1  栲膠法脫硫化學(xué)反應(yīng)原理
  堿性水溶液吸收H2S。
  Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS    (1)
  五價(jià)釩配合離子氧化HS－析出硫磺，五價(jià)釩被還原成四價(jià)釩絡(luò)離子。
  2V5++HS=2V4++S+H+    (2)
  同時(shí)醌態(tài)栲膠氧化HS－析出硫磺，醌態(tài)栲膠被還原成酚態(tài)栲膠。
  TQ+HS－=THQ+S    (3)
  醌態(tài)栲膠氧化四價(jià)釩配合離子，使釩配合離子獲再生。
  TQ+V4++2H2O=V5++THQ+OH－  (4)
  空氣中氧化酚態(tài)栲膠，使栲膠獲再生，同時(shí)生成H2O2。
  2O2+THQ=TQ+H2O2    (5)
  H2O2氧化四價(jià)釩配合離子和HS－
  H2O2+HS－=H2O+S+OH—    (6)

  氣體中含有CO2、HCN、O2以及因H2O2引起的副反應(yīng)。

  2  栲膠法脫硫栲膠溶液的預(yù)處理
  PYS復(fù)合栲膠脫硫催化劑，栲膠水溶液的膠粘性和易發(fā)泡性對(duì)脫硫和硫磺回收的操作是不利的，它能造成熔硫和過濾困難，致使脫硫液懸浮硫含量增高，副反應(yīng)加劇，消耗增加，脫硫液活性下降。
  未經(jīng)預(yù)處理的栲膠溶液引入系統(tǒng)后會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，盡管隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延續(xù)能逐漸轉(zhuǎn)入正常，但對(duì)生產(chǎn)的影響是不可忽視的。
  按照定組成配制的堿性栲膠水溶液，在定的操作條件下通空氣氧化，消除溶液中的膠粘性及發(fā)泡性，并將其中的酚態(tài)栲膠氧化變?yōu)轷珣B(tài)栲膠的操作過程稱為溶液的預(yù)處理。
  根據(jù)膠體溶液雙電層結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，當(dāng)溶液的pH值升高時(shí)，氫離子濃度降低，吸附層中正離子進(jìn)入擴(kuò)散層，促使顆粒降解，溶液的膠粘性被破壞，當(dāng)溶液加熱并通入空氣氧化時(shí)丹寧發(fā)生降解反應(yīng)，大分子變小，表面活性物質(zhì)變?yōu)楸砻娣腔钚晕镔|(zhì)，溶液的膠粘性變?nèi)跻灾料?，氧化過程中丹寧的酚態(tài)結(jié)構(gòu)變?yōu)轷珣B(tài)結(jié)構(gòu)使溶液具有活性。
  預(yù)處理?xiàng)l件如下：(用Na2CO3預(yù)處理)
  栲膠濃度：10～30g／1
  堿度(Na2CO3)10～25g／1
  氧化溫度：70～90℃
  空氣量：以溶液不翻出制備容器外為準(zhǔn)。

  判斷溶液預(yù)處理是否達(dá)到或滿足脫硫要求，可用檢測(cè)溶液消光值的方法，以穩(wěn)定在0.45左右即為終點(diǎn)。

  3  栲膠法脫硫生產(chǎn)控制條件
  溶液成分：總堿度0.4mol／l Na+
  其中Na2CO3：0.1mol／1Na2CO3(5.0g／l)
  NaHCO3：0.1mol／lNaHCO3(25g／l)
  栲膠：1.0～2.0g／l
  NaVO3：1.0～1.5g／l
  pH值：8.5～9.0
  懸浮硫：0～0.5g／l
  Na2S2O3：0～10.0g／l
  溶液硫含量：0.1g／l
  吸收液氣比：0.1～0.015L／m3
  操作溫度：入脫硫塔氣體溫度30～40％
  液體溫度高于氣體溫度：3～5℃
  再生溫度：35～40％
  熔硫釜加熱溫度：130～150％
  半水煤氣脫硫前H2S≤2g／l
  脫硫后H2S≤0.1g／1
  變換氣脫硫后：H2S≤10mg／l
  噴射再生槽內(nèi)溶液停留時(shí)間：5～10min
  噴射再生槽內(nèi)吹風(fēng)強(qiáng)度：70～120m3／m2·h
  噴射再生槽噴射器噴嘴液速：15～20m／s(既進(jìn)噴射器前的液體壓力應(yīng)≥0.32MPa)
  熔硫釜內(nèi)壓力＜0.8MPa
  消耗參考值：
  堿：1.5～2.0kg／tNH3
  NaVO3(V2O5)、0.02～0.03 kg／t NH3

