濕法脫硫(栲膠法)
目 錄
一、 原理
二、 生產(chǎn)流程
三、 溶液中各組分作用及指標(biāo)
四、 工藝條件對(duì)生產(chǎn)的影響及要求
五、 副反應(yīng)
六、 腐蝕
七、 安全
八、 噴射再生
一、 原理
1. 吸收:
在吸收塔內(nèi)原料氣與脫硫液逆流接觸硫化氫與溶液中堿作用被吸收:
H2S+Na2CO2=NaHS+NaHCO2
2. 析硫:
在反應(yīng)槽內(nèi)硫氫根被高價(jià)金屬離子氧化生成單質(zhì)硫:
NaHS+NaHCO2+2NaVO2======S2↓+Na2V2O2+Na2 CO2+H2O
同時(shí),生成的低價(jià)金屬離子被醌態(tài)物質(zhì)立即氧化為高價(jià)金屬離子
Na2CO2+HO
Na2V2O+Q(醌)========2NaVO2+HQ(酚)
3. 再生氧化
在噴射再生槽內(nèi)空氣將酚態(tài)物氧化為醌態(tài):
2HQ+1/2O2====2Q+H2O
以上過(guò)程按順序連續(xù)進(jìn)行從而完成氣體脫硫凈化。另有資料和實(shí)驗(yàn)證實(shí),在酚被氧化為醌的同時(shí)有雙氧水生成,故再生氧化也可按下式表達(dá):
2HQ+O2====2Q+H2O2 生成雙氧水
H2O2+V+4 ====V+5+H2O
HS_ +V +5 ====S0↓+V+4
若釩量少則雙氧水將過(guò)剩,從而發(fā)生副反應(yīng):
H2O2+ HS_ S2O2-2
+H2O2 SO2 –2
目前此類(lèi)濕法脫硫只能脫除硫化氫不能脫除有機(jī)硫(但在溶液中添加少量某些物質(zhì)后則可部分脫除有機(jī)硫)。
二、 生產(chǎn)流程
原料氣從吸收塔下部進(jìn)入,自下而上穿過(guò)填料層與從塔頂噴淋下來(lái)的脫硫貧液逆流接觸,將硫化氫脫除,凈化后的氣體從吸收塔頂出去,從塔頂淋下溶液吸收硫化氫后在反應(yīng)槽析硫,然后經(jīng)富液泵打至噴射再生槽與被吸入的空氣作用。溶液被氧化、再生后的貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入循環(huán)槽,再經(jīng)貧液泵打入吸收塔內(nèi)連續(xù)脫硫,同時(shí)硫泡沫從再生槽溢流出來(lái)進(jìn)入泡沫槽。流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。
三、 溶液中各組分作用與指標(biāo)
1. 總堿碳酸鈉、碳酸氫鈉:
溶液中碳酸鈉能與酸性氣體硫化氫作用生成硫氫化鈉,同時(shí)將氰化氫吸收生成氰化鈉。
若溶液硫容為0.2克/升,則碳酸鈉的理論用量為0.63克/升,所以一般碳酸鈉含量大于1克/升就可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。為保證脫硫效率兼顧其它,??刂铺妓徕c為5克/升左右。在常壓下,當(dāng)原料氣中二氧化碳在5-6%時(shí),溶液中碳酸鈉約占總堿度的20%。在一定工藝條件下,總堿高則碳酸鈉含量也相對(duì)較高。
總堿度高有利于再生氧化及析硫。若總堿過(guò)高,則也硫差、原料消耗增加且副反應(yīng)加快,在對(duì)含硫化氫為1-2克/米2的氣體進(jìn)行脫硫時(shí),溶液總堿度在0.4N(21.2克/升)即可。在脫6-7克/米3高硫時(shí),溶液總堿度在0.44N(23.32g/1)就可以了。
