活性炭脱硫剂使用寿命影响因素的分析

文章编号:1000-4416(2002) 04-0365-02

活性炭脱硫剂使用寿命影响因素的分析

魏有福

(陕西兴化集团有限责任公司, 陕西兴平713100)

X

摘要:探讨了活性炭脱硫剂适用的工艺条件, 对活性炭脱硫的设计提出了建议。

关键词:燃气脱硫; 活性炭; 硫容; 再生中图分类号:TU996. 6　　　文献标识码:B

1　引　　言

我公司采用重油制气制合成氨工艺, 原料气脱

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硫先用ADA 法将H 2S 体积分数降到25×10, 然后用干法脱硫将H 2S 体积分数降到1×10以下。原来干法脱硫用ZnO , 由于成本高而改为活性炭, 但使用情况不理想, 使用寿命较短, 差的仅几天, 好的也不到一个月。其硫容还不到5%, 远低于活性炭的使用硫容, 下面分析其原因。

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氨易溶于水, 使活性炭孔隙内表面的水膜呈碱性, 增加了吸收H 2S 的能力, 对脱硫有催化作用。当净化H 2S 时, 氨的用量很少, 一般保持在0. 1～0. 25g P m 即可。一般来说, 煤制气的气体用活性炭脱硫

其中的氨含量足够, 而重油制气、天然气等用活性炭脱硫就需外加氨。

我公司生产的重油制气中不含氧和氨, 而用活性炭脱硫时, 也没有外加氧和氨, 这是活性炭使用寿命短的主要原因之一。

(2) 相对湿度

在常温下脱硫时, 气体的相对湿度对活性炭脱硫有很大的影响。若要达到较高的H 2S 脱除效率, 则要求被净化气体的相对湿度大于70%, 最好被水蒸气饱和。对于脱除有机硫, 水蒸气是参加反应的组分之一。但需注意, 进入活性炭的气体不能带液态水, 否则它会使活性炭浸湿, 活性炭的孔隙被水塞满, 失去脱硫能力。

(3) 脱硫温度

温度对活性炭脱硫的影响比较复杂, 对H 2S 来讲, 当气体中存在水蒸气时, 脱硫的温度范围为27～82℃, 最适宜温度为32～54℃。若温度低于27℃,H 2S 被催化氧化的反应速度比较慢, 温度超过82℃时, 由于H 2S 及氨在活性炭孔隙的表面水膜中

2　使用工艺条件

活性炭脱H 2S 是在氨的催化作用下, 与吸附在活性炭上的氧反应生成硫磺而被脱除。因此原料气

中须含有一定量的氧、氨, 并具有一定的湿度。

(1) 氧和氨的含量在脱硫过程中, 氧与氨都是直接参与化学反应的物质, 对脱除H 2S , 工业生产中氧含量一般控制在超过理论需要量的50%～100%, 或者使脱硫后气体中残余氧的体积分数小于0. 1%。若含H 2S 为1g P m 的工艺气体, 活性炭脱硫时, 要求氧的体积分

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数为0. 05%, 对含H 2S 为10g P m 的气体, 含氧的体积分数达到0. 53%; 一般, 高炉煤气、焦炉煤气、水煤气、半水煤气、发生炉煤气等气体中都含有一定量的氧, 用活性炭脱硫不须用外加氧。而天然气、重油制气等气体中不含氧, 若用活性炭脱硫, 须要外加氧, 以保证氧含量。

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的溶解作用减弱, 也会降低脱硫效果。

3　再生因素

X 收稿日期:2001-05-16

) , 男, 陕西礼泉人, 高级工程师, 大学, 主要从事化肥生产技术管理工作。　　　作者简介:魏有福(1959—

更重要的是使用寿命短, 生产劳动强度大。为此建

议在活性炭脱硫设计方面要注意下列几点。

(1) 坚持活性炭作为精脱硫手段, 入口H 2S 体积分数小于100×10为好。避免把活性炭作为粗脱硫的方法, 否则活性炭使用寿命难以延长。

(2) 活性炭吸附器直径一般为2. 0～2. 5m , 活性炭层高为1. 5～2. 5m , 吸附器用蛭石及石棉水泥保温, 保温层厚150～200mm , 装活性炭时, 在篦子板上先铺放直径40～50mm 的焦炭层约150mm , 然后铺放直径5～10mm 的焦炭层约50mm , 再在小块焦炭层上堆放颗粒状活性炭。在活性炭上面覆盖大块焦炭层约100mm 。

(3) 脱硫线速度应控制在0. 1～0. 15m P s , 空速

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应维持在200～300h 。

(4) 原料气脱硫时, 必须从下至上通过活性炭床层, 再生时的蒸汽流向则相反。脱硫原料气和再生气进口处都应设置气体分布器, 以免吹坏床层, 达到气体均匀通过床层的目的。

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活性炭使用一定时间后, 会失去脱硫能力, 活性炭的孔隙中聚满了硫。用热氨气或过热蒸汽, 使吸附在活性炭中的硫磺升华为硫蒸气被热气体带出, 使活性炭得到再生。我公司使用活性炭脱硫没有再生系统, 使用是一次性的, 但优质的活性炭可再生循环使用20～30次。活性炭再生时应注意下列几点。

(1) 再生气压力控制在0. 10～0. 20MPa , 以增强再生气对活性炭微孔的渗透, 携带气态硫的作用。

(2) 要使活性炭再生彻底, 再生气温度应高于

) , 实际上再生气温度越高硫铵的分解温度(350℃

越好, 一般为450～500℃。

(3) 再生气的线速度应控制为0. 20m P s 。

4　建　　议

过去由于受有关活性炭脱硫的生产总结夸大了活性炭工作处理能力的影响, 使活性炭吸附器的设计尺寸不切实用, 活性炭再生频繁, 再生耗蒸汽多,

E ffect Factor of Service Life of Activated Carbon for Sulphur Rem oval

WEI Y ou -fu

(Shanxi Xinghua Group Co . , Ltd . , Xingping 713100, China )

Abstract :The paper discussed the suitable process conditions of activate carbon for sulfur rem oval. K ey w ords :gas desulfurization ; activated carbon ; sulfur -rem oval capacity ; revivification

(上接第364页)

Application of Insulation Flange and Integrate

Insulation Adapter in G as Engineering

X U G uang -bo , LI Zhen

(Shenzhen Gas Group Co . , Ltd . , Shenzhen 518001, China )

Abstract :This article introduces and analyses the application of insulation flange and integrate insulation adapter. K ey w ords :gas pipeline ; cathodic protection ; electric insulation ; insulation flang ; integrate insulation adapter