  栲膠：0.05～0.1 kg／tNH3

  4  栲膠法脫硫副反應(yīng)及生成物與控制
  1)硫化硫酸鹽是H2S在被吸收過程中生成的中間產(chǎn)物HS－在遇氧時(shí)生成的，即(個(gè)吸收反應(yīng)，個(gè)氧化反應(yīng))：
  Na2CO3+H2S+NaHCO3+NaHS
  2NaHS+2O2+Na2S2O3+H2O
  吸收和氧化這兩個(gè)反應(yīng)在吸收塔內(nèi)就完成了。也就是說(shuō)，煤氣中的氧含量越高，其副產(chǎn)物生成的就越多，消耗的堿也就越多。因此控制煤氣中的氧含量，是減少副產(chǎn)物生成的根本。
  2)如果栲膠溶液中的V5+缺少，使HS－的氧化反應(yīng)不能進(jìn)行徹底。
  (NaHS+NaHCO3+NaVO3，NaV2O5+S+H2S+Na2CO3)其中HS—將帶到再生槽內(nèi)與空氣接觸，當(dāng)為提供參加反應(yīng)物氧化時(shí)，就會(huì)有更多的生成硫代硫酸鹽。如果V5+保持足夠量，保證其HS－與V5+的反應(yīng)時(shí)間，也將減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生。
  3)硫氰酸鹽是半水煤氣中氰化氫被溶液吸收與S反應(yīng)生成，其反應(yīng)式為：
  Na2CO3+HCN+NaCN+NaHCO3
  NaCN+S→NaCNS
  生成的硫氫化鹽也要消耗堿。
  要求副產(chǎn)物硫代硫酸鈉和硫氫化鈉分別不要超過100g／l，超過了就要提取副產(chǎn)物，否則，溶液的脫硫能力就會(huì)下降。副產(chǎn)物達(dá)到定濃度就會(huì)影響堿的溶解，甚至析出鹽堿造成堵塞。要想保持脫、硫正常，又不影響副產(chǎn)物，那么勢(shì)必就要扔掉部分溶液，這樣既增加了化工物料的消耗，同時(shí)也造成了環(huán)境污染。因此，改善操作，減少副產(chǎn)物的生成是減輕環(huán)境污染合降低物耗的關(guān)鍵所在。
  溶液成分失調(diào)及控制
  在栲膠脫硫溶液比例失調(diào)時(shí)，NaHCO3不能及時(shí)轉(zhuǎn)換成Na2CO3
  如吸收反應(yīng)式：Na2CO3+H2S→NaHCO3+NaHS
  加V2O5析硫與NaHCO3轉(zhuǎn)換為Na2CO3的反應(yīng)是：
  NaHS+NaHCO3+NaVO3→NaV2O5+S↓+H2S +Na2CO3
  在栲膠脫硫溶液中，栲膠的作用是把V4+氧化成V5+，V5+把HS－氧化成單質(zhì)硫。
  如果V5+在溶液中失去或低于工藝指標(biāo)太多，會(huì)使脫硫液中的NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3太少。為了氣體脫硫合格，勢(shì)必會(huì)往溶液中大量的加Na2CO3，使得NaHCO3在溶液中積累越來(lái)越多。另外。栲膠量少或栲膠質(zhì)量不合格等，不能將催化劑反應(yīng)中的V4+氧化成V5+，V4+容易與O2和單質(zhì)硫生成S-O-V沉淀物，會(huì)使溶液再生不好，顏色成深褐色，活性下降，總堿度也不應(yīng)控制過高，否則會(huì)使Na2S2O3副產(chǎn)物增多，同時(shí)溶液吸收CO2的量也增多。

      6  再生果

  脫硫催化劑的脫硫液的再生受溶液成分、再生溫度、自吸空氣量、溶液在再生槽內(nèi)停留時(shí)間等因數(shù)的影響。般而言，再生溫度控制在40℃左右為宜。溫度過高，副反應(yīng)會(huì)急劇增加，再生槽內(nèi)的硫顆粒因碰撞加劇而長(zhǎng)大下沉，從而通過貧液槽進(jìn)入脫硫塔，易造成填料堵塞；溫度過低，則使主反應(yīng)速度減慢，不利于再生。自吸空氣量大小與再生泵的出口壓力成定正比例關(guān)系，必須保證噴射器液體進(jìn)口處壓力≥0.32MPa。另外，根據(jù)再生槽內(nèi)液量開啟噴射器的臺(tái)數(shù)。(每臺(tái)噴射器允許液量40～50m3／h)溶液在再生槽內(nèi)停留時(shí)不能低于5min。此外，保證再生槽內(nèi)的硫磺沫及時(shí)溢流出來(lái)使十分必要的。

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