溶液在脫硫同時(shí)與原料氣中二氧化碳作用,約有80%的碳酸鈉生成碳酸氫鈉而使碳酸鈉含量降低。碳酸氫鈉的存在使溶液具有一定緩沖性,PH值較穩(wěn)定有利于操作。
2. 酚醌類(lèi)物:
如ADA法中蒽醌二磺酸鈉、MSQ法中對(duì)苯二酚、拷膠法中拷膠的堿性氧化降解物等屬于酚醌類(lèi)物。這些物質(zhì)在溶液中都中間載氧體,較易被空氣氧化為醌態(tài),進(jìn)而氧化低價(jià)金屬離子。
若溶液中酚醌類(lèi)物含量過(guò)少,則溶液活性低,直接影響吸收再生,致使脫硫效率低、消耗高、副反應(yīng)快等,若此物含量過(guò)高,則將氧化過(guò)度,造成副反應(yīng)快、析硫不正常等。不同的脫硫方法其酚醌類(lèi)物含量高低所產(chǎn)生的影響有所差別,所以其指標(biāo)也各異。
3. 偏釩酸鈉(或其它金屬鹽類(lèi)):
變價(jià)離五價(jià)釩能將硫氫根迅速氧化析硫,并具有一定緩蝕作用,當(dāng)溶液再生充分時(shí),貧液中釩酸鹽大部分以五價(jià)形式存在,從而保證析硫反應(yīng)順利進(jìn)行。若溶液中偏釩酸鈉含量過(guò)少,則副反應(yīng)加快,析硫反應(yīng)變慢、影響脫硫效率;若含量過(guò)高,則因析硫過(guò)快而致使硫顆粒變小,不利于硫泡沫的分離,肯釩損失也相對(duì)增大,一般情況偏釩酸鈉含量為1-1.5克/升。
四、 工藝條件對(duì)生產(chǎn)的影響及其要求
1. 原料氣組分:
(1) 氧含量要少,以保證安全生產(chǎn),并能減少副反應(yīng)。一般要求O2≤0.4%
(2) 二氧化碳含量一般較穩(wěn)定。若含量過(guò)高(如變換氣脫硫等),將消耗較多碳酸鈉,使溶液PH值下降,不利于硫化氫的吸收,并對(duì)再生有不良影響。應(yīng)測(cè)出其含量,作為調(diào)節(jié)總堿度的依據(jù)之一。
(3) 半水煤氣、焦?fàn)t氣中含有氰化氫,與堿液接觸時(shí)生成氰化鈉和硫氰化鈉而消耗堿。故應(yīng)測(cè)出其含量,以調(diào)整堿度并能預(yù)估出原料消耗等情況。
(4) 不同原料氣中硫化氫含量差別很大。生產(chǎn)負(fù)荷的大小,一方面取決于氣量大小,另一方面于硫化氫含量有關(guān)。應(yīng)較準(zhǔn)確地測(cè)出其含量范圍值,以便調(diào)整溶液組分、再生情況和操作條件等。
(5) 一般濕法脫硫不能脫除有機(jī)硫,但其在后工序變換中將會(huì)轉(zhuǎn)化為硫化氫,同樣不利于生產(chǎn)。測(cè)出有機(jī)硫含量可為以后提供參考。
2. 脫硫系統(tǒng)壓力(吸收塔):
在吸收塔內(nèi)原料氣壓力增加時(shí),二氧化碳和硫化氫在脫硫液中溶解度均增加,有利于硫化氫吸收,二氧化碳和硫化氫被吸收的反應(yīng)機(jī)理如下:
Na2 CO2+CO2+H2O 2NaHCO3
Na2 CO2+HS -Na2HCO2+NaHS (O) S0
當(dāng)溶液中二氧化碳增至一定量后,其吸收反應(yīng)速度變慢,不利影響趨于穩(wěn)定;溶液經(jīng)再生時(shí),二氧化碳可部分被空氣氣提出來(lái)。硫化氫被碳酸鈉吸收的反應(yīng)速度會(huì)隨原料氣壓力的升高加快,所以在常壓脫硫時(shí)原料氣壓力高些有利(至于中壓脫硫和高濃度二氧化碳?xì)饷摿驎r(shí)壓力的影響另論。)
