安钢高炉煤气精脱硫技术工业实践

结合当前环保形势和政策背景,分析了高炉煤气的典型特点和主流工艺路线,提出预处理水解和兰炭吸附的工艺组合,阐述了该工艺的技术原理和工业实践情况,该技术的应用和推广将带来广泛的环境效益和经济社会效益。

高炉煤气精脱硫工艺选择及设备优化

基于国内北方某高炉新增脱硫设施工程建设实例,对比分析微晶吸附、水解催化-干法脱硫以及水解催化-湿法脱硫三种工艺的技术特点。结合项目施工场地条件、建设及运行费用等因素,综合考虑选择水解催化-湿法脱硫工艺对现有煤气系统进行改造。针对煤气脱硫塔易偏流的现象,设计了三种不同煤气入塔管道连接方案,并采用流体仿真软件对脱硫塔内流场进行模拟分析,结果表明采用切向入口连接方式,可使塔体内气流分布均匀,增加煤气与吸收液接触时间,提高脱硫效率。

钢铁行业高炉煤气精脱硫技术应用现状和未来趋势研究

高炉炼铁处于长流程钢铁冶炼生产工艺中的关键环节,高炉煤气是炼铁过程副产的重要二次能源,通常在高炉热风炉、轧钢加热炉和自备电厂煤气发电等生产工序进行燃烧利用。高炉煤气精脱硫技术的工程应用作为钢铁行业进行源头减排的典型实施方案具有非常重要的意义,国家与地方相关部门对于高炉煤气脱硫技术的应用也明确提出了最新要求。结合高炉煤气组分复杂、工况波动的特征和硫组分形态不同、有机硫为主的含硫特点以及不同脱硫技术的主要特点,重点分析了针对煤气中硫化氢的脱除方法、羰基硫的脱除方法以及硫化氢和羰基硫的一体化脱除方法,并通过对近年来钢铁行业高炉煤气精脱硫技术的工程应用现状调研,进一步对高炉煤气精脱硫技术后续的研发方向和工程应用等方面提出了几点建议。

脱酸技术在高炉煤气水解脱硫工艺中的应用

根据现有的前端高炉煤气水解脱硫工艺中存在水解使用寿命低的问题,提出了在高炉煤气布袋除尘前进行脱酸处理。介绍了两种脱酸处理工艺:1)5%的氢氧化钠溶液经泵加压后通过喷枪喷射在布袋除尘前管道;2)液态有机胺溶液在汽化装置进行汽化,汽化后的气体喷射在布袋除尘前管道,两种脱酸工艺均可以将高炉煤气中的大部分酸性物质进行脱除,酸性脱除率>90%。工业应用表明,脱酸工艺对布袋除尘器出灰未受影响,工艺运行成本低,装置运行稳定,占地面积小,延长了水解催化剂的使用寿命,具有广阔的应用前景。

小型高含硫天然气净化装置的设计与运行总结

天然气的安全且高效开发对于助力四川盆地千亿立方米级天然气产能基地建设具有重要意义。结合四川某处理规模500 dam^(3)/d的天然气净化装置的设计与现场运行情况,对原料气中有机硫的深度脱除与直接氧化转化催化剂的应用进行了分析与总结。结果表明:脱硫溶剂UDS-3能有效脱除硫醇类物质,结合低温羰基硫水解工艺,净化气总硫满足国家标准GB 17820—2018《天然气》的要求,尾气采用直接氧化转化+后碱洗工艺可实现烟气的达标排放。

高炉煤气精脱硫技术干扰因素及应用现状

在超低排放政策的引领下,高炉煤气精脱硫技术的开发和应用已日趋成熟。结合钢铁企业高炉煤气精脱硫技术工程案例的调查和研究,总结出高炉煤气精脱硫过程中存在的干扰因素,并对主流工艺的应用现状进行概括和分析,旨在为钢铁企业精准选择合适的工艺路线提供参考。

宝钢含硫烟气超低排放工艺制定

为加快污染排放的源头治理,实现钢铁行业烟气超低排放,宝钢综合自身的煤气管网特点及场地现状,对煤气成分、燃料结构和脱硫工艺进行分析后,采用水解法脱硫工艺高效脱除焦炉煤气介质中的有机硫和无机硫,实现煤气源头脱硫治理。

高炉煤气精脱硫工艺线的选择

介绍典型高炉煤气的组分及硫化物含量,分析主流脱硫工艺的特点,采取源头控制方法,提出“预处理+水解催化+干法脱硫”精脱硫工艺路线,为钢铁企业实现超低排放提供可靠技术保障。

