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铁基湿法脱硫工程
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一、络合铁脱硫技术介绍
1、络合铁脱硫技术简介
  络合铁法脱硫技术是一种以络合铁为催化剂的湿式氧化脱除硫化氢的方法,其特点是直接将H2S转变成元素S,处理后的H2S含量小于10ppm,是一种工艺简单、工作硫容高且环保无毒的新型脱硫技术,克服了传统脱硫工艺硫容量低、工艺复杂、副盐生成率高、环境污染严重等弊端,硫磺回收装置尾气可使硫磺回收率达到99.9%。
2.络合铁法脱硫技术的工艺原理
  络合铁脱硫技术是络合铁脱硫化氢成套技术,为脱除硫化氢提供了一种恒温、低成本的运行方法。其化学反应原理是利用空气中的氧气氧化气相中的硫化氢,使硫化氢被氧化为单质硫。其化学反应方程式如式:
H2S + 1/2O2 → H2O + S
络合铁离子水溶液的吸收氧化反应方程式:
H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L)
再生还原总反应方程式:
1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L)
  在总反应中,络合铁离子的作用是将吸收反应中产生的电子释放到再生反应中去,由于每一个单质硫的产生需要消耗两个铁原子,所以在反应过程中,至少提供两个铁原子。由此,铁离子是作为反应物。不过,在总反应中并不消耗铁离子,铁离子是作为硫化氢和氧气反应的催化剂。由于这种双重功能,铁离子络合物一般被定义为催化剂。
在络合铁脱硫工艺中,循环水溶液的pH值是一个非常重要的可变操作因素,因为水溶液可吸收H2S气体的总量****取决于水溶液的pH值,总反应方程式表明反应没有H+离子和OH-离子的净产物生成,所以水溶液的pH值不会产生变化。
由于处理的气相中含有二氧化碳(CO2),尤其是在压力较高时,二氧化碳极易溶于水,会形成碳酸氢盐(HCO3-)和碳酸盐(CO32-),随之发生副反应降低水溶液的pH值。
为了稳定水溶液的pH值,需要在系统中加入氢氧化钾。
通常,较高的pH值能够提高反应效能,会促进硫代硫酸盐离子的形成,减少氧气的吸收,但也阻碍单质硫的凝聚;而过低的pH值会阻碍H2S气体的吸收。所以,控制pH值为8.0-9.0的弱碱性水溶液。
3. 络合铁法脱硫技术的优势
(1)工艺处理过程简单,采用一步法处理工艺即可快速将硫化氢直接氧化为硫单质;对各种不同浓度的H2S,其脱硫后的H2S含量可低于10ppm。
(2)系统的抗波动能力强。
(3)运行成本低。
(4)络合铁催化剂选择性高,无副盐外排。
(5)脱硫工作液硫容量高。
(6)能脱除有机硫COS、硫醇。
(7)设备尺寸小,可有效实现橇装化。
(8)催化剂的安全性高,系统所采用的催化剂对环境及人体无毒无害,具有良好的环保效益。
二、工艺流程说明
1.络合铁脱硫系统具体流程
  从界区外来的含硫化氢气体由下至上经脱硫塔与贫液泵打来的贫液逆向接触,沼气分离液滴后从脱硫塔顶出装置。脱硫塔底部溶液中的三价铁吸收沼气中硫化氢变成二价铁,溶液变成含硫富液由富液泵打入进入再生槽, 与氧化风机鼓入的空气进行氧化。富液中的二价铁经再生风机鼓入的氧气氧化后变成三价铁的贫液,同时,再生槽中的单质硫经各个隔室逐层长大后和部分贫液一起进入沉降槽,硫磺颗粒因为重量沉积到沉降槽锥体底部,上层分离了硫磺的贫液经贫液泵输送到脱硫塔进行脱硫。底部硫磺浆经硫磺浆泵一路送到沉降槽底部进行循环扰动,防止堵塞,当硫磺含量达到一定浓度后,由硫浆泵打开进入板框压滤机进行固液分离,液体回收至系统,硫膏可进行销售。
说明:在络合铁脱硫工艺设计中,由于络合铁吸收剂具有腐蚀性,凡是与络合铁吸收剂接触的设备、管道****采****锈钢。
2.电气及自控系统
  电气自控装置用于给设备供电及系统的自动运行控制。自控装置通常包括PLC系统及各种仪表,就地仪表也可给PLC系统的程序设计提供依据。本项目自控程度可达到自动启停、故障报警、自动加药等控制要求。
三、 环境保护
1.废水排放
  本项目装置中,是需要外界补充水,是无废水产生的。硫磺回收过程是固液分离过程,但分离过程中产生的清液是回收至系统的,是全部回收利用,此外,由于络合铁催化剂对硫化氢转化为硫磺的选择性达到99.9%以上,无副盐产生,不存在要向外排放废水的情况。
2.废气排放
  本项目将有一处气体排放,为再生槽处的再生废空气。再生槽处出来的再生废空气,是在工艺过程中通入的空气,仅仅是空气中的少量氧气与溶液中的亚铁反应发生了消耗,反应过程中没有新的气体成分产生,溶液中也没有有毒、挥发性物质,,是可以安全排放的。
3.废固排放
  本项目是H2S脱除并副产硫磺的过程,本项目副产品硫膏可直接销售,为企业创造附加产值。
4.噪声
  本项目的主要噪声来自生产装置内的机泵及再生氧化的空气风机产生的噪音。

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