黏胶纤维行业硫化氢废气新工艺技术研究
2019-11-05张伟
张 伟
(唐山三友集团兴达化纤有限公司 河北唐山 063000)
引言
粘胶纤维生产过程中,在酸浴、纺丝、水洗等工序,排出大量含有硫化氢、二硫化碳的废气,需进行综合治理。一般行业内选用碱洗循环塔喷淋,H2S 通过三级NaOH 吸收,生成NaHS,NaHS 经过蒸发提取后作为一种化工原料进行外卖,由于NaHS产能过剩,受市场波动比较明显,可能造成NaHS 无法及时安置,严重时导致废气回收系统运行收到制约,甚至被迫停车。基于此,需要积极探索新型的废气处理工艺,需求更节能环保的处理方案。
1 新型湿法脱硫工艺的构建思路
新型湿法脱硫工艺由脱硫和再生两部分组成。主要是以碳酸钠脱硫吸收液为脱硫剂,脱硫效率可达99 %以上,溶液无毒性,处理尾气中硫化氢浓度的适应性以及温度和压力的范围均较广。此工艺对设备的腐蚀较轻,副产品硫磺质量较好,可将净化气中H2S 降到标准状态20 mg/ m3以下。另外,为保证脱硫效果,脱硫可采用新型填料,脱硫液的再生可采用文丘里空气氧化再生[1]。
2 工艺流程及控制
2.1 工艺流程简介
图1 废气湿法脱硫流程图
2.2 脱硫过程几种主要化学反应
吸收反应:
催化化学反应:
2.3 主要控制技术参数
2.3.1 进脱硫塔溶液温度:30-35℃;
2.3.2 熔硫釜釜内压力:<0.6MPa;
2.3.3 溶液PH 值:8.2-9.0;
2.3.4 熔硫釜夹套内温度:130-150℃。
2.4 试验线的实施方案
2.4.1 设备方面,为满足硫磺生产工艺生产的需求,需增加设备7 台(不含熔硫设备)溶液循环槽一台、氧化再生槽一台、硫泡沫槽一台、溶液循环泵两台、硫泡沫泵一台、板框压滤机一台。氧化槽配套喷射器20 支及相应配套的管道、阀门、电气、仪表。
2.4.2 将吸收溶液由NaOH 溶液改为以Na2CO3为主的脱硫溶液。溶液各组份浓度将根据生产及设备的实际情况来定。
3 试验数据及运行总结
3.1 脱硫液指标
脱硫液pH 值在8.9 左右,催化剂波动比较大0.3-3ppm(可能是投加方式的影响),硫酸钠一直未检出,见图2。
图2
3.2 硫化氢去除率
根据化验室检测数据,硫化氢去除率波动较大,平均93.1%。气体浓度由平均700 mg/m3降至平均48mg/m3,去除约652mg/m3,见图3。
图3
3.3 项目实施效果总结
试验过程中进气量约为20000m3/h,脱硫液循环量在350-60m3/h 不断调整,后期基本控制在100m3/h,脱硫液pH 值在8.9左右,碳酸钠20g/L、脱硫催化剂浓度提高至20ppm 左右。在试验过程中副盐硫代硫酸钠增长较快,硫酸钠副盐基本未检出,废气去除率不太稳定,高时可以达到98%以上,但平均在93%左右。
结语
通过湿法催化剂脱硫工艺能够对黏胶行业含有硫化氢、二硫化碳的含硫废气进行有效去除。但在实验过程中第一阶段运行中硫化氢去除效率较低,副盐增长速度较快,且循环槽表层大量硫磺泡沫不能有效进入熔硫系统。通过对系统改造增加喷射泵并对循环槽进行改造、增加再生槽延长再生时间等工作,硫化氢去除率得到提升,副盐增长速度减缓。本项目的研发探索,具有较高的环境效益,同时硫磺的副产品相对于传统碱洗硫化氢产出的NaHS 副产品,具有更高的经济效益。