高炉煤气羰基硫催化水解过程影响因素

目前对高炉煤气脱硫进行源头控制,有利于推进钢铁行业全流程超低排放改造。高炉煤气脱硫的难点是羰基硫(COS)的脱除,针对高炉煤气温度波动频繁、压力大、组分复杂等排放特征,采用氧化铝催化剂催化水解COS,考察了温度、氯离子、粉尘和氧气对羰基硫水解转化率的影响,并分析了各因素对COS水解的影响程度以及影响机理。结果表明,温度对COS催化水解的效率影响最为显著,温度由50℃升高到150℃时,水解效率由49%增加到90%,较高温度有利于COS水解反应的发生;Cl^(-)使催化剂比表面积降低20.1%,孔容积降低40.0%,Cl^(-)使催化剂失活包括2方面,一是减少了水解催化剂表面碱性中心,二是堵塞催化剂孔道、覆盖部分活性位点,Cl^(-)的失活作用最显著;高炉煤气中纳米级粉尘会堵塞催化剂孔道,使催化剂比表面积降低43.5%,孔容积降低60.0%,随着粉尘的累积,水解效率明显下降;O_(2)体积分数为0.5%时,随着反应时间的延长,水解效率由85%降至82%,没有明显下降,但当O_(2)体积分数提高到1%时,水解效率由85%降至66%,O_(2)体积分数升高后硫沉积的抑制作用明显。水解催化剂的抗氯、抗粉尘、抗氧是需重点关注的因素,工业上可采取在水解前预脱除多组分,以减少高炉煤气杂质对COS水解效率的影响。

高含硫天然气净化技术现状及研究方向

高含H2S和CO2的"双高"天然气净化技术面临天然气气质和尾气排放标准的双重挑战,脱除有机硫,减缓溶剂变质。进一步提高硫磺回收装置总硫回收率是"双高"天然气净化技术面临的主要问题。在回顾国内外高含硫天然气脱硫脱碳和硫磺回收技术现状的基础上,分析了现有高含硫天然气净化技术存在的问题,即硫、碳含量"双高"天然气净化脱硫溶剂循环量大、装置能耗高、脱硫溶液易变质、新标准下硫磺回收尾气排放难以达标和硫磺回收装置效率难以提升等,进而提出了物理溶剂脱硫脱碳技术、天然气脱硫脱碳溶剂变质与复活技术、高效H2S直接氧化工艺技术和天然气中COS水解技术等新的研发方向,以期形成适用于"双高"天然气净化的系列配套技术,助推我国高含硫天然气的高效开发。

负载型γ－Al_2O_3催化剂对有机硫的水解性能

以γ－Ａｌ＿２Ｏ＿２为载体制备了含不同活性组分的负载型催化剂，考察了它们对ＣＳ＿２的水解能力。结果表明，Ｐｔ－Ｐｄ／Ａｌ＿２Ｏ＿３在大于１５０℃下可使ＣＳ＿２水解效率达９９％以上。

废铅酸电池铅膏脱硫的研究

以尿素溶液浸出废铅膏中硫酸铅(PbSO_4),经化学转化生成易于分解的碳酸铅(PbCO_3),实现废铅酸电池的回收利用。分析反应温度、反应时间和尿素的实际用量/理论用量对尿素体系脱硫率的影响,对产品进行XRD和SEM分析。当反应温度为105℃、反应时间为6h及尿素用量A/T为5时,脱硫率可达到60%以上;尿素脱硫反应的进行由铅膏表面缓慢展开,可实现PbSO_4向PbCO_3的转化。

噻吩水热裂解平衡计算及反应过程分析

采用乘子法 ,结合Gibbs自由能最小的概念 ,计算注蒸汽热采地层条件下 ,噻吩水热裂解反应体系的平衡组成 .根据实验数据和计算结果分析反应过程 ,认为噻吩水热裂解过程中发生了水解、热解、加氢脱硫、加氢饱和及水煤气转换等反应 .平衡计算结果表明 ,当水 /噻吩摩尔进料比小于 4时 ,提高进料比有利于脱硫 ,并生成更多气体 ;提高反应温度、降低反应压力有利于提高气体产量 ,但不利于脱硫 .当水 /噻吩摩尔进料比大于 4时 ,噻吩平衡转化率达 10 0 % ,温度、压力、进料比对平衡组成的影响很小 .