3. 溶液溫度:
當(dāng)溶液溫度過(guò)低時(shí),吸收和析硫反應(yīng)速度均降低,將影響脫硫效率,且不利于水平衡(溶液被衡釋?zhuān)?。若溶液溫度過(guò)高,則硫化氫氣體在脫硫液中溶解度下降,致使吸收推動(dòng)力小、凈化度低;同時(shí)空氣(氧)溶解度小,不利于再生氧化,還會(huì)造成生成硫代硫酸鈉副反應(yīng)加劇,析硫反應(yīng)較快,硫顆粒細(xì)不利過(guò)濾分離。溶液的腐蝕性也隨溫度升高而加重。為此,溶液溫度控制在40℃左右為宜,一般情況下在30-50℃范圍內(nèi)生產(chǎn)基本正常。在脫硫塔下部原料氣進(jìn)口和硫泡沫加熱器等處要經(jīng)常檢查溫度是否在指標(biāo)之內(nèi),否則將產(chǎn)生不利影響。
4. 溶液循環(huán)量:
在溶液組份適宜的情況下,當(dāng)氣量大、硫化氫含量高時(shí),為保證脫硫效率合格,應(yīng)適當(dāng)增加溶液循環(huán)量,即增大液氣比和噴淋密度,并應(yīng)考慮保證溶液在反應(yīng)槽析硫時(shí)間和在再生槽氧化時(shí)間,故循環(huán)量大小要兼顧。另外,吸收和再生液量要平衡,富液要全部再生,以防止溶液走短路。為節(jié)省動(dòng)力,可適當(dāng)提高溶液各組分含量,使溶液具有較高硫容,然后適當(dāng)減少溶液循環(huán)量。
實(shí)際溶液循環(huán)量的大小,要依理論計(jì)算和生產(chǎn)實(shí)踐得出。
5. 再生空氣量(噴射再生):
當(dāng)空氣吸入閥全部打開(kāi),則再生空氣增加。吹風(fēng)強(qiáng)度高,有利于溶液再生氧化,從而保證了脫硫效率。減少了副反應(yīng)發(fā)生并使硫泡沫浮選好、氣提二氧化碳較充分。但空氣量過(guò)大,則硫泡沫不穩(wěn)定、硫浮選分離差,若空氣量長(zhǎng)期過(guò)大,則溶液電位將偏高,會(huì)使硫酸鈉增長(zhǎng)加快。在一定程度上再生吸入空氣量要隨生產(chǎn)負(fù)荷的大小而相應(yīng)增減(因受設(shè)備條件限制吸入空氣量的多少只能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié))。在調(diào)節(jié)時(shí),只能用開(kāi)大關(guān)小空氣吸入閥的辦法。而不應(yīng)關(guān)小溶液閥,經(jīng)保證硫泡沫浮選分離度防止硫沉積。一般實(shí)際空氣吸入量應(yīng)為理論空氣量的12-15倍。
五、 副反應(yīng)
在脫硫生產(chǎn)過(guò)程中除了主反應(yīng)外,同時(shí)還伴隨有碳酸氫鈉、硫代硫酸鈉、硫酸鈉、硫氰酸鈉等鹽類(lèi)生成的副反應(yīng)發(fā)生。
1. 原因:
(1) 原料氣中二氧化碳是酸性氣體,能與堿作用發(fā)生如下反應(yīng):
Na2 CO2+CO2+H2O====2NaHO3
根據(jù)傳質(zhì)速率方程: Na====KG.F.ΔPm
式中:Na——吸收速率. F.——吸收界面積
KG——總氣相傳質(zhì)系數(shù) ΔP——塔底、頂CO2分壓平均推動(dòng)力
