山東帕克環(huán)保工程有限公司

 前言：硫化氫、硫醇、硫醚等還原態(tài)硫（TRS）是多種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)物，也是大氣污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格控制的物質(zhì)，由于濃度高、嗅閾值低等因素，現(xiàn)有技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，制約了很多企業(yè)的發(fā)展，為此我們迫切地需要尋找一種高效TRS凈化技術(shù)。

一、現(xiàn)有工藝技術(shù)分析

現(xiàn)有濕法脫硫技術(shù)在廢氣TRS凈化中應(yīng)用時(shí)存在的問(wèn)題：

1、反應(yīng)速度慢，硫化氫與脫硫劑反應(yīng)速度在20秒以上，吸收塔體積大；

2、為達(dá)到反應(yīng)時(shí)間，脫硫劑裝填深度大，造成很大壓損；

3、廢氣一般為常壓排放，在現(xiàn)有設(shè)備中布?xì)饫щy；

4、廢氣中硫化物濃度低，且硫化物一般嗅閾值較低，對(duì)脫硫效率要求高。

二、TRS凈化技術(shù)原理簡(jiǎn)介

吸收反應(yīng)：    R-X（TRS催化劑）+H2S  →  R-HS+HX

                              R-X（TRS催化劑）+YHS（揮發(fā)性硫化物）  →  R-HS+YX

再生反應(yīng)：    R-HS+HX+O2  →  R-X+H2O+S

                       R-HS+YX+O2  →  R-X+HYO+S

該技術(shù)利用復(fù)合TRS催化劑在常溫下將H2S、硫醇等還原態(tài)硫直接轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)，省去了傳統(tǒng)工藝中各種氧化環(huán)節(jié)而直接得到硫磺，反應(yīng)條件溫和，流程簡(jiǎn)單。

關(guān)鍵：  快速吸收和快速再生。

         硫化物與脫硫劑間靠氫鍵結(jié)合，提高了選擇性。

TRS催化劑的性能：

            1、TRS催化劑的硫容為0.5%左右；

              2、溫度對(duì)硫容的影響不大，溫度適應(yīng)范圍廣；

            3、當(dāng)pH＞7時(shí)，硫容在0.5%以上，TRS催化劑的pH適應(yīng)范圍廣；

             4、選擇性好：不吸收CO2，CO2產(chǎn)生的影響可以忽略；

             5、TRS催化劑的腐蝕強(qiáng)度弱，年腐蝕效率為0.026mm。

三、工藝流程及設(shè)備設(shè)計(jì)

廢氣一般為常壓排放，而反應(yīng)塔中脫硫劑為保證去除率裝填高度一般為1.5m，廢氣難以通過(guò)或動(dòng)力設(shè)備能耗太高。

環(huán)保行業(yè)待處理的廢氣中一般都含有氧氣，即吸收和再生幾乎是同步進(jìn)行的，影響了生產(chǎn)硫磺的粒徑增大，不易分離。

TRS凈化技術(shù)的工藝流程及設(shè)備

　　廢氣在引風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入TRS凈化反應(yīng)器，在TRS催化劑的作用下，廢氣中的硫化氫被轉(zhuǎn)化為硫磺得以凈化去除，再經(jīng)過(guò)深度凈化器進(jìn)一步處理后達(dá)標(biāo)排放。

　　TRS催化劑溢流出反應(yīng)器后進(jìn)入藥劑循環(huán)箱，通過(guò)硫沫泵循環(huán)回反應(yīng)器內(nèi)。運(yùn)行一定時(shí)間后，硫磺顆粒長(zhǎng)大到一定粒徑，藥劑循環(huán)箱內(nèi)的富液被泵送至在線離心機(jī)分離硫磺，經(jīng)固液分離且恢復(fù)吸收能力的貧液自流回藥劑循環(huán)箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)催化劑的循環(huán)利用。分離出的硫磺顆粒可深度處理或外賣(mài)。

　　由于反應(yīng)過(guò)程放熱會(huì)蒸發(fā)一定水分，因此在藥劑循環(huán)箱設(shè)置液位計(jì)，監(jiān)控液位的同時(shí)與反應(yīng)器的補(bǔ)水系統(tǒng)聯(lián)鎖，低液位自動(dòng)補(bǔ)充軟化水；分離出的硫磺不可避免的會(huì)攜帶一定量的催化劑，造成催化劑的損耗，因此在藥劑循環(huán)箱設(shè)置有藥劑補(bǔ)充系統(tǒng)，維持系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的有效催化劑量。

