火驅尾氣脫硫工藝技術探析

*李巖 連貴賓 蔣坤鵬 劉冬梅 李學波

(新疆科力新技術發(fā)展股份有限公司 新疆 834000)

火驅尾氣脫硫工藝技術探析

*李巖 連貴賓 蔣坤鵬 劉冬梅 李學波

(新疆科力新技術發(fā)展股份有限公司 新疆 834000)

不斷完善火驅尾氣脫硫工藝,能夠有效提升脫硫的效率,有利于降低硫化氫氣體對生產(chǎn)設備的損害,對提升環(huán)境質量具有重要作用.本文在對干法脫硫工藝和濕法脫硫工藝進行綜合闡述的基礎上,比較了兩種脫硫方法的優(yōu)勢,并結合應用實例,闡述了火驅尾氣脫硫工藝的應用,為合理選擇脫硫方案奠定了良好基礎,希望能為相關人士提供借鑒和參考.

火驅尾氣;濕法脫硫;干法脫硫

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和社會生產(chǎn)力水平的進一步提升,人民群眾對環(huán)境空氣質量的重視程度日益加深,火驅尾氣開發(fā)過程中產(chǎn)生的大量含硫氣體,對空氣質量造成了不良影響,且火驅尾氣中的硫化氫氣體,能夠導致人的中毒和死亡.因此,不斷完善火驅尾氣脫硫工藝技術,具有十分重要的現(xiàn)實意義.

1.火驅尾氣脫硫工藝

(1)火驅尾氣脫硫方法

①干法脫硫工藝

干法脫硫工藝是指將利用固體吸附劑實現(xiàn)對硫化氫等有害氣體的脫除.在采用干法脫硫工藝的過程中,氧化鋁、氧化錳、氧化炭和氧化鋅是主要的固體吸附劑類型,同時,泡沸石和分子篩也具有一定的脫硫作用.現(xiàn)階段,工業(yè)脫硫過程中通常采用金屬氧化物的固體吸附劑吸附的方式,實現(xiàn)對硫化氫氣體的脫除,利用固體吸附劑中的氧化鐵與硫化氫充分反應,生成硫化鐵和水,達到脫除硫化氫的目的.

在脫除火驅尾氣中硫化氫氣體的過程中,采用金屬氧化物和固體吸附劑的脫硫效果尚不能達到相關脫硫標準,脫硫的效率還有待進一步提升,因此,可以通過向固體吸附劑中添加一定量的氧化鋅實現(xiàn)提升脫硫效率的目標,在脫除一定量的硫化氫氣體后,金屬氧化物脫硫固體吸附劑會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象,此時應加入適量的氫氣與其反應,實現(xiàn)吸附劑的再生,增強吸附劑對硫化氫氣體的脫除能力.例如,在利用氧化鐵脫除火驅尾氣中硫化氫氣體的過程中,其化學式為:

在此基礎上,在氧化鐵脫硫的基礎上,加入氧氣的化學式為:

同時,采用活性炭固體吸附劑脫除火驅尾氣中的硫化氫氣體,具有脫硫效率高的優(yōu)勢,但其脫硫成本較高,因此需要加入適量的氧氣與其反應,從而提升脫硫的效果.

②濕法脫硫工藝

濕法脫硫工藝依據(jù)溶液的吸收和再生方法,還可將其具體劃分為化學吸收法、物理吸收法和物理化學中和法三種類型.第一,化學吸收法是指利用堿性化學溶液與硫化氫氣體反應,生成絡鹽,然后通過升溫的方法對絡鹽進行分解,從而實現(xiàn)對硫化氫氣體的脫除.現(xiàn)階段,在脫除火驅尾氣中硫化氫氣體的過程中,通常選用醇胺類堿性試劑,如二乙醇胺和甲基二乙醇胺進行脫硫處理.第二,物理吸收法是指利用硫化氫氣體的分壓效應,采用有機溶劑對火驅尾氣中的硫化氫氣體進行吸收.物理法脫除硫化氫氣體一般選用磷酸三丁酯和聚乙烯乙二甲醚.在脫除硫含量較高的氣體過程中,通常采用物理吸收法,在脫除硫化氫氣體后,還要對其進行進一步分解,將分解出來的硫化氫作為生產(chǎn)的原材料,通過這種方式,能夠實現(xiàn)資源的回收再利用.第三,化學物理中和法是指使用氫氧化鈉與硫化氫氣體反應生成氫氧化鈉,實現(xiàn)脫除硫化氫氣體,在使用氫氧化鈉脫硫的過程中,火驅尾氣中含有的二氧化碳會與氫氧化鈉反應,生成碳酸鈉,降低了火驅尾氣的開發(fā)量,同時,由于硫化鈉和碳酸鈉不能與氧氣反應再生,也增加了處理廢堿液的難度.

(2)火驅尾氣脫硫方法比較

第一,采用干法脫硫,通過利用金屬氧化物固體吸附劑,使其對火驅尾氣中的硫化氫氣體進行吸附,并通過加入氧氣與吸附劑反應,促進吸附劑的再生.該方法具有操作簡單的特點,無需設置增壓系統(tǒng),能夠實現(xiàn)對吸附劑的更換和回收,有效降低了脫硫成本,符合經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需求.

