殼牌康索夫有機(jī)胺法 脫硫工藝的全硫管理概念
時(shí)間:2016-08-04 15:57
來(lái)源:
作者:李喜見(jiàn) / 康索夫科
殼 牌 CANSOLV SO 2 清 潔系統(tǒng)采用水溶性有 機(jī)胺溶液作為吸收劑, 高選擇性地吸收尾氣 中的 SO 2 ,處理過(guò)的尾氣達(dá)標(biāo)排放 到大氣,吸收了 SO 2 的胺液經(jīng)再生 后循環(huán)使用,解吸得到高純度水飽 和 SO 2 氣體(99.9% 干基)用于硫 回收裝置或硫酸裝置生產(chǎn)高純硫磺、 硫酸或液體 SO 2 產(chǎn)品。
該工藝由殼牌全資子公司康索 夫公司開(kāi)發(fā),是二氧化硫脫除領(lǐng)域 的 世 界 領(lǐng) 先 技 術(shù), 對(duì) 含 SO 2 尾 氣 的處理適應(yīng)性廣泛,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn) SO 2 排放小于 100mg/Nm 3 的環(huán)保 要求。 在環(huán)保要求日益趨嚴(yán)的今天, 利用有機(jī)胺溶劑實(shí)現(xiàn)可再生方式脫 硫, 與 傳 統(tǒng) 工 藝 路 線 相 比, 技 術(shù) 優(yōu)勢(shì)和環(huán)保效益非常明顯。該技術(shù) 2002 年在北美首次成功地商業(yè)化, 經(jīng)過(guò)多年的不斷開(kāi)發(fā)和完善,目前 全球授權(quán)超過(guò) 26 套,廣泛應(yīng)用在石 油和天然氣、化工、電廠尾氣脫硫 (FGD)、有色冶煉和硫酸等多個(gè) 領(lǐng)域。
殼牌康索夫針對(duì)很多企業(yè)同時(shí) 存在多個(gè)含SO 2 尾氣排放源的情況, 提出的工廠全硫管理概念,充分利 用 CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)的技術(shù) 特點(diǎn):即有機(jī)胺吸收適應(yīng)性廣泛, 工藝路線簡(jiǎn)單,操作靈活;對(duì)全廠 不 同 排 放 點(diǎn) 的 含 SO 2 尾 氣 統(tǒng) 一 收 集和處理,結(jié)合后序工段將捕集的 SO 2 變廢為寶,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)全廠 含 SO 2 尾氣的綜合排放治理,在完 成環(huán)保達(dá)標(biāo)的同時(shí), 實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
清潔系統(tǒng)反應(yīng)機(jī)理
殼牌 CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng) 的使用的有機(jī)胺吸收劑,對(duì)于 SO 2 具有極高的選擇性, 在與尾氣接觸時(shí) 起到弱堿性基團(tuán)的功能,與尾氣中 的 SO 2 發(fā)生如下反應(yīng):R 1 R 2 NH + - R 3 -NR 4 R 5 +SO 2 +H 2 O→R 1 R 2 NH + - R 3 -NH+R 4 R 5 +HSO 3 - ; 有 機(jī) 胺 液 完 成 對(duì) SO 2 的 吸 收 后, 經(jīng) 加 熱 進(jìn) 行 SO 2 的 解 吸 和 胺 液 的 再 生, 其 反 應(yīng) 如 下:R 1 R 2 NH + -R 3 - NH+R 4 R 5 + HSO 3 - R 1 R 2 NH + - R 3 -NR 4 R 5 +SO 2 +H 2 O; 對(duì) SO 2 的 高選擇性決定了 CANSOLV SO 2 清 潔系統(tǒng)胺液循環(huán)量低,原胺液填充 量小和系統(tǒng)運(yùn)行能耗低。同時(shí),胺 液不揮發(fā)、降解率低,減少了胺液 的消耗和損失。
可再生胺法技術(shù)工藝
CANSOLV SO 2 清 潔 系 統(tǒng) 流 程 簡(jiǎn) 單 可 靠, 易 于 與 上 下 游 的 整 合。 來(lái) 源 于 上 游 的 尾 氣 在 進(jìn) 入 CANSOLV SO 2 清 潔 系 統(tǒng) 前 需 首 先 經(jīng) 過(guò) 預(yù) 洗 滌, 去 除 夾 帶 的 粉 塵 和 SO 3 等 雜 質(zhì), 并 對(duì) 高 溫 尾 氣 降 溫; 經(jīng) 過(guò) 預(yù) 洗 滌 的 尾 氣 隨 后 進(jìn) 入 CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)進(jìn)行 SO 2 脫除,達(dá)標(biāo)的尾氣通過(guò)煙囪排到大 氣, 再 生 后 的 胺 液 循 環(huán) 使 用 脫 除 SO 2 , 收集的 SO 2 用來(lái)生產(chǎn)硫酸、 硫磺或液態(tài) SO 2 產(chǎn)品。CANSOLV SO 2 脫除工藝流程,主要包括了吸收塔、解吸塔和胺液凈 化部分,基礎(chǔ)工藝路線 如圖 1 所示。
