DSH型高硫容脱硫催化剂的研究开发及其优势

【摘要】我们东狮气体净化研究中心经过深入的研究及大量的试验,研究开发出一种新型高硫容的脱硫催化剂及其脱硫工艺,该催化剂无毒、无腐蚀性,并具有硫容量大、再生速率快、硫颗粒浮选能力强和副盐含量低等特点,特别适用于高浓度硫含量条件下的脱硫领域。

【摘要】我们东狮气体净化研究中心经过深入的研究及大量的试验,研究开发出一种新型高硫容的脱硫催化剂及其脱硫工艺,该催化剂无毒、无腐蚀性,并具有硫容量大、再生速率快、硫颗粒浮选能力强和副盐含量低等特点,特别适用于高浓度硫含量条件下的脱硫领域。
【关键词】H2S;高硫容;脱硫催化剂

1 前言
目前有很多工况条件下,气体中的含硫化氢的浓度较高,像加氢转化尾气、含硫干气,低温甲醇洗酸性解析气等硫化氢的含量都超过1%,甚至20%或更高含量,这种情况下,在湿法脱硫工艺中就需要有一种能适应于高浓度硫含量条件下应用的高硫容脱硫催化剂。
针对于这种情况下,我公司气体净化设计研究中心近年来研制开发出了一种新型的产品:DSH型高硫容专用脱硫催化剂。它的的最大特点是:硫容高,副盐低,浮选能力强、氧化能力强、效率高,适合多种工况下的高浓度硫化氢的脱硫工艺。
2 实验部分
实验中所用H2S标准气体由大连光明特种气体有限公司提供。
其中气体组分为H2S:3% ;CO2:10.03%; N2 平衡气
(1)出口H2S用5%醋酸锌溶液吸收,间接碘量法测定含量。
(2)脱硫液中Na2CO3、NaHCO3含量采用双指示剂酸碱滴定法测定;
(3)脱硫液中Na2S2O3含量采用直接碘量法测定;
(4)脱硫液中Na2SO4含量采用钡镁沉淀-EDTA络合滴定法测定;
(5)脱硫效率按下列公式计算

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(6)硫容量按下列公式计算

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3 结果与讨论
3.1 不同催化剂的浓度对硫容量的影响
试验中碱度控制在0.2N,PH在8.5。入口H2S:5%;出口H2S控制在<0.002g/m3;气速在500mL/min,脱硫液用量200mL,温度控制在35±2℃,再生温度40±2℃。改变DSH型高硫容专用催化剂浓度考察对硫容量的影响。

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结果表明,随着DSH型高硫容专用脱硫催化剂浓度的增大,脱硫液的硫容量逐渐增大。但是考虑到实际的消耗量的原因,因此,控制DSH型高硫容专用脱硫催化剂的浓度使用范围在0.5-2g/L。实际应用中可根据工业气体中的H2S的含量、设备条件及对净化度的要求并结合消耗量等因素来调节催化剂浓度以达到工业生产的要求。
3.2 不同催化剂浓度对脱硫效率的影响
试验中碱度控制在0.2N,PH在8.5。入口H2S:5%;气速在500mL/min,脱硫液用量200mL,温度控制在35±2℃,再生温度40±2℃。改变DSH型高硫容专用催化剂浓度考察对脱硫效率的影响。

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结果表明:随着DSH型高硫容专用脱硫催化剂浓度的增大,脱硫效率逐渐增大,催化剂的应用浓度控制在0.5g/L以上是脱硫效率有较大幅度增长,浓度在2g/L时脱硫效率达到最高。因此控制合适的催化剂浓度范围为0.5-2g/L。
3.3 不同碱浓度对副盐产率的影响
试验中入口H2S:5%;气速在500mL/min,脱硫液用量200mL,温度控制在35±2℃,再生温度40±2℃。DSH型高硫容专用催化剂浓度控制在1g/L;初始副盐浓度NaS2SO3:80g/L;NaSO4:30g/L,改变总碱度考察对脱硫副盐增长的影响。

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结果表明:随着碱浓度的增加,脱硫液的PH值也增加,脱硫液中的副盐含量硫代硫酸钠,硫酸钠含量均未在初始的浓度上增加,说明DSH型高硫容专用脱硫催化剂对副盐含量的增长有较强的抑制作用,且并不会应为溶液碱度的过大对副盐增长有影响,该DSH型高硫容专用脱硫催化剂成功的克服了碱度对副盐增长的影响。不受溶液碱度的影响,成功的抑制了副盐的产生。因此该DSH型高硫容专用脱硫催化剂的应用中可以保持较高的碱度。并增强了脱硫能力。
3.4 再生效率和硫浮选效果的测试
3.4.1 再生效率

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试验中DSH型高硫容专用脱硫催化剂1g/L,再生温度为40℃的条件下,通入一定量的H2S气体,经过脱硫然后空气强制再生,观测再生效果。

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如图可知,DSH型高硫容专用脱硫催化剂的再生速率较快,试验经过8min的空气氧化就已经完全再生。
3.4.2 浮选效果
试验采用入口H2S含量在5%标准气体,碱度控制在0.5N,再生温度在40±2℃。考察以600mL/min的气速通入H2S,对通入气量从10L到100L时的悬浮硫含量进行测定。

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结果表明,在通过空气再生浮选的过程中,脱硫液产生大量的带硫气泡,浮选效果很好,脱硫液中的悬浮硫含量也较低,DSH型高硫容专用脱硫催化剂本身具有发泡能力,大量的气泡产生将硫磺带出系统。且硫颗粒较大,易聚集,利于浮选的特点。加强了固-液分离,减少了溶液中单质硫的含量,也在一定程度上降抑制了副反应的生成机率。

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4 总结
东狮公司气体净化研究中心对催化剂的研究开发从未间断,新型的高硫容专用脱硫催化剂的研制成功,是适应市场的需求,也是东狮研究人员不断创新的成果。
新型的高硫容专用脱硫催化剂具有以下功能和特点:
1、对被处理气体H2S的硫容高,净化度高,特别适用于硫化氢含量较高的场合。
2、气体净化度高,可将脱硫后H2S含量脱到超低排放的标准。
3、脱硫过程副反应极低,几乎不增长,并且碱度的增长不会对副盐增长造成影响。
5、脱硫过程析出的硫颗粒大,易分离回收,硫泡沫浮选效果好,回收硫磺纯度高。
6、本产品活性强,硫容高,再生速率快,综合运行成本低。

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