使其逐渐松脱。
    在硫盐堵中,随着硫的洗出和析出,盐类物也会瓦解、松脱下来,因此在以硫、硫熬堵为主的脱硫塔早期堵塞中,停用原脱硫催化剂,改用TSC—脱硫催化剂,通过工艺指标的调整,合理配置设备,控制好液气比、气径比、液径比,就能有效地解决堵塔问题。同时辅用其它方法对盐堵加以清洗效果更佳。我厂在此方面经验丰富,有独特方法。

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