二硫化碳和羰基硫水解反应及催化剂研究进展

近年来,随着环保法规的日趋严格和人们环保意识的不断增强,减少含硫化合物向大气中的排放变得迫在眉睫。本文综述了过去几十年在脱硫工艺方面取得的进展,并介绍了在开发有效脱除二硫化碳和羰基硫催化剂方面所作出的重大发现,最后对未来新型催化剂的研究方向进行了展望。

合成甲醇原料气精脱硫中羰基硫水解催化剂的工业应用研究

羰基硫水解催化剂用于５万ｔ／ａ合成甲醇的原料气精脱硫，至今已运行了１０个月。结果表明，含１－１００ｍｇ／ｍ￣３羰基硫的原料气，在温度为１００—２１０℃、空速为３０００—６０００ｈ￣（－１）、压力为２．７ＭＰａ下，通过固定床反应器；羰基硫在催化剂上的水解转化率可达９０％以上。在整个运行期间，催化剂活性保持稳定、具有强的抗硫酸盐化中毒的性能。

IGCC电站脱硫系统中的羰基硫水解工艺

介绍某IGCC(整体煤气化联合循环)电站净化单元脱硫系统中羰基硫(COS)水解器的水解工艺。对COS水解器的启动方式和运行工况进行优化,在试验研究的基础上给出了COS水解器运行的最佳条件:床层温度180℃,空速1 451 h-1,工艺气冷却器出口原料气温度50～60℃。在此工况下运行,COS水解转化率可达92.5%。此外,分析COS水解器运行中常见问题,指出必须严格控制原料气中氧气和水蒸气的含量。

不同水解条件下Ti-MCM-41介孔分子筛的合成及其催化氧化脱硫性能

采用改进后的水热合成法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与氢氧化钠的混合溶液为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,合成Ti-MCM-41分子筛。分别考察了水解合成温度(30℃、60℃)、添加醇类络合剂抑制TBOT水解对其合成的影响。使用XRD、SEM、TEM等手段对分子筛催化剂样品进行了表征,发现合成的分子筛均有规则的长程有序六方介孔结构,30℃下合成的样品的结晶度和长程有序性更好,在催化剂用量为0.1g/10mL(油)、脱硫时间30min、脱硫温度40℃的实验条件下,60℃下水解合成的分子筛脱硫率达到96.7%。实验结果表明,晶格缺陷多、长程有序性差有利于脱除柴油中的硫。

天然气脱硫工艺羰基硫水解催化剂失活研究

为研究羰基硫水解催化剂的失活机理,对PG新剂及旧剂进行了表征。低温氮气吸脱附实验表明:PG新剂比表面积大于330m^(2)/g,使用后催化剂比表面积降低20%以上,平均孔径增大,孔体积略有减小。SEM(扫描电子显微镜)照片表明:新鲜剂表面颗粒形貌均匀,失活催化剂比表面积减小,孔体积减小,孔道变大。XRD(X射线衍射)结果表明:PG新剂主要由AlO(OH)和Al_(2)O_(3)两种晶相构成,使用后催化剂除AlO(OH)相外,均新增Al(OH)_(3)相,且随床层高度下移,Al(OH)_(3)衍射峰强度逐渐削弱。XRF(X射线荧光法)结果表明:PG新剂主要组成为氧化铝和少量氧化钠,反应后催化剂上积聚了一定量的含碳、氮和硫的物质,且氧化钠的含量有所降低。CO_(2)-TPD(CO_(2)程序升温脱附)结果表明:PG新剂上存在丰富的弱碱性中心,而反应后催化剂上硫等杂质的沉积导致弱碱性中心数量显著减少。

丙烯常温精脱硫剂的性能

介绍了齐鲁石化公司研究院开发研制的QSJ -0 1型COS水解催化剂和QTS -0 1型常温脱硫剂用于丙烯常温精脱硫的研究及侧线试验情况 ,小试及侧线试验表明 ,这两种脱硫剂在常温下能有效脱除丙烯中的硫化物 。

丙烯常温液相精脱硫剂的性能及应用

介绍了化工部西北院开发研制的Ｔ－９０７型ＣＯＳ水解催化剂和Ｔｃ－２２型常温脱硫剂用于丙烯常温液相精脱硫的研究及工业应用情况。小试及工业应用考核表明，这两种脱硫催化剂在常温下能有效脱除液相丙烯中的硫化物，当丙烯含硫（Ｈ２Ｓ＋ＣＯＳ）＜１５ｐｐｍ时，１０～４０℃下，经两种催化剂串联处理后的丙烯总硫含量＜０．１ｐｐｍ，其性能均达到国外同类产品水平，且制备工艺简单，强度好，成本低，可广泛应用于液相丙烯的精脱硫。