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高效液相TRS凈化系統
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前言

硫化氫、硫醇、硫醚等還原態硫(TRS)是多種工業生產過程的副產物,也是大氣污染物排放控制標準中嚴格控制的物質,由于濃度高、嗅閾值低等因素,現有技術很難實現達標排放,制約了很多企業的發展,為此我們迫切地需要尋找一種TRS凈化技術。

一、現有工藝技術分析

現有濕法脫硫技術在廢氣TRS凈化中應用時存在的問題:

1、反應速度慢,硫化氫與脫硫劑反應速度在20秒以上,吸收塔體積大;

2、為達到反應時間,脫硫劑裝填深度大,造成很大壓損;

3、廢氣一般為常壓排放,在現有設備中布氣困難;

4、廢氣中硫化物濃度低,且硫化物一般嗅閾值較低,對脫硫效率要求高。

 

二、TRS凈化技術原理簡介

吸收反應:    R-X(TRS催化劑)+H2S  →  R-HS+HX

                              R-X(TRS催化劑)+YHS(揮發性硫化物)  →  R-HS+YX

再生反應:    R-HS+HX+O2  →  R-X+H2O+S

                       R-HS+YX+O2  →  R-X+HYO+S

該技術利用復合TRS催化劑在常溫下將H2S、硫醇等還原態硫直接轉化為硫單質,省去了傳統工藝中各種氧化環節而直接得到硫磺,反應條件溫和,流程簡單。

關鍵:           快速吸收和快速再生。

                        硫化物與脫硫劑間靠氫鍵結合,提高了選擇性。

TRS催化劑的性能:

                       1、TRS催化劑的硫容為0.5%左右;

                       2、溫度對硫容的影響不大;

                       3、當pH>7時,硫容在0.5%以上,TRS催化劑的pH適應范圍廣;

                       4、選擇性好:不吸收CO2,CO2產生的影響可以忽略;

                       5、TRS催化劑的腐蝕強度弱,年腐蝕效率為0.026mm。

三、工藝流程及設備設計

常規的工藝流程及設備

廢氣一般為常壓排放,而反應塔中脫硫劑為保證去除率裝填高度一般為1.5m,廢氣難以通過或動力設備能耗太高。

環保行業待處理的廢氣中一般都含有氧氣,即吸收和再生幾乎是同步進行的,影響了生產硫磺的粒徑增大,不易分離。

TRS凈化技術的工藝流程及設備

 

  廢氣在引風機作用下進入TRS凈化反應器,在TRS催化劑的作用下,廢氣中的硫化氫被轉化為硫磺得以凈化去除,再經過深度凈化器進一步處理后達標排放。

  TRS催化劑溢流出反應器后進入藥劑循環箱,通過硫沫泵循環回反應器內。運行一定時間后,硫磺顆粒長大到一定粒徑,藥劑循環箱內的富液被泵送至在線離心機分離硫磺,經固液分離且恢復吸收能力的貧液自流回藥劑循環箱內,實現催化劑的循環利用。分離出的硫磺顆粒可深度處理或外賣。

  由于反應過程放熱會蒸發一定水分,因此在藥劑循環箱設置液位計,監控液位的同時與反應器的補水系統聯鎖,低液位自動補充軟化水;分離出的硫磺不可避免的會攜帶一定量的催化劑,造成催化劑的損耗,因此在藥劑循環箱設置有藥劑補充系統,維持系統內循環的有效催化劑量。

  系統進出氣口設置在線檢測分析的VOCs和H2S檢測儀,對凈化效果進行實時監控;反應器前后設置壓力表,監控反應器運行情況;引風機設置變頻控制,滿足風量波動的需求;配置整套PLC系統,實現遠程控制,無人值守。

工藝特點及優勢:

凈化率達95%以上,硫化氫與藥劑的反應在幾秒內完成。
不吸收CO2,CO2產生的影響可以忽略。
脫硫液再生速度快,可在幾秒內完成。
在5℃~80℃的溫度范圍內,吸收反應與再生反應的效率變化不大。
硫化物被吸收后,不會被汽提出。
反應富液再生效率高,僅在固液分離中隨硫磺顆粒帶液而產生少量損耗。
運行過程中除硫磺外,不產生任何其他廢物,無二次污染產生。
TRS凈化反應器: 

待處理廢氣經彎頭導向,以一定速度向下沖擊反應器內液面,形成撞擊區,撞擊區內湍動強烈,氣液兩相間相對速度高,混合作用強,形成氣液混合流。之后廢氣向上反射到微孔網盤區域,氣流在穿過網盤的微孔時得到了高效均勻分布。更重要的,微孔網盤區域縮小了氣流通道,對氣液混合體產生擠壓作用,兩層網盤間的混合腔又擴大了流通通道,下一層網盤進行再次擠壓,在這樣的快速擠壓、擴大、再擠壓的過程中,使液體在高分散、高混合、強湍動以及界面急速更新的狀態下與廢氣接觸,極大地強化了傳質過程,將反應時間縮短到幾秒內。微孔網盤上部氣液混合流呈躍動的水珠狀態,仍存在傳質作用。

 

TRS凈化反應器特點:

布氣效果好:塔內設置微孔填料等結構對廢氣進行高效分配,增強廢氣均布效果;
反應速度快:利用撞擊流、泡膜捕捉、微孔切割、擠壓等原理增強氣液混合效果強化傳質作用,使硫化物與藥劑的反應在幾秒內即能完成;
設備體積小:廢氣停留時間短,均布效果好,縮小了設備尺寸;
設備壓損小:廢氣與液體非浸沒式接觸,設備壓損僅3000-9000Pa左右;
藥劑裝填量小:由于反應速度快,藥劑裝填量大大減少。降低了運行費用;
投資運行成本低:循環量小,設備尺寸小,投資少,用電設備能耗低,藥劑損耗小,運行成本較低。

4、中試試驗數據及裝備

 

結束語

 

   通過對不同濃度、不同工況下含還原態硫化物(TRS)廢氣的小試、中試及工程運行測試,高效液相TRS凈化技術能夠有效地解決高濃度硫化物廢氣難以有效治理的問題,且對于可燃性氣體濃度高的廢氣不存在爆炸性危險,適用范圍廣,凈化效率高,處理效果穩定,投資運行費用與常規方法持平,運行安全穩定,操作維護簡單。

 

 

 

 

 

發表日期:2016-08-23
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