Varios pequeños métodos de desulfuración del gas de horno de coque
Una empresa de Shanxi es una empresa privada conjunta de coquización que inició su construcción en agosto de 2003. El horno de coque adopta el avanzado horno de coque de apisonamiento de calor simple y doble pulverización JNDK43-99 de 2x50 orificios de fabricación nacional. La empresa, que entró en funcionamiento en junio de 5438 y febrero de 2004, tiene ahora una capacidad de producción anual de 600.000 toneladas de coque metalúrgico y piezas fundidas de alta calidad. Al mismo tiempo, puede reciclar unas 20.000 toneladas de alquitrán y producir unos 20.000 metros cúbicos de alquitrán. gasolina por hora.
La Primera Planta de Coquización es responsable del suministro de 65.438+ toneladas de gas metanol. Han transcurrido 654,38+08 meses desde que se puso en funcionamiento el sistema de desulfuración a finales de febrero de 2007. Durante este período, confiamos en nuestras propias operaciones estrictas: ajustar cuidadosamente el contenido de los componentes de la solución, comprender las condiciones de operación, fortalecer la regeneración, mantener el valor de pH de la solución dentro del rango apropiado, controlar la temperatura de operación y fortalecer la descarga. Mientras garantizamos el suministro de gas metanol calificado, hemos prestado atención a la producción de sal secundaria. Como todos sabemos, para la desulfuración húmeda utilizando Na2CO3 como fuente alcalina, la reacción principal va acompañada de reacciones secundarias durante la absorción de H2S por la solución de desulfuración. La sal secundaria producida por reacciones secundarias trae muchos problemas a la producción y gestión normales del sistema de desulfuración. Para minimizar este factor desfavorable, seleccionamos el catalizador de desulfuración 888 producido por Changchun Dongshi Kemao Industrial Co., Ltd. Como catalizador de desulfuración especial para la industria del coque, el 888 tiene una alta eficiencia de desulfuración, una baja velocidad de reacción secundaria y una menor producción de residuos líquidos. Tiene las ventajas de una fácil separación del azufre y un bajo consumo de álcalis. La estricta gestión de procesos y operaciones y los catalizadores de desulfuración de alta calidad nos permiten mantener la eficiencia de crecimiento más baja de la sal secundaria y maximizar el ciclo de renovación de la solución. Hace 18 meses que no vertimos líquido de desulfuración. (Esta fábrica no cuenta con equipo de extracción de sal)
El siguiente es nuestro enfoque específico:
1 Equipo principal y parámetros de proceso
Parámetros de proceso:
Capacidad de procesamiento de gas: 32000m? /h
Temperatura del gas del horno de coque de entrada de desulfuración: ≤30 ℃?
Contenido de sulfuro de hidrógeno en el gas de coquería antes de la desulfuración: 4-6g/nm3.
Presión de entrada a la torre de desulfuración: 4-6 kPa
Contenido de sulfuro de hidrógeno en el gas de coquería de desulfuración: ≤20 mg/Nm3.
Resistencia de la torre de desulfuración: ≤1 KPa?
2. Controlar la alcalinidad razonable
Como todos sabemos, un aumento de la alcalinidad dentro de un cierto rango favorece el aumento del grado de disociación del H2S, lo que reduce el H2S molecular en la solución. reduciendo así la solución La presión parcial de H2S sobre la superficie aumenta la fuerza impulsora de absorción de H2S y mejora las condiciones de absorción de H2S. El aumento de la alcalinidad del líquido de desulfuración puede cambiar esencialmente la naturaleza de la absorción de H2S, es decir, la alcalinidad del líquido; El líquido de desulfuración aumenta, la absorción física cambia a absorción fisicoquímica. Cuando la alcalinidad del líquido de desulfuración es lo suficientemente alta y el H2S se disocia junto con la oxidación continua del HS-, la absorción de H2S cambia a absorción física y química, que es un proceso de absorción semiquímico típico. Aumenta la alcalinidad y acelera la reacción. Esto significa que mientras la reacción principal se acelera, las reacciones secundarias también se aceleran. Sin embargo, debido a los requisitos del proceso para exportar gas que contiene H2S, todos han estado operando con alta alcalinidad. Este es un paso inútil para la desulfuración de una sola torre. Al utilizar la desulfuración en serie de dos etapas, bajo la premisa de garantizar que la salida contenga H2S, no se persigue simplemente el efecto del cumplimiento de la primera etapa. El resultado sólo puede ser que la primera etapa funcione en condiciones de alta alcalinidad con reacciones secundarias rápidas, mientras que la segunda etapa funcione con una carga muy baja. Del mismo modo, la alcalinidad aquí ya es muy alta y las reacciones secundarias también son muy rápidas. Además, el