888催化劑脫除H2S的工藝條件研究(Ⅰ)

888催化劑脫除H2S的工藝條件研究(Ⅰ)[摘

要]利用自行設(shè)計(jì)的濕法脫硫?qū)嶒?yàn)裝置，較系統(tǒng)地研究了堿源及堿度、催化劑濃度、脫硫溫度等因素對888催化劑zui小硫容的影響。不同堿源及堿度對zui小硫容有較大的影響。當(dāng)采用NaOH為堿源時(shí)可大幅度地提高催化劑的硫容，采用Na2CO3和NaOH混合堿源亦取得顯著的效果。

[關(guān)鍵詞]888催化劑；zui小硫容；脫硫率

0

前

言

888催化劑是三核酞氰鈷磺酸鹽金屬有機(jī)化合物為主體的脫硫催化劑[1]，由于其用量少、脫硫活性高、無毒及優(yōu)越的使用性能，目前已廣泛用于化肥廠、焦化廠、煤氣廠等氣體組分的脫硫，并得到使用工廠的一致好評，并形成了888脫硫法[2]。但888脫硫催化劑活性及影響活性原因的分析在理論上研究不夠，本文通過對影響888使用工藝參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究及分析，以其對實(shí)際應(yīng)用的工藝條件加以驗(yàn)證說明，為888催化劑的進(jìn)一步完善提供了技術(shù)支撐。

1

實(shí)驗(yàn)部分

1．1

實(shí)驗(yàn)原料

888催化劑，

長春東獅科技（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（原長春東獅科貿(mào)實(shí)業(yè)有限公司）生產(chǎn)；模擬氣體(北京海譜氣體公司，H2S1％，N2

99％)；Na2CO3、NaOH、NH4OH、Na2S2O3、KI等均為分析純。

1．2

實(shí)驗(yàn)用分析方法

(1)氣體中H2S含量用硫代硫酸鈉滴定法[3]測定

(2)zui小硫容按下列公式計(jì)算

Smin=U·T·0．01·34／V

(1)

式中：U—H2S氣速，ml／min；

T—吸收時(shí)間，min；

V—脫硫液的體積，ml

1．3

實(shí)驗(yàn)裝置

888脫硫活性評價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。1．4

實(shí)驗(yàn)過程

稱取一定量粉末狀的888催化劑溶于不同濃度的堿中攪拌均勻后即可。反應(yīng)前向催化劑溶液中通入空氣活化4h。

向置于恒溫水浴的脫硫反應(yīng)器中加入已知濃度888溶液250ml，并向吸收瓶中加入0．05mol／LAgNO3溶液150m1，檢查氣密性，向反應(yīng)器中以一定流量通入模擬氣體，當(dāng)吸收瓶中的硝酸銀溶液中出現(xiàn)黑色沉淀時(shí)，關(guān)閉模擬氣體出口閥，記錄時(shí)間，按公式(1)計(jì)算zui小硫容。改變脫硫工藝條件，觀察其對888催化劑脫硫活性的影響。

2結(jié)果與討論

2．1

催化劑888濃度

催化劑濃度的大小對脫硫過程具有重要的影響。不僅關(guān)系到脫硫效率，還影響到過程的經(jīng)濟(jì)性，在堿源為0．2NNa2CO3，脫硫溫度30℃，氣體流速600ml/min，催化劑加入量350ml，改變催化劑濃度所得的zui小硫容數(shù)據(jù)列于圖2中：由圖2可見，隨著催化劑濃度的增大，zui小硫容亦增加，當(dāng)催化劑濃度由20×10－6增到35×10－6時(shí)，zui小硫容增加值為7％。因此在工業(yè)實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)實(shí)際氣體中H2S含量選擇適宜的催化劑濃度。因?yàn)榇呋瘎舛仍龃髸黾用摿虻倪\(yùn)行成本。

2．2堿源及其濃度

選擇適合的堿源及其濃度，不僅可以保證催化劑活性的穩(wěn)定與發(fā)揮，而且還可以使脫硫過程的生產(chǎn)成本得到有效控制。在催化劑為20×10－6，脫硫溫度為30℃，氣體流速600ml／min，催化劑加入量250ml，改變堿源及堿源濃度所測得的zui小硫容的數(shù)據(jù)列于表1中。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，不同種類的堿源對888的zui小硫容有很大的影響，NaOH及其與Na2CO3混合堿具有更高的zui小硫容。Na2CO3次之，氨水為zui小。NaOH及其混合堿具有較高的硫容可能是由于NaOH對H2S的快速吸收所至。反應(yīng)方程式如下：

NaOH+H2S→NaHS+H2O

NaHS+O2

NaOH+S↓

NaOH對H2S的吸收效果優(yōu)于Na2CO3，故在實(shí)際生產(chǎn)中可以考慮使用含有NaOH的混合堿為堿源。

2．3

脫硫溫度

脫硫溫度亦是影響脫硫反應(yīng)的一個(gè)重要的參數(shù)。在堿源為0．2NNa2CO3，催化劑濃度25×10－6，氣體流速600ml／min，催化劑用量250ml條件下，改變脫硫溫度所得zui小硫容的數(shù)據(jù)示于圖3。由圖3可見，隨著脫硫溫度的升高，zui小硫容在逐步增大。雖然溫度升高硫容增加，但實(shí)際上選擇溫度時(shí)還要考慮氣源溫度、氣源H2S含量等因素。在25~45℃范圍內(nèi)硫容能夠滿足生產(chǎn)工藝要求。

2．4氣體流速對zui小硫容的影響

氣體流速的快慢決定著裝置的處理能力。在以0．2NNa2CO3為堿源，催化劑濃度20×10－6、催化劑用量為250ml、溫度為30℃、硫化氫含量為1％下，改變被處理氣體的流量，其對zui小硫容的影響數(shù)據(jù)見圖4。由圖4可見，隨著氣體流速的增大，zui小硫容在增加到一定程度后下降。當(dāng)達(dá)到600ml／min時(shí)zui小硫容達(dá)到zui大值。這說明脫硫過程要有適宜的液氣比。

3

結(jié)

論

利用自行設(shè)計(jì)的濕法脫硫?qū)嶒?yàn)裝置測定了

888催化劑的zui小硫容，探討了堿源及堿度、催化劑濃度、脫硫溫度及氣體流速等對zui小硫容的影響。在這些因素中以堿源及堿度對催化劑zui小硫容影響zui大，其次是溫度，催化劑濃度。氣體流速對zui小硫容也有影響，這可能與氣液接觸時(shí)間相關(guān)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用氫氧化鈉或氫氧化鈉與碳酸鈉混合堿為堿源可明顯