CANSOLV SO 2 清 潔系統(tǒng)的吸收塔設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 單, 塔內(nèi)選擇規(guī)整填料, 以滿足高傳質(zhì)效率和低 壓降的要求。吸收塔頂 部葉片除霧器和槽式液 體分布器的設(shè)計(jì)使胺液 因夾帶原因造成的損失 降到最小。解吸部分利 用再沸器間接加熱胺液 實(shí)現(xiàn)解吸和再生,塔內(nèi) 采用規(guī)整填料。胺液凈 化部分采用離子交換形 式的設(shè)計(jì),用以去除隨 系統(tǒng)的運(yùn)行積累的不可 再生鹽類(亦稱作熱穩(wěn) 定性鹽),和尾氣夾帶 過(guò)來(lái)的殘存的粉塵等雜 質(zhì),確保胺液健康。
全硫管理概念和應(yīng)用
CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)無(wú)論 是對(duì)于新建或改造項(xiàng)目,都非常容 易實(shí)現(xiàn)工藝的整合,同時(shí)為應(yīng)對(duì)未 來(lái)更加嚴(yán)格的 SO 2 排放要求留出了 改造空間。很多企業(yè)在廠區(qū)內(nèi)會(huì)同 時(shí) 存 在 多 個(gè) 含 SO 2 尾 氣 源, 如 在 石油煉制企業(yè),會(huì)有如催化裂化、 流 化 焦 化、 克 勞 斯 硫 回 收 裝 置、 精脫硫裝置 ( 加氫法 )、精脫硫裝 置 ( 吸附法 )、烷基化廢酸裂解、 鍋 爐、 加 熱 爐 等 眾 多 含 有 SO 2 的 尾氣需要處理。按以往傳統(tǒng)思路, 需要針對(duì)單個(gè)裝置配備不同的 SO 2 脫除裝置,造成同一廠區(qū)內(nèi)多種脫 硫技術(shù)并存,增加了技術(shù)和運(yùn)行管 理的復(fù)雜性。殼牌康索夫公司結(jié)合 CANSOLV SO 2 清 潔 系 統(tǒng) 的 工 藝 特點(diǎn)提出了工廠全硫管理的概念, 即利用有機(jī)胺液對(duì)含 SO 2 尾氣適應(yīng) 性廣的特點(diǎn),對(duì)不同 SO 2 來(lái)源的尾 氣直接吸收,或先經(jīng)焚燒爐灼燒把 含多種硫分的氣體(H 2 S、COS、 RSH等) 灼燒成SO 2 后再進(jìn)行捕集, 實(shí)現(xiàn)全廠尾氣中的 SO 2 統(tǒng)一處理, 并結(jié)合后序工序生產(chǎn)高附加值的硫 產(chǎn)品??紤]各個(gè)氣源氣量大小和相 互之間的距離,可采用 1 個(gè)吸收塔 對(duì) 1 個(gè)解吸塔,或多個(gè)吸收塔 對(duì) 1 個(gè)解吸塔等多種設(shè)計(jì)路線。煉廠副 產(chǎn)硫磺的全硫管理工藝路線如圖2。
CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)的全 硫管理概念已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外的一些項(xiàng) 目上得到很好的應(yīng)用。例如一個(gè)國(guó) 內(nèi)項(xiàng)目,裝置設(shè)計(jì)之初 為處理催化裂化裝置尾 氣,捕集的 SO 2 循環(huán)回 到煉廠的克勞斯裝置增 產(chǎn)硫磺。設(shè)計(jì) SO 2 小于 排 放 200mg/Nm 3 , 實(shí) 際運(yùn)行排放在 100mg/ Nm 3 以 下。 在 裝 置 實(shí) 現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行后,為解決 原有克勞斯裝置尾氣無(wú) 法 滿 足 排 放 要 求 的 問(wèn) 題,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的技術(shù)改 造和運(yùn)行調(diào)整,成功將 克勞斯裝置的尾氣引入 到 CANSOLV SO 2 清 潔系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)裝 置的含 SO 2 尾氣經(jīng)一套 CANSOLV SO 2 清潔系 統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放,同 時(shí)在原有克勞斯設(shè)計(jì)能 力下增產(chǎn)了硫磺。
總結(jié)
CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)脫硫 效率高,經(jīng)濟(jì)效益好,能滿足日益 嚴(yán) 格 的 SO 2 排 放 要 求(<100mg/ Nm 3 ),可以適合不同行業(yè)尾氣脫 硫的應(yīng)用,技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯。 全硫管理概念能夠幫助企業(yè)更有效 地實(shí)現(xiàn)工藝路線整合、優(yōu)化企業(yè)的 技術(shù)和操作運(yùn)行管理。 作為始終以創(chuàng)新和技術(shù)為核心 的 公 司,CANSOLV 一 直 致 力 于 工藝優(yōu)化和更加高效的胺液的研 發(fā),幫助不同行業(yè)的客戶解決環(huán)保 問(wèn)題,提供最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)、高效脫硫 技術(shù)解決方案。另外,我們的高效 CO 2 捕 集 技 術(shù) 能 夠 幫 助 實(shí) 現(xiàn) CO 2 的封存和利用,減少人類活動(dòng)的碳 足跡。