valor del pH de la solución también tiene un rango de control estricto. Esto se debe a que el H2S es un gas ácido y sólo puede reaccionar completamente en soluciones alcalinas. Por lo tanto, en nuestra operación real, el valor del pH de la solución debe controlarse por encima de 8,0. De lo contrario, el H2S reacciona en la solución de desulfuración neutra, la velocidad de reacción es lenta y la reacción es incompleta, lo que resulta en una falla de desulfuración y una eficiencia reducida. Cuando el valor de pH de la solución es superior a 9,0, se producirán reacciones secundarias. También preste atención a un sistema de adición de álcali estable y razonable durante la operación. Se debe evitar la adición equilibrada de álcali, especialmente cuando se agrega una gran cantidad de líquido alcalino de alta concentración y alta temperatura al sistema de líquido de desulfuración, lo que provocará una alta alcalinidad local y una alta temperatura del líquido, lo que provocará que la espuma de azufre desaparezca rápidamente. haciendo que las partículas de azufre sean más pequeñas, lo que dificulta la flotación a través de la separación por polimerización. Por tanto, este también es un factor que no se puede ignorar en la formación de sal secundaria. Por lo tanto, la composición de cada componente de la solución debe ser razonable, y la carga de las dos torres debe distribuirse correctamente. El 98% de la tarea de absorción realizada por la primera etapa original debe dividirse en dos etapas, de modo que ambas primeras. La etapa y la segunda etapa pueden funcionar en condiciones de control industrial con una alcalinidad razonable por debajo. Nuestra fábrica adopta una desulfuración en serie de dos etapas.
Según nuestra situación actual, ¿la alcalinidad de las dos torres es razonable y el contenido de H2S en el gas de salida es inferior a 15 mg/Nm? .
3 Controlar la temperatura de funcionamiento adecuada
La desulfuración oxidativa húmeda significa que, bajo una determinada presión y temperatura, el H2S en el gas de carbón se difunde a través de la interfaz gas-líquido y se transfiere de la fase gaseosa a la fase líquida. La concentración de H2S en la fase gaseosa no se puede cambiar, mientras que la concentración de H2S en estado molecular en la fase líquida está controlada por la alcalinidad y la temperatura de la solución de desulfuración, y luego reacciona con la solución de Na2CO3 para formar un nuevo compuesto HS_ , que se oxida en sustancias elementales mediante el oxígeno activo liberado por el catalizador, que sale de la solución. Todo el proceso incluye la disolución del H2S en la solución. La reducción de la temperatura de absorción es beneficiosa para el proceso de absorción de H2S hasta cierto punto, promoviendo la disociación de H2S en la solución de desulfuración, promoviendo así la absorción de H2S. Si la temperatura de la solución de desulfuración es demasiado baja, la solubilidad de H2S y O2 en la solución es relativamente grande, pero la velocidad de la reacción de absorción y la precipitación de azufre disminuyen, lo que afecta directamente el efecto de desulfuración. Además, se altera el equilibrio del sistema de agua en la solución de desulfuración. A medida que disminuye la solubilidad de la sal en la solución, parte de la sal puede cristalizar. Aunque los efectos secundarios son lentos, todavía no es aconsejable. Cuando la temperatura es demasiado alta, la solubilidad del gas H2S en la solución de desulfuración disminuye, lo que reduce la fuerza impulsora de la absorción, lo que conduce directamente a una reducción en el grado de purificación del gas. Al mismo tiempo, la solubilidad del oxígeno en la solución de desulfuración disminuye, lo que afecta directamente la capacidad de transporte de oxígeno del desulfurizador, que no favorece la oxidación y regeneración del catalizador, y el catalizador no se puede reducir por completo. También conducirá a la aceleración de reacciones secundarias (2 nahs+2 O2→Na2S2O3+h2onas 2 o 3+1/2o 2→Na2SO4+S↓), lo que conducirá a la rápida generación de na 2s 2 o 3 y na2so 4, Al acelerar la reacción de precipitación de azufre, hacer que las partículas de azufre sean más pequeñas dificulta su separación mediante polimerización y flotación, lo que es perjudicial para la operación de reducción del azufre suspendido en la solución. Si la temperatura es demasiado alta, también aumentará la corrosividad de la solución. Ajustamos razonablemente la temperatura del gas que ingresa a la torre, distribuimos correctamente la temperatura de la solución de las torres 1# y 2#, controlamos la temperatura del gas dentro de un rango razonable y evitamos los efectos adversos de una temperatura demasiado alta o demasiado baja en el sistema. .
