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鐵基濕法脫硫工程
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一、絡合鐵脫硫技術介紹
1、絡合鐵脫硫技術簡介
  絡合鐵法脫硫技術是一種以絡合鐵為催化劑的濕式氧化脫除硫化氫的方法,其特點是直接將H2S轉變成元素S,處理后的H2S含量小于10ppm,是一種工藝簡單、工作硫容高且環保無毒的新型脫硫技術,克服了傳統脫硫工藝硫容量低、工藝復雜、副鹽生成率高、環境污染嚴重等弊端,硫磺回收裝置尾氣可使硫磺回收率達到99.9%。
2.絡合鐵法脫硫技術的工藝原理
  絡合鐵脫硫技術是絡合鐵脫硫化氫成套技術,為脫除硫化氫提供了一種恒溫、低成本的運行方法。其化學反應原理是利用空氣中的氧氣氧化氣相中的硫化氫,使硫化氫被氧化為單質硫。其化學反應方程式如式:
H2S + 1/2O2 → H2O + S
絡合鐵離子水溶液的吸收氧化反應方程式:
H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L)
再生還原總反應方程式:
1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L)
  在總反應中,絡合鐵離子的作用是將吸收反應中產生的電子釋放到再生反應中去,由于每一個單質硫的產生需要消耗兩個鐵原子,所以在反應過程中,至少提供兩個鐵原子。由此,鐵離子是作為反應物。不過,在總反應中并不消耗鐵離子,鐵離子是作為硫化氫和氧氣反應的催化劑。由于這種雙重功能,鐵離子絡合物一般被定義為催化劑。
在絡合鐵脫硫工藝中,循環水溶液的pH值是一個非常重要的可變操作因素,因為水溶液可吸收H2S氣體的總量****取決于水溶液的pH值,總反應方程式表明反應沒有H+離子和OH-離子的凈產物生成,所以水溶液的pH值不會產生變化。
由于處理的氣相中含有二氧化碳(CO2),尤其是在壓力較高時,二氧化碳極易溶于水,會形成碳酸氫鹽(HCO3-)和碳酸鹽(CO32-),隨之發生副反應降低水溶液的pH值。
為了穩定水溶液的pH值,需要在系統中加入氫氧化鉀。
通常,較高的pH值能夠提高反應效能,會促進硫代硫酸鹽離子的形成,減少氧氣的吸收,但也阻礙單質硫的凝聚;而過低的pH值會阻礙H2S氣體的吸收。所以,控制pH值為8.0-9.0的弱堿性水溶液。
3. 絡合鐵法脫硫技術的優勢
(1)工藝處理過程簡單,采用一步法處理工藝即可快速將硫化氫直接氧化為硫單質;對各種不同濃度的H2S,其脫硫后的H2S含量可低于10ppm。
(2)系統的抗波動能力強。
(3)運行成本低。
(4)絡合鐵催化劑選擇性高,無副鹽外排。
(5)脫硫工作液硫容量高。
(6)能脫除有機硫COS、硫醇。
(7)設備尺寸小,可有效實現橇裝化。
(8)催化劑的安全性高,系統所采用的催化劑對環境及人體無毒無害,具有良好的環保效益。
二、工藝流程說明
1.絡合鐵脫硫系統具體流程
  從界區外來的含硫化氫氣體由下至上經脫硫塔與貧液泵打來的貧液逆向接觸,沼氣分離液滴后從脫硫塔頂出裝置。脫硫塔底部溶液中的三價鐵吸收沼氣中硫化氫變成二價鐵,溶液變成含硫富液由富液泵打入進入再生槽, 與氧化風機鼓入的空氣進行氧化。富液中的二價鐵經再生風機鼓入的氧氣氧化后變成三價鐵的貧液,同時,再生槽中的單質硫經各個隔室逐層長大后和部分貧液一起進入沉降槽,硫磺顆粒因為重量沉積到沉降槽錐體底部,上層分離了硫磺的貧液經貧液泵輸送到脫硫塔進行脫硫。底部硫磺漿經硫磺漿泵一路送到沉降槽底部進行循環擾動,防止堵塞,當硫磺含量達到一定濃度后,由硫漿泵打開進入板框壓濾機進行固液分離,液體回收至系統,硫膏可進行銷售。
說明:在絡合鐵脫硫工藝設計中,由于絡合鐵吸收劑具有腐蝕性,凡是與絡合鐵吸收劑接觸的設備、管道****采****銹鋼。
2.電氣及自控系統
  電氣自控裝置用于給設備供電及系統的自動運行控制。自控裝置通常包括PLC系統及各種儀表,就地儀表也可給PLC系統的程序設計提供依據。本項目自控程度可達到自動啟停、故障報警、自動加藥等控制要求。
三、 環境保護
1.廢水排放
  本項目裝置中,是需要外界補充水,是無廢水產生的。硫磺回收過程是固液分離過程,但分離過程中產生的清液是回收至系統的,是全部回收利用,此外,由于絡合鐵催化劑對硫化氫轉化為硫磺的選擇性達到99.9%以上,無副鹽產生,不存在要向外排放廢水的情況。
2.廢氣排放
  本項目將有一處氣體排放,為再生槽處的再生廢空氣。再生槽處出來的再生廢空氣,是在工藝過程中通入的空氣,僅僅是空氣中的少量氧氣與溶液中的亞鐵反應發生了消耗,反應過程中沒有新的氣體成分產生,溶液中也沒有有毒、揮發性物質,,是可以安全排放的。
3.廢固排放
  本項目是H2S脫除并副產硫磺的過程,本項目副產品硫膏可直接銷售,為企業創造附加產值。
4.噪聲
  本項目的主要噪聲來自生產裝置內的機泵及再生氧化的空氣風機產生的噪音。

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