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液體吸收法進行空氣脫硫

時間:2018年08月01日 來源:本站原創 作者:佚名 瀏覽:

    液體吸收法具有二次污染小,回收利用空間大等特點,是目前各個行業領域應用較多的空氣脫硫技術,主要的核心技術有以下幾個要點。

液體吸收法進行空氣脫硫

    1.吸收劑的選擇與要求:由于硫化氫的水溶液中含電離出的氫離子,以致影響了凈化過程的化學平衡,當pH值增加時,溶解度也會相應地增加,但作為一般規律,吸收能力強的溶劑的再生也是較困難的,所以目前一般不采用強堿性溶液,而大多采用pH值在9——11之間的強堿與弱酸的鹽溶液。

    為了使吸收劑pH值不隨硫化氫吸收后變化過大而影響操作的穩定性,所選用的吸收劑應該是緩沖溶液。常用的緩沖溶液(吸收劑)為強堿弱酸所組成的鹽溶液,如碳酸鹽、硼酸

鹽、磷酸鹽、酚鹽和酚的衍生物、氨基酸等有機鹽以及弱堿溶液,如氨、乙醇胺等。

    對用于物理吸收法的有機溶劑的要求是有機溶劑對硫化氫的溶解度應比水高出數倍,而對氣流中的主要組分(如氫和烴類)的溶解度較低。此外,還應該有很低的蒸氣壓、低私度和低的吸濕性,對普通金屬不蝕,也不會與氣體中其他組分起作用才行。目前國內外常用的有機溶劑有甲醇、膝甲基一2-毗咯烷酮、碳酸丙烯醋、環丁礬等。

    脫硫過程要求吸收劑對S的溶解度大,所以應在低溫高壓下進行吸收。但溫度過低,溶液勃度增大,流動阻力增加,而且化學反應速度也會減慢,反而不利于吸收。再生過程中希望硫的溶解度小,應該在高溫低壓下進行解吸。因此工業上一般是在常溫下吸收,而在常溫或力1:1熱條件下再生;加壓或常壓下吸收,常壓或真空下再生。

    2.弱堿溶液的化學吸收法

    目前工業中廣泛采用的弱堿溶液化學吸收法主要是乙醇胺法。利用乙醇胺易與酸性氣體反應生成鹽類,在低溫下吸收,在高溫下解吸的性質,可以脫除硫化氫等酸性氣體。常用的乙醇胺類吸收劑有一乙醇胺(MEA )、二乙醇胺(DEA)等,并分別稱為MWA法和DEA法。

    從乙醇胺類化合物的結構來看,各種化合物至少都有一個經基和一個氨基,一般認為經基能降低化合物的蒸氣壓并增加在水中的溶解度;而氨基則在水溶液中提供了所需的堿度,以促使對酸性氣體的吸收。

    雖然上述生成物均為固定的化合物(有些將分離并結晶出來),但在正常情況下,它們具有相當大的蒸氣壓,所以平衡溶液的組成隨溶液面上酸性氣體的分壓而變化。由于這些生成物的蒸氣壓隨溫度升高而迅速增加,所以加熱便能使被吸收的氣體從溶液中蒸出。

    對含有COS的氣體,一般使用二乙醇胺(DEA)作為對硫化氫的化學吸收劑。20%——30%的DEA溶液可負荷0.77——1. Omol 硫化氫/mol胺,比MEA溶液高2---2.5倍,DEA溶液的蒸氣壓較低,所以損失較MEA溶液要少i/sm/2;所以DEA法較MEA法投資和運行費用都低。DEA溶液對烴類溶解度較小,由該方法產生的硫化氫氣體中烴類含量<0.5寫,便于回收,凈化程度較高。

    3.堿性鹽溶液的化學吸收法

    采用堿性鹽溶液吸收 硫化氫時,要求硫化氫氣體與吸收液反應而生成的任何化合物必須易于分解,以利于吸收液的再生。一般采用強堿和弱酸的鹽類,這些鹽類使吸收液呈堿性,能吸收酸性氣體,而且由于弱酸的緩沖作用,在吸收酸性氣體時,pH值不會很快發生變化,保證了系統的操作穩定性。此外堿性鹽溶液吸收硫化氫比吸收CO:快,當兩種酸性氣體同時存在時,可以部分地選擇性吸收硫化氫。該類方法所用的吸收液較多,常用的主要為碳酸鈉溶液。

    該方法的主要優點是設備簡單、經濟;主要缺點是一部分碳酸鈉變成了重碳酸鈉而吸收效率降低,一部分變成硫酸鹽而被消耗。用真空蒸餾再生的碳酸鈉溶液吸收硫化氫的方法稱為真空碳酸鹽法,是近年科柏公司提出的。這種改進的西柏法,可把蒸氣需求量減少至約為常壓下的1/6,且回收的硫化氫濃度較高,用途較大。

    4.有機溶液的物理吸收法

    有機溶劑物理吸收的硫化氫在其分壓降低后即可解吸,克服了化學吸收法需在加熱條件下才能解吸的不經濟缺點。大多數有機溶劑對硫化氫的溶解度高于對CO2的溶解度,所以可有選擇性地吸收硫化氫。該法要求硫化氫在氣體中的濃度要高。當被處理氣體的純度要求高時,殘余的硫化氫一般采用化學吸收法再度處理。常用的物理吸收法有冷甲醇法、N一甲基一2-毗咯烷酮法、碳酸丙烯脂法等。

    物理吸收法最簡單的流程,只需吸收塔、常壓閃蒸罐和循環泵。

    5.環丁颯溶液的物理化學吸收法

    環丁礬的特點是兼有物理溶劑和醇胺化學吸收溶劑的特性,其物理特性來自環丁礬(二氧四氫噬吩),而化學特性來自ADIP(二異丙醇胺)和水。在硫化氫氣體分壓高的條件下,

物理環丁颯允許很高的酸性氣體負荷,具有較大的脫硫能力;而化學溶劑ADIP可使處理過的氣體中殘余硫化氫減少到最低值。

    采用環丁礬溶劑脫硫,吸收力強、凈化率高,不僅可脫除硫化氫等酸性氣體,還可以脫除有機硫。由于其吸收能力強,所以溶液循環量低,溶液不易發泡,穩定性較好,使用過程中胺變質損耗少、腐蝕性小,而且溶液加熱再生較容易,耗熱量低,特別當硫化氫分壓高時,該法更為適用。


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