4 Gestión correcta del catalizador
Para oxidar rápidamente el HS- en la solución para obtener azufre elemental, la capacidad de transporte de oxígeno del catalizador-portador de oxígeno y su actividad liberadora de oxígeno juegan un papel importante. papel clave. Por lo tanto, la absorción y disociación de H2S en la fase líquida elimina las limitaciones del equilibrio y juega un papel importante en la conexión del pasado y el futuro, cambiando en última instancia la naturaleza del proceso de absorción de H2S, es decir, la alcalinidad de la desulfuración. La solución aumenta, cambia de absorción física a disociación de H2S. Acompañada de oxidación de HS, la absorción de H2S se transforma en absorción física y química, es decir, un proceso de absorción semiquímico típico, que puede mejorar en gran medida la eficiencia de desulfuración. Debido a su estructura molecular especial, 888 tiene una gran capacidad para absorber y transportar oxígeno. Puede liberar continuamente oxígeno atómico con una fuerte actividad de oxidación en la solución de desulfuración y puede oxidar rápidamente el S2- en el sistema a S0, mejorando así la eficiencia. debido a la alta tasa de oxidación, se reduce la concentración de HS- en la solución de desulfuración y se reduce la cantidad de diversas sales producidas por reacciones secundarias. Desempeña un papel positivo en la reducción de la descarga de líquidos residuales y la reducción de la contaminación. Aire de regeneración y gas de cola. 888 tiene un rendimiento estable y una alta capacidad de azufre. Los granos de cristales de azufre producidos por la flotación de regeneración son grandes y fáciles de separar, lo que reduce la viscosidad del líquido de desulfuración y reduce el azufre suspendido, lo que es beneficioso para la reacción de desulfuración y puede aliviar el aumento. en la resistencia causada por la deposición de azufre en el equipo. Como catalizador, el 888 tiene las características de alta eficiencia de desulfuración, baja velocidad de reacción secundaria, menos líquido residual, fácil separación de azufre y bajo consumo de álcali en las mismas condiciones. ¿Asegúrese de que el H2S en la salida sea ≤20 mg/m? Bajo esta premisa, nuestra concentración de catalizador es generalmente baja y la concentración se controla entre 8 ~ 22 mg/L (el líquido rico en desulfuración proviene de la torre de desulfuración). Además, habrá una persona dedicada responsable de la gestión del catalizador 888, y la dosis se ajustará de manera oportuna de acuerdo con los cambios en las condiciones del proceso, para que el proceso pueda operar de manera razonable y lograr buenos resultados económicos. El catalizador 888 no utilizado con aberturas debe sellarse y almacenarse lejos de la luz para evitar que entren residuos y provoquen contaminación.
5. Mantener bajo el contenido de azufre suspendido en la solución.
La desulfuración, como su nombre indica, consiste en eliminar el azufre elemental de la solución de desulfuración. La regeneración de la solución desulfuradora se realiza principalmente en la torre de regeneración. En este rico líquido de desulfuración, con la ayuda de la catálisis en fase líquida del catalizador 888, HS(1-x) oxida y separa el azufre, y forma una espuma de azufre que flota. El resultado más intuitivo es la calidad de la formación de espuma de azufre. En este momento, si la separación de la espuma de azufre es demasiado completa, la capa de espuma de azufre no se formará fácilmente, se recogerá menos azufre y la capa de espuma será débil.
Si la capa de espuma es demasiado espesa, las partículas de espuma de azufre formadas en este momento son grandes y tienen buena viscosidad, pero no pueden desbordarse con el tiempo, lo que resulta en flotación secundaria y alto contenido de azufre suspendido en la solución. El azufre suspendido en la solución también es uno de los factores que causan reacciones secundarias. Su fórmula de reacción es:
S+O2→SO42-?
S+SO32-→S2O32-?
A medida que aumenta el azufre suspendido en la solución y aumenta la temperatura, el grado de reacción se acelera. Por lo tanto, es necesario controlar el nivel del líquido por debajo de la superficie de desbordamiento de espuma de 10 ~ 20 cm para garantizar un desbordamiento libre y continuo de la espuma. Fortalezca la operación de descarga y mantenga el azufre suspendido en la solución por debajo de 0,9 g/L (líquido de desulfuración rico de la torre de desulfuración) para un funcionamiento estable a largo plazo.
