克劳斯尾气治理应用络合铁脱硫工艺的效果分析
2021-11-10龙传光
氮肥与合成气 2021年11期
龙传光,向 洛
(1.武汉国力通能源环保股份有限公司, 湖北武汉 430000;2.湖北宜化集团有限责任公司, 湖北宜昌 443000)
络合铁脱硫工艺属于湿法氧化脱H2S技术,其特点为催化剂无毒、一步将H2S转化为单质硫、基本无副盐产生、H2S脱除率达99.9%以上。
在现代煤化工和石油化工中,针对酸性气(如低温甲醇洗酸性气)的处理普遍采用克劳斯硫黄回收工艺,其中煤化工行业采用优克劳斯和超优克劳斯工艺。但克劳斯尾气不能直接达标排放,需配套尾气深度净化脱硫和焚烧装置[1]。
根据环保要求,中石油某炼油厂克劳斯硫黄回收装置于2017年技改立项,在胺液吸收后采用络合铁脱硫工艺。按超低排放指标要求,该装置设计尾气中SO2的质量浓度应低于100 mg/m3。
1 络合铁脱硫工艺原理
利用碱性络合铁催化剂的氧化还原性质,原料气中的H2S直接氧化生成单质硫,络合铁转化为络合亚铁;鼓入空气,以空气氧化催化剂富液中的络合亚铁,将其转化为络合铁,从而再生回用。
1.1 吸收(氧化)反应



1.2 再生(还原)反应

Fe2+氧化再生:

1.3 主要副反应

1.4 总体反应

在总反应中,络合铁离子的作用是将吸收反应中得到的电子在再生反应中转移给单质氧。铁离子作为H2S和O2反应的中间电子传递物在总反应中并不消耗,是催化剂体系的组成部分[2]。
2 工艺流程
络合铁脱硫系统包括吸收—再生、硫黄回收、药剂补充3个部分[3-4]。流程见图1。

图1 络合铁脱硫流程简图
2.1 吸收—再生
来自上游克劳斯胺液吸收后尾气进入到脱硫反应器中,与通过贫液泵送来的再生后络合铁溶液反应,气体中的H2S质量浓度降至5 mg/m3以下,同时H2S被直接氧化成为单质硫,络合铁溶液中的三价铁被还原为二价铁;……
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