當(dāng)其它因素都不變時(shí),如提高P CO2(氣相)或降低P CO2(液相)的平衡分壓,則因ΔPm變化值增大而使其吸收速率增加。在脫硫原始開(kāi)車(chē)時(shí),溶液中全部為Na2 CO3。隨著吸收CO2反應(yīng)迅速進(jìn)行,溶液中Na HCO3 逐漸增加。當(dāng)吸收CO2 的量與再生過(guò)程中解析CO2的量平衡時(shí),則液相中Na 2 CO3和NaHO3的濃度維持不變。一般常壓脫硫中,若原料氣中CO2量5-6%、溶液總堿度為0.4N(以Na 2 CO3,計(jì)為21.2克/升時(shí),則NaCO3量在5-6克/升。Na HCO3量在25克/升左右。在加壓脫硫過(guò)程中,因操作壓力較高(如1.8兆帕),CO2溶液濃度也較高(CO223%左右,從而使ΔPm推動(dòng)力加大。致使液相中Na 2 CO3將大幅度下降,一般只占總堿度的5-10%而大部分為Na HCO3。
(2) 在當(dāng)硫氫根與氧接觸時(shí),將生成硫代硫酸鹽:
2HS-+2O2====S2O32-+H2O
此反應(yīng)大部分在再生槽內(nèi)發(fā)生。因槽內(nèi)空氣充足,液相中溶解氧含量高,當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷較重而再生效果又較差時(shí),貧液電位較低,被吸收下來(lái)的硫化氫未能在反應(yīng)槽內(nèi)全部氧化為單質(zhì)硫,而有相當(dāng)量的硫氫根進(jìn)入氧化槽被空氣氧化為硫代硫酸鹽。當(dāng)溶液溫度高于60℃、PH值大于9時(shí),此副反應(yīng)速度增加(一般液溫在46℃±2℃、PH值在8.8左右,故問(wèn)題不明顯)。原料氣中含有少量氧,在吸收塔內(nèi)也將有硫代硫酸鈉生成(一般氧含量在0.4%故此影響較?。?。
(3) 若液中溶解氧量過(guò)高、溶液空氣接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等,則將會(huì)有較多的硫酸鹽生成。其反應(yīng)為:HS-+ H2O ====SO2-+H+
S2O2+O22-====SO22-+S0↓
當(dāng)溶液溫度較高時(shí),此副反應(yīng)速度加快。
(4) 原料氣氰化氫具弱酸性,在與堿液接觸時(shí),幾乎全部被吸收,生成氰化鈉,并進(jìn)一步生成硫氰化鈉。其反應(yīng)式為:
2HCN+Na2CO3====2NaCN+H2O+CO2
2HS-+2CN-+1/2O2====2CNS-+H2O
CN-+S2O2-====SO2-+CNS-
Na2CO+2HCN+2S====2NaCNS+H2O+CO2
此副反應(yīng)嚴(yán)重與否主要取決于原料氣中HCN含量的高低。
(5) 溶液中的懸浮硫也是發(fā)生副反應(yīng)的原因之一,其反應(yīng)式為:
S+SO32-====S2O32- S+O====SO4=
S+6OH-====2S=+S2O32-+3H2O
其程度將隨硫顆粒的變?。蛄P∫讕щ姾汕冶砻娣e大,具較高活性),懸浮硫量的增加以及液溫升高而反應(yīng)加快。
4H2O2+2HS-====S2O3=+5H2O
S2O3=+H2O2====SO3=+H2O
(6)在再生氧化過(guò)程中,溶液中的酚被空氣氧化為醌的同時(shí),有一定量的雙氧水生成,若此時(shí)液中釩量過(guò)少,則因雙氧水過(guò)剩而發(fā)生如下副反應(yīng):
4 H2O2+2HS-====S2O32-+5H2O