Funcionamiento racional de 6 torres gemelas
La etapa inicial de absorción de H2S en el proceso de desulfuración es un proceso de absorción física controlado por la película de gas. Sus condiciones de equilibrio se rigen por la ley de Henry. por lo que no sólo está sujeto a lo anterior. La influencia de las condiciones de temperatura también está controlada por el contenido inicial y final de H2S en las fases gaseosa y líquida. Obviamente, la absorción gradual proporciona condiciones favorables para controlar la alcalinidad de la solución de desulfuración y la concentración del agente de desulfuración, lo que puede maximizar el grado de disociación y la velocidad de oxidación del H2S en la solución de desulfuración de H2S, reduciendo así la presión parcial de H2S en el superficie líquida. Es beneficioso mejorar la fuerza impulsora de absorción de H2S. En una operación de desulfuración en serie de dos etapas, debido a las diferentes cargas que soporta cada torre, la cantidad de aire requerida para la regeneración de la solución en las dos torres también es muy diferente. Teóricamente, ¿la cantidad de aire necesaria para cada oxidación de 1 kg de H2S a azufre elemental es de 1,57 Nm? Sin embargo, durante el proceso de regeneración, sólo con burbujeo de aire y agitación adecuados, las partículas de azufre pueden agregarse formando espuma de azufre, flotar en la superficie del líquido y separarse. El volumen de aire real es de 8 a 15 veces mayor que el volumen de aire teórico. Si el volumen de aire es demasiado grande y el nivel del líquido se agita seriamente, la espuma polimérica de azufre explotará fácilmente, provocando una flotación secundaria y afectando la calidad del líquido pobre. Si es demasiado pequeño, no se producirá azufre por flotación. Cuando la solución HS_in entra en contacto con el oxígeno, se generará S2O32-. La mayor parte de esta reacción ocurre en la torre de regeneración. Cuando hay suficiente aire en la torre, el contenido de oxígeno disuelto en la fase líquida es alto y el efecto de regeneración es deficiente, el aire oxidará una cantidad considerable de HS_ a S2O32-. La fórmula de reacción es:
2HS_+2O2→S2O32- +H2O
Cuando la temperatura de la solución es mayor y el pH es mayor que 9, la velocidad de reacción se acelera significativamente. Hay demasiado oxígeno disuelto en la solución. Debido a la influencia del volumen de la torre de regeneración y la cantidad de circulación de la solución, habrá un exceso de oxígeno en la solución para participar en la reacción. Si la solución está en contacto con el aire durante demasiado tiempo, se producirá más SO42-. La fórmula de la reacción es:
HS_+H2O+O2→SO42-+H+?
S2O32-+1/2O2→SO42-+S↓
Cuando la temperatura de la solución es alta, la velocidad de reacción se acelera.
Debido a su débil acidez, el HCN en el gas del horno de coque se convierte y absorbe casi por completo cuando entra en contacto con una solución alcalina, formando NaCN, que luego se convierte en NaCNS. La fórmula de la reacción es:
HCN+carbonato de sodio→cianuro de sodio+bicarbonato de sodio
Cianuro de sodio+H2S+1/2 O2→cianuro de sodio+H2O
Cianuro de sodio + sulfito de sodio → cianuro de sodio + sulfito de sodio
Como sal, su solubilidad se ve afectada por muchos aspectos, al igual que la disolución de las sales auxiliares. Cuando se disuelve Na2SO4 en una solución de NaCNS y Na2S2O3, su solubilidad se reducirá considerablemente. Los experimentos muestran que en una solución de NaCNS 1665438, la solubilidad de Na2SO4 es solo 4,1,2 g/L Na2S2O389,3 g/L (es decir, la concentración de las dos sales alcanza aproximadamente 250 g/L).
Es muy importante seleccionar un catalizador con excelentes prestaciones. En función de las características del catalizador, aprovechar su propio potencial en las operaciones. Mientras garantizamos el suministro de gas metanol calificado, continuaremos resumiendo y mejorando las operaciones optimizadas. Hasta el momento, el consumo medio mensual de materias primas es: carbonato de sodio ≤ 0,6Kg/KgH2S, 888 ≤ 0,7g/KgH2S.
Como reacción secundaria, se puede aumentar y controlar la velocidad. Sólo con una buena operación y un control adecuado puede el catalizador 888 aprovechar la baja tasa de crecimiento de su sal secundaria para maximizar el ciclo de renovación de la solución. Durante este período, nos hemos dado cuenta de que el sistema de desulfuración no ha actualizado el líquido de desulfuración durante 18 meses. Todos los indicadores están dentro del rango de control y la resistencia de la torre no muestra signos de aumento, sentando una base sólida para el funcionamiento estable del sistema. .
En resumen, la esencia de la desulfuración oxidativa húmeda es una reacción de oxidación-reducción de múltiples etapas después de la neutralización y la absorción. El proceso es una combinación orgánica de conjuntos funcionales controlados de múltiples unidades y una combinación efectiva del proceso. portador y el cuerpo principal. Mediante la aplicación de tecnología avanzada, fortaleciendo la gestión de procesos, optimizando las condiciones del proceso, estandarizando el ajuste integral efectivo de cada unidad de proceso, dando pleno juego a la función de diseño del cuerpo del proceso, aprovechando su potencial y formando un círculo virtuoso en el que los portadores del proceso fluyen dentro. el cuerpo. Cada fábrica debe, en función de la situación real de la empresa, considerar exhaustivamente varios factores y formular un conjunto de desulfuración adecuado para ella basándose en un análisis y comparación cuidadosos y en investigaciones y demostraciones científicas.