工业废气脱硫技术的选择与应用

工业废气脱硫技术的选择与应用

0无机硫和有机硫气体的排放源硫是地壳中的一个丰富元素。它对经济发展起着重要作用。它涉及生物、工业、农业和其他行业，甚至对污染做出了重要贡献。工业中所排放的含硫气体大体可分为无机硫和有机硫,无机硫主要是指硫化氢(H1湿法硫湿法脱硫主要用于脱无机硫(H1.1ada法ADA法即液相催化法,其主要原理是H1.2烟气旁路脱硫目前石灰石-石膏法已经简易化,与传统工艺相比,其将预洗、吸收以及氧化设备合并,并简化了烟气交换系统,改进了烟气部分旁路。该法脱硫效率接近70%~80%,有效地降低初投资成本。但该法也存在一些待解决的问题:脱除SO目前湿法脱硫技术使用比例占总脱硫技术比例的50%以上,仅石灰石-石膏法就占使用比例的40%左右,由此可见该法在脱硫技术中的地位不可撼动。其工艺也不断完善中,孔华等2固体吸附剂脱硫干法脱硫主要用于脱除无机硫,是将气体通过固体吸附床层进行脱硫。常用的固体吸附剂有活性炭、铁氧化物和氧化铝等。一般脱硫效率只有70%左右。2.1吸附法吸附法脱硫是利用活性固体吸附剂来吸收烟气中的SO2.2氧化法的氧化催化氧化法是利用催化剂将SO3加氢脱硫技术加氢脱硫主要是指硫化物在催化剂的作用下,在氢气气氛下将含硫化合物中的硫转化为硫化氢,进而通过汽液分离、分馏或汽提的方法将硫化氢从反应流出物中去除加氢脱硫需要高氢的环境,这样做对于煤化工、炼油厂等产业是不经济的。因此,加氢脱硫技术不断被改进。比如,SCANFining技术4非引水脱有机硫非加氢脱硫在设备投资和操作的费用上都比加氢脱硫小,而且脱硫精度也相对比较高。4.1脱硫废水的特征吸附脱硫是将硫化物固定在吸附床上,与吸附剂进行流动的接触,从而将硫吸附,常以活性炭、FeSO物理吸附是指利用吸附剂对硫化物进行溶解性脱硫,即相似相溶,但其在脱硫的过程中没有化学反应发生,具有处理量大、再生容易以及操作简单等优点。其中美国Blaek&VeatnPritchardIndustry公司与美国AlcoalIndustrialChemicals公司联合研发的IRVAD技术最为典型化学吸附法以美国Phillips石油公司开发的S-Zorb脱硫工艺另外还有一些技术,包括SARS技术和LADS技术,其中LDAS工艺中的LDA-A吸附剂和LDA-D再生剂是由中国洛阳石化工程公司自主研发的4.2烷基化硫烷基化脱硫工艺是指利用噻吩等硫化物的选择性来完成烷基化反应,使硫化物的沸点提高,最后经蒸馏进行分离。其中H5icts8脱硫生物脱硫(BDS)是利用微生物自身新陈代谢所需要的硫元素,通过酶的作用,将硫化物经生物代谢后除去,是一种新兴的脱硫技术。BDS技术有两条途径,一条称之为Kodama路线,是在两相(油/水)生物反应器中通过酶选择性地氧化硫化合物,使生成的含硫化合物副产品为水溶性的,但这对含硫化合物的基体并无影响。由于是整个含硫化合物都转入水相,所以油品的收率有所下降。另一条称为ICTS8路线,它只脱除油中含硫物的硫原子,即菌种只选择性对C-S键作用,将硫原子氧化成硫酸盐或亚硫酸盐后,转入水相,其它的骨架部分仍留在油相中BDS最大的优点就是利于环保,同时具有反应条件温和、成本费用低、不需要氢气气氛等优点,对传统的脱硫方式是一种很好的补充,用来进行含硫燃料的精加工,以减少燃料含硫气体的排放,从而减少含硫气体对大气的污染,是一种很有应用前景的脱硫技术。虽然生物脱硫理论的研究已有30多年,但以下2个问题需要克服:(1)得到能将石油中不易脱除的硫转变为易于脱除的硫的微生物;(2)开发在经济上有竞争力的大规模生物脱硫过程。6碳基金属的脱硫机理过渡金属羰基金属配合物是指由过渡金属和CO所形成的一类配合物,其根据18电子规则所形成稳定的具有不同核数的一类簇核物。这类含羰基的金属簇核物,是迄今数量最为庞大、催化作用研究得最深、最有应用前途的簇核物。其脱硫机理可从羰基金属的电子效应和羰基金属脱硫结构效应说明,如图1、图2所示从电子效应来看,碳基金属的结构满足以下3个条件:(1)M金属轨道杂化;(2)d孤电子对填充到d轨道;(3)d轨道反馈电子到S的2π*轨道,从而削弱C-S键。从结构效应考虑,满足以下2个条件:(1)必须暴露出三叠层空位和桥位;(2)部分金属原子必须是边缘原子。因此,羰基金属和CO的成键有端基配位和侧基配位两种,无论哪种配位,为了不使中心金属原子上过多负电荷累积,CO分子能够接受中心金属原子反馈送来的d电子的轨道只能是最低未占据的2π反键轨道。正是由于这种反馈π键的结构,可采用羰基金属对硫进行脱除研究综上所述,以上脱硫工艺的优缺点比较如表2所示。7以过渡金属基化合物为催化剂有机硫与无机硫在现在的脱除技术中一般进行分别脱除,但在有机硫的脱除中所转化成的无机硫会同时脱除。以类水滑石为前驱物,焙烧得到的类水滑石衍生复合氧化物在脱除有机硫时能将生成的无机硫同时脱除且效率高,这种催化剂在目前是比较受关注的。而以过渡金属羰基化合物为催化剂对含硫物质进行的脱除,脱除效率高,并且属于新兴的绿色催化剂,没有副产物的产生。由于目前在理论方面的研究越来越前沿,为实验的研究提供了一个方向,不受其一些物理化学性质的局限,因此以过渡金属羰基化合物为催化剂越来越受关注。目前脱硫技术在工业上的应用极其广泛。在众多脱硫