S2O32-+ H2O2====SO22-+H2O
(7)在高溫熔硫時(shí),硫與堿及其它物質(zhì)反應(yīng)較迅速,有大量副鹽生成,其中以硫代硫酸鈉及硫氧根副反應(yīng)為主:
2Na2S2O3+S====Na2S+Na2S2O3
S0+6OH-====2S=+S2O3=+3H2O
4Na2S2O3====3Na2SO3+Na2S+4S
2. 副反應(yīng)的影響和危害:
(1) 因吸收H2S是Na2CO3來(lái)完成的,所以如碳化反應(yīng)嚴(yán)重,液中Na2CO3含量過(guò)低,將影響脫硫效率,并因溶液PH降低而使再生溶液吸氧差,對(duì)析硫不利。
(2) 若副反應(yīng)嚴(yán)重,則堿耗劇增。有時(shí)雖在量補(bǔ)堿也難以維持堿度在指標(biāo)之內(nèi),直接影響吸收和再生,造成生產(chǎn)被動(dòng)和生產(chǎn)成本增加。
(3) 當(dāng)硫酸鈉鹽類(lèi)增長(zhǎng)至一定值時(shí),溶液對(duì)設(shè)備腐蝕加劇。由于硫酸鈉溶解度低、故天冷時(shí)易析出結(jié)晶堵塞管路。
(4) 當(dāng)溶液中副鹽總量很高時(shí),溶液粘度、比重增加,致使動(dòng)力消耗加大且影響傳質(zhì)和傳熱,不利吸收和再生。
(5) 溶液中副鹽高還會(huì)加快硫代硫酸鹽的生成,降低硫的回收率等。
3 解決辦法:
(1) 由于碳酸鹽和碳酸氫鹽的生成是可逆反應(yīng):
HCO3-+H2O====H2CO3+OH-====H2O+CO2↑+OH-
鑒于吸收的客觀條件無(wú)法改變,所以降低溶液中Na2HCO3提高Na2CO3 含量主要靠再生來(lái)完成。目前噴射再生較理想,再生氧化效率高,且氣提效果顯著,能降低溶液中CO2的物理溶解量。因而使NaHCO3能較快轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3。
對(duì)于加壓脫硫來(lái)說(shuō),如有條件應(yīng)使從吸收塔底流出的富液先經(jīng)過(guò)敞口反應(yīng)槽,減壓釋放出大量溶解的CO2后再進(jìn)行再生,其效果要好的多。
(2) 隨時(shí)調(diào)節(jié)溶液組分含量,適當(dāng)加強(qiáng)再生,使溶液電位穩(wěn)定在適宜范圍內(nèi)。保證富液在反應(yīng)槽內(nèi)停留一定時(shí)間,盡量減少進(jìn)入再生系統(tǒng)之液中硫氫根的量。在保證溶液再生較好的前提下,應(yīng)減少空氣與溶液接觸的時(shí)間。
(3) 注意溶液中各組分含量適當(dāng)。操作條件適宜,使析出硫磺顆粒大,并加強(qiáng)過(guò)濾、降低液中懸浮硫量。
(4) 保證溶液溫度適宜,既保證了吸收和再生反應(yīng)正常,又降低了副反應(yīng)速度。
(5) 原料氣中氧含量應(yīng)≤0.4%。
(6) 未經(jīng)處理的熔硫廢液最好不回收。因其含有副鹽量較高,回收后系統(tǒng)內(nèi)溶液副鹽量?jī)艏眲≡黾?。再者若回收時(shí)廢液處理不當(dāng),將會(huì)引起系統(tǒng)內(nèi)溶液嚴(yán)重發(fā)泡,致使溶液大量溢出造成損失。