第二,采用化學吸收法,利用堿性制劑與硫化氫氣體進行反應,生成化合物,再對其進行升溫操作,使化合物得到分解,實現(xiàn)對硫化氫的脫除.這種方法具有一定的復雜性,需要對生成的酸性氣體進行脫除.

第三,采用物理吸收法脫硫,應用有機溶劑與硫化氫反應,并在低壓條件下釋放酸性氣體,增強溶液的吸附能力.這種方法對脫硫尾氣壓力處理難度較高,投資成本較高.

第四,采用物理化學中和法,將化學溶液與物理溶液混合在一起,形成新溶劑,實現(xiàn)對硫化氫氣體的脫除.采用物理化學中和法的脫硫成本較高,且需要對脫硫反應生成的酸性氣體作進一步處理,具有流程操作復雜的缺點.

2.火驅尾氣脫硫工藝的應用實例

(1)火驅尾氣脫硫的現(xiàn)場試驗概況及結果

2016年9月初,在某油田進行了火驅尾氣硫化氫氣體脫除的現(xiàn)場試驗,脫硫設備選用油田原有的脫硫塔,在做好試驗的準備工作后,于2016年9月10日到2016年10月10日進行試驗.

火驅尾氣硫化氫氣體脫除現(xiàn)場試驗的相關參數(shù)設置如下:

①本次試驗采用干法脫硫的方式,選用金屬氧化物附體吸附劑作為脫硫劑;②本次研究選用內徑為1200mm的脫硫塔作為現(xiàn)場脫硫裝置,塔內設有一個床層,有效床層部分為Φ1200X2600;③本次試驗平均處理氣體量為1500Nm3/d;④本次除硫劑用量為4.7t;⑤本次試驗所研究的火驅尾氣中硫化氫的含量為10mg/Nm3.

通過分析該油田火驅尾氣脫除硫化氫氣體的現(xiàn)場試驗結果可以看出,經(jīng)過30d的脫硫處理,火驅尾氣中硫化氫的含量為5382mg/m3;平均處理氣體總量為10020m3,單位時間內處理天然氣總量達到1528m3,通過對上述結果進行計算可知,該脫硫塔的脫硫效率達到30%以上,表明該油田的脫硫效率較高,采用干法脫硫具有可行性.

(2)火驅尾氣干法脫硫方案的特點

通過對該油田進行干法脫硫現(xiàn)場試驗,總結干法脫硫的特點主要有以下幾點:

第一,采用干法脫硫具有操作簡單和實施方便的優(yōu)勢,能夠有效降低脫硫工作的一次性投資成本,節(jié)省企業(yè)的脫硫開支.第二,試驗結果表明,采用干法脫硫能夠獲得較高的精度,在脫除硫化氫氣體后,火驅尾氣中硫化氫的含量不足8mg/m3,且在試驗時間內的大多數(shù)時間,硫化氫的含量降至0,符合火驅尾氣脫硫的相關標準.第三,干法脫硫的裝置設置較為簡單,只需要幾臺固定的脫硫塔即可完成,有效節(jié)省了人力和物力資源,同時,當脫硫塔的脫硫劑處于飽和狀態(tài)后,可以依次更換脫硫劑,確保脫硫工作持續(xù)進行,有效提升了脫硫的效率.第四,采用干法脫硫技術不會產(chǎn)生二次污染,達到飽和狀態(tài)的脫硫劑由其生產(chǎn)廠家進行回收,降低了廢渣和廢液的處理難度,防止了廢渣和廢液對環(huán)境的不良影響.綜上所述,在火驅尾氣脫硫的過程中,應首先選用干法脫硫工藝.

結論

通過以上研究發(fā)現(xiàn),在進行火驅尾氣的脫硫過程中,選用干法脫硫工藝,能夠有效提升脫硫的效率,降低脫硫成本,同時,還能夠減少脫硫產(chǎn)生的廢渣和廢液對環(huán)境的不良影響.因此,在進行火驅尾氣的脫硫過程中,可以選用濕法脫硫工藝.

[1]郝艷紅,邱麗霞,王永耀.燃煤鍋爐煙氣脫硫技術經(jīng)濟分析及應用[J].電力學報,2005.

[2]羅傳奎,沈又幸等.大中型燃煤電廠脫硫工藝的確定與技術經(jīng)濟分析[J].動力工程,1999.

李巖(1985-),女,新疆科力新技術發(fā)展股份有限公司;研究方向:油田化學助劑研究及現(xiàn)場實驗.

Technical Analysis of The process Technology of Fire - Driven Tail Gas Desulfurization

Li Yan, Lian Guibin, Jiang Kunpeng, Liu Dongmei, Li Xuebo
(Xinjiang Kelixin Technology Development Co., LTD, Xinjiang, 834000)

The continuous improvement of fire - driven tail gas desulfurization technology can effectively improve the efficiency of desulfurization, which is beneficial to reduce the damage of hydrogen sulphide gas on production equipment and is of great importance to improve the environmental quality. Based on the comprehensive description of dry desulfurization process and wet desulfurization process, the comparison of the two kinds of desulfurization methods advantages, introducing the application of fire - driven tail gas desulfurization technology combined with application examples, this paper provides a good foundation for the reasonable selection of desulfurization scheme, hoping to provide some reference for the relevant personage.

fire-driven tail gas;wet desulfurization;dry desulfurization

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