　　系統(tǒng)進(jìn)出氣口設(shè)置在線檢測(cè)分析的VOCs和H2S檢測(cè)儀，對(duì)凈化效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；反應(yīng)器前后設(shè)置壓力表，監(jiān)控反應(yīng)器運(yùn)行情況；引風(fēng)機(jī)設(shè)置變頻控制，滿足風(fēng)量波動(dòng)的需求；配置整套PLC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，無(wú)人值守。

工藝特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：

凈化效率高、吸收快：凈化率達(dá)95%以上，硫化氫與藥劑的反應(yīng)在幾秒內(nèi)完成。

選擇性好：不吸收CO2，CO2產(chǎn)生的影響可以忽略。

再生速度快：脫硫液再生速度非常快，可在幾秒內(nèi)完成。

溫度適應(yīng)性強(qiáng)：在5℃～80℃的溫度范圍內(nèi)，吸收反應(yīng)與再生反應(yīng)的效率變化不大。

穩(wěn)定性好：硫化物被吸收后，不會(huì)被汽提出。

損耗量小：反應(yīng)富液再生效率高，僅在固液分離中隨硫磺顆粒帶液而產(chǎn)生少量損耗。

無(wú)二次污染：運(yùn)行過(guò)程中除硫磺外，不產(chǎn)生任何其他廢物，無(wú)二次污染產(chǎn)生。

TRS凈化反應(yīng)器： 

    待處理廢氣經(jīng)彎頭導(dǎo)向，以一定速度向下沖擊反應(yīng)器內(nèi)液面，形成撞擊區(qū)，撞擊區(qū)內(nèi)湍動(dòng)強(qiáng)烈，氣液兩相間相對(duì)速度高，混合作用強(qiáng)，形成氣液混合流。之后廢氣向上反射到微孔網(wǎng)盤(pán)區(qū)域，氣流在穿過(guò)網(wǎng)盤(pán)的微孔時(shí)得到了高效均勻分布。更重要的，微孔網(wǎng)盤(pán)區(qū)域縮小了氣流通道，對(duì)氣液混合體產(chǎn)生擠壓作用，兩層網(wǎng)盤(pán)間的混合腔又?jǐn)U大了流通通道，下一層網(wǎng)盤(pán)進(jìn)行再次擠壓，在這樣的快速擠壓、擴(kuò)大、再擠壓的過(guò)程中，使液體在高分散、高混合、強(qiáng)湍動(dòng)以及界面急速更新的狀態(tài)下與廢氣接觸，極大地強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程，將反應(yīng)時(shí)間縮短到幾秒內(nèi)。微孔網(wǎng)盤(pán)上部氣液混合流呈躍動(dòng)的水珠狀態(tài)，仍存在極高的傳質(zhì)作用。

 TRS凈化反應(yīng)器特點(diǎn)：

布?xì)庑Ч茫核?nèi)設(shè)置微孔填料等結(jié)構(gòu)對(duì)廢氣進(jìn)行高效分配，增強(qiáng)廢氣均布效果；

反應(yīng)速度快：利用撞擊流、泡膜捕捉、微孔切割、擠壓等原理增強(qiáng)氣液混合效果強(qiáng)化傳質(zhì)作用，使硫化物與藥劑的反應(yīng)在幾秒內(nèi)即能完成；

設(shè)備體積小：廢氣停留時(shí)間短，均布效果好，縮小了設(shè)備尺寸；

設(shè)備壓損小：廢氣與液體非浸沒(méi)式接觸，設(shè)備壓損僅3000-9000Pa左右；

藥劑裝填量小：由于反應(yīng)速度快，藥劑裝填量大大減少。降低了運(yùn)行費(fèi)用；

投資運(yùn)行成本低：循環(huán)量小，設(shè)備尺寸小，投資少，用電設(shè)備能耗低，藥劑損耗小，運(yùn)行成本較低。

4、中試試驗(yàn)數(shù)據(jù)及裝備

結(jié)束語(yǔ)

   通過(guò)對(duì)不同濃度、不同工況下含還原態(tài)硫化物（TRS）廢氣的小試、中試及工程運(yùn)行測(cè)試，高效液相TRS凈化技術(shù)能夠有效地解決高濃度硫化物廢氣難以有效治理的問(wèn)題，且對(duì)于可燃性氣體濃度高的廢氣不存在爆炸性危險(xiǎn)，適用范圍廣，凈化效率高，處理效果穩(wěn)定，投資運(yùn)行費(fèi)用與常規(guī)方法持平，運(yùn)行安全穩(wěn)定，操作維護(hù)簡(jiǎn)單。

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