(7) 當(dāng)溶液中副鹽量過(guò)高(NaCNS≧80克/升,Na2SO2≧80克/升,Na2S Na2SO2O3150克/升)時(shí),應(yīng)進(jìn)行處理。一般是連續(xù)分批提出部分溶液,抽真空加熱濃縮、再冷卻,析出副鹽結(jié)晶,然后濾除。當(dāng)濾液中副鹽量低于指標(biāo)再加入系統(tǒng)內(nèi)。若為了簡(jiǎn)便,也可在天冷時(shí)排出一定量液,降溫使Na2SO4析出結(jié)晶(含結(jié)晶水),再將溶液加入系統(tǒng)內(nèi)。此法主要對(duì)除Na2SO4有效。
(8) 對(duì)于生成硫氰化鈉的副反應(yīng)目前還無(wú)法消除(氰化投對(duì)以后工序也有一定影響、應(yīng)予脫除)。而其它副反應(yīng)也只能盡量減少,但不能絕對(duì)完全消除。當(dāng)副反應(yīng)生成率較低,又因熔硫及其它各方面溶液部分損失時(shí),溶液中副鹽含量較低、并較穩(wěn)定。
六、 腐蝕
1. 原因:
(1) 化學(xué)腐蝕:在吸收塔底、氣液相部位,因硫化氫含量較高、在水蒸汽存在下與鐵作用生成疏松的硫化亞鐵。此硫化亞鐵在溶液及氣流的機(jī)械沖刷下剝落,如此反復(fù)進(jìn)行使腐蝕加劇。
(2) 電化學(xué)腐蝕(有水及電解質(zhì)存在時(shí)發(fā)生的腐蝕)
① 氧濃差電池設(shè)備內(nèi)硫的疤下部位濃度低,此為陽(yáng)極,其它部位為陰極,構(gòu)成原電池。
② 氧濃差電池,使硫疤下H+富集酸性增加。
③ 氫去極化腐蝕硫化氫與鐵作用生成硫化亞鐵,同時(shí)有氫產(chǎn)生。而氫氯滲透力強(qiáng)。發(fā)生硫化物破裂——?dú)浯唷?/p>
④ 溶液中氯根高也會(huì)加重腐蝕。
⑤ 在液相部位,若液中電解質(zhì)硫酸鈉高于40克/升,懸浮硫高及局部溶液較長(zhǎng)期不流動(dòng)都會(huì)發(fā)生較重腐蝕。當(dāng)硫權(quán)鈉含量達(dá)80克/升或更高時(shí)則設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。
2. 發(fā)生腐蝕的部位及相對(duì)程度:
一般在硫泡沫槽內(nèi)積硫處吸收塔氣液相界面部位、反應(yīng)槽內(nèi)及有死液部位腐蝕較重,再生槽次之,循環(huán)較輕。所產(chǎn)生的腐蝕基本上是不均勻的點(diǎn)腐蝕。
不同的脫硫方法其腐蝕情況有所差別,一般腐蝕較重部位年腐蝕率在0.3-0.5毫米/年左右,輕者在0.05-0.1毫米/年左右。
3. 緩蝕作用:
溶液中的釩酸鹽及某些成份具有一定的緩蝕性,但當(dāng)溶液中硫酸鹽及懸浮硫較高時(shí),即使再提高釩及某些物質(zhì)的含量,其緩蝕作用也不明顯。
4.減輕腐蝕及防腐辦法:
(1) 為保證溶液再生好,且又能減輕腐蝕應(yīng)盡量減少副反應(yīng)硫代硫酸鈉生產(chǎn),同時(shí)要保證液中有適量的釩酸鹽。力求防止氧化過(guò)度空氣與溶液接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),以盡量減少硫酸鈉的大量生成。溶液中硫酸鈉含量應(yīng)嚴(yán)格控制在40克/升以下,越低越好。
(2) 保證溶液組分含量適宜,使析硫顆粒較大,便于分離,并加強(qiáng) 以盡量降低液中懸浮硫。
(3) 所用的設(shè)備管道內(nèi)的溶液應(yīng)保持小流動(dòng)或定期排放,防止硫磺沉積。
(4) 于易發(fā)生嚴(yán)重腐蝕的部位,在開(kāi)車(chē)前應(yīng)徹底打砂防腐(若是 防腐效果則差)。
(5) 若有條件,脫硫系統(tǒng)應(yīng)用雜質(zhì)少的水來(lái)配制溶液,并作為補(bǔ)充用水。
七、 安全:
1. 車(chē)間允許有害物最高含量及其危害:
(1) 氰化氫劇毒,進(jìn)入人體內(nèi)能產(chǎn)生絡(luò)合性很強(qiáng)的CN-,它能抑制人體內(nèi)多種酶的活性,尤其是能迅速與氧化型細(xì)胞色素氧化酶中Fe3+生成固定的[Fe(CN)6]3- ,使其喪失傳遞氧的能力,人體將因組織缺氧而驟然死亡。HCN的允許量視為零。
(2) 一般認(rèn)為一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合力強(qiáng),使血液攜氧能力下降,造成人體缺氧中毒,近期資料及實(shí)驗(yàn)證明,一氧化碳中毒主要是它可能直接作用于腦神經(jīng)細(xì)胞,使生物氧化系統(tǒng)機(jī)能產(chǎn)生障礙的結(jié)果或其它有害物質(zhì)聯(lián)合作用而致毒。CO的允許含量為≤30毫克/米3
(3) 硫化氫對(duì)腦神經(jīng)呼吸血管運(yùn)動(dòng)中樞致毒,且累積中毒,危害嚴(yán)重。H2S的允許含量為≤10毫克/米3
(4) 二氧化硫遇水后生成亞硫酸,對(duì)呼吸道刺激強(qiáng)烈,使氣管、支氣管發(fā)炎并刺激角膜等,SO2的允許含量為≤20毫克/米3
(5) 五氧化 二釩粉塵煙塵均能?chē)?yán)重刺激呼吸道,使支氣管擴(kuò)張,嚴(yán)重時(shí)造成肺水腫,心跳加快等。因煙塵可長(zhǎng)時(shí)間飄浮在空中,故危害更大。其允許最高含量為(粉塵)≤0.5毫克/米3 (煙塵) ≤0.1毫克/米3
2.動(dòng)火安全分析指標(biāo):
CO+H2≤0.5%(若單一存在時(shí)也應(yīng)≤0.5%)
O2:19-21%
3.重點(diǎn)防犯措施:
(1) 吸收塔底液易夾帶煤氣進(jìn)入反應(yīng)槽,而此槽敞口故易形成在爆炸界限之內(nèi)的煤氣空氣混合氣,十分危險(xiǎn)。故在反應(yīng)槽上部和附近要嚴(yán)禁動(dòng)火。并防止一氧化碳中毒。
(2) 在搬運(yùn)和溶解五氧化二釩時(shí),一定要戴防塵口罩、手套,動(dòng)作要輕。在溶大量釩時(shí)要戴長(zhǎng)管面具,若使用偏釩酸鈉則無(wú)此中毒問(wèn)題。
(3) 熔硫過(guò)程中可產(chǎn)生大量二氧化硫,在放熔硫廢液時(shí)有大量硫化氫逸出,操作時(shí)要站在上風(fēng)處,加強(qiáng)通風(fēng)。如條件應(yīng)將硫廢液加經(jīng)處理再排放,經(jīng)減少環(huán)境污染。
(4) 若以對(duì)苯二酚等作為中間載氧體應(yīng)減少直接接觸,防止中毒。
八、 噴射再生
1. 工作原理:
噴射器應(yīng)用于氣——液傳質(zhì)過(guò)程。具有充分利用并流原理的優(yōu)點(diǎn),脫硫液以高速通過(guò)噴射器的噴咀形成射流。此射流產(chǎn)生局部負(fù)壓吸收空氣。此時(shí)由于兩相流體立即被高速分散而處于高度湍流狀態(tài),所——液接觸面大大增加,且不斷更新。因此使傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)展極為迅速。即脫硫液能被快速有效在再生氧化。此過(guò)程在文丘里管內(nèi)完成,同時(shí)硫泡沫的浮選在槽內(nèi)進(jìn)行。
2. 優(yōu)越性:
因噴射再生氧化效率高、故貧液中醌態(tài)物質(zhì)比例高、五價(jià)釩高、脫硫效率高,又因溶液中硫氫根少,空氣與溶液接觸時(shí)間短,故副反應(yīng)少,原料消耗低,溶液腐蝕性小。另外,還具有硫泡沫浮選好、硫回收率高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)噴射器設(shè)計(jì)合理,操作條件適宜時(shí),一般自吸空氣量可滿(mǎn)足再生要求,不必再鼓入空氣,故節(jié)省動(dòng)力。因噴射再生設(shè)備較矮小,且簡(jiǎn)單,故基建費(fèi)用低,并便于操作和檢修。在操作時(shí)只要調(diào)節(jié)部分空氣吸入閥開(kāi)度即可容易在控制再生情況。實(shí)踐證明,噴射再生明顯優(yōu)于氧化槽再生和高塔再生。濕法脫硫只有應(yīng)用噴射再生才能取得滿(mǎn)意的效果。然而,不同的噴射器,再生效果相差很大、應(yīng)予注意。
3. 適宜的操作條件:
(1) 噴咀處溶液流速
對(duì)于自吸空氣噴射器而言、噴咀處液壓在3.5-4.0兆帕?xí)r相應(yīng)溶液射流速度為20-25米/秒(不同噴射器有所差別)。若噴咀處溶液流速過(guò)小,則吸入空氣量少,再生氧化效率低。在一定范圍內(nèi)空氣吸入量隨噴咀處液流速度撫養(yǎng)加而增加,但液速過(guò)大則再生效率將有所下降,且動(dòng)力消耗增大。噴咀液速與脫硫效率的關(guān)系如圖2所示。
(2) 再生空氣量:
一般濕法脫硫應(yīng)用噴射器進(jìn)行溶液再生氧化所需空氣量,大約為理論空氣用量的12-15倍。實(shí)踐證明,空氣量控制在高限效果較好。除再生氧化外還應(yīng)考慮到硫泡沫浮選、氣提等作用。一般講,再生氧化效率隨空氣與溶液比值的增加而提高。但當(dāng)超過(guò)某一界限時(shí),再生氧化效率會(huì)有所下降。氣、液比與再生效率的關(guān)系如圖3所示。
噴射再生吸入空氣量可通過(guò)吸氣閥開(kāi)度大小進(jìn)行調(diào)節(jié)(一般情況下閥門(mén)全開(kāi))
4. 可能發(fā)生的問(wèn)題及解決辦法:
經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)期運(yùn)轉(zhuǎn)后,在噴射器內(nèi)壁將有不同程度的硫垢生成使再生液量下降,自吸空氣量減少,溶液的再氣氧化效果降低,造成生產(chǎn)被動(dòng)。另外,泵葉輪、管道等也有垢生成。使打液量下降,噴頭內(nèi)液壓下降,造成液流速降低。
對(duì)上述問(wèn)題可用風(fēng)速表來(lái)檢測(cè)吸入空氣量是否明顯減少,也可根據(jù)生產(chǎn)情況進(jìn)行判斷。
當(dāng)確定噴射器堵塞較重時(shí),可先將有問(wèn)題的噴射器進(jìn)液閥關(guān)死,拆下噴頭前短節(jié),取下噴頭,用特制的工具(如鋼絲刷、扁頭鏟等)進(jìn)行清理。
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