CN101874969B - 一种用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属气体净化技术领域，具体是一种用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂。本发明的硫颗粒沉降剂是非离子表面活性剂、C7～18的饱和直链醇、低聚糖类和高价金属盐类的混合物。本发明可使脱硫液中硫泡沫层消除，硫颗粒均匀分布于脱硫液中，并促进硫颗粒的凝聚、聚合，形成颗粒团簇，使硫颗粒迅速沉降，得到分离。相比其它硫磺分离办法，本发明既在节能降耗的基础上分离出高纯度硫磺，又延长了整个脱硫系统的运转周期。

Description

一种用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂
技术领域
本发明属于气体净化技术领域，具体涉及一种用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂及其使用方法，主要应用于半水煤气、天然气、焦炉煤气、工业废气等脱硫工艺中硫颗粒的分离，特别适用于湿式氧化法脱硫工艺中快速分离脱硫液中悬浮硫。
背景技术
与本发明相关的现有技术如下所述：
1、US 4374104美国ARI公司研究从混合气体中脱除硫化氢的方法，专利指出将含有高价态络合铁的溶液与含有硫化氢的气体接触，将气体中的硫化氢脱除并氧化成元素硫，同时络合铁溶液中加入非离子表面活性剂“Polytergants-205LF”后，近1英尺厚的硫泡沫层立即消失，阻止了硫泡沫的形成，硫颗粒沉降效果良好。
2、US 4402930美国临界流体系统公司在从气流中脱除硫化氢的研究中，也采用络合铁溶液吸收硫化氢，并将其氧化成单质硫颗粒，采用在溶液中加入表面活性剂来提高硫颗粒的粒度，改善其过滤分离性能，如加入癸醇后，硫粒度由原来的1.9μm增大到23.8μm。
3、中国南京化学工业集团公司研究院开发的改良络合铁脱硫工艺，采用络合剂、稳定剂、硫磺改性剂和缓蚀剂等组成的溶液进行脱硫(参见CN 1354038A、CN 1554467A)。结果表明，该法具有脱硫效率高，溶液性能稳定，硫磺在硫颗粒改性剂的作用下，聚合沉降，易于回收分离等优点。CN 1663669A报导了一种由C5-20的直链醇或多元醇的混合物作为湿式氧化还原法脱硫液中的硫磺改性剂，该试剂能迅速增大脱硫液中的硫颗粒直径，降低脱硫液中悬浮硫浓度，有效防止硫磺堵塔。
本发明在现有技术的基础之上，对快速分离脱硫液中悬浮硫的过程进行了综合强化和提升。加入本发明的硫颗粒沉降剂后，硫颗粒粒度在原来的基础上平均增大5～10微米，络合铁工艺最大可增加25微米；再生液中悬浮硫含量相比原来可降低50％以上；硫颗粒沉降分离时间减少为原来的一半左右；且硫磺沉降分离操作更简便，分离出的硫磺纯度提高5～10％。
发明内容
与上述背景技术相比，本发明在现有技术的基础上进行了新的改进，目的在于提供一种由多组分组合并能快速分离湿式氧化法脱硫溶液中硫颗粒的沉降剂。
本发明采用如下的技术方案实现：
湿式氧化法脱硫溶液中的硫颗粒沉降剂，为一种由多组分组合的沉降剂，其快速分离湿式氧化法脱硫液中的硫颗粒，具体由下列组分组成：非离子表面活性剂、C7～18的饱和直链醇、低聚糖类和高价金属盐类。其中所述的非离子表面活性剂、C7～18的饱和直链醇、低聚糖类和高价金属盐类，它们分别用于改善硫颗粒的性质，促使硫颗粒快速凝聚、聚合，形成颗粒团簇，粒度迅速增大而自然沉降分离；其中所述的C7～18的饱和直链醇同时还具有对脱硫液起消泡的作用，有效阻止和消除脱硫液产生硫泡沫，提升硫颗粒的沉降分离效果。
上述各组分的含量：
(1)非离子表面活性剂的质量为硫颗粒沉降剂总质量的25～35％；
(2)C7～18的饱和直链醇的质量为硫颗粒沉降剂总质量的40～50％；
(3)低聚糖类的质量为硫颗粒沉降剂总质量的10～20％；
(4)高价金属盐类的质量为硫颗粒沉降剂总质量的10～18％；
上述各组分中：
(1)非离子表面活性剂为聚乙二醇醚类，相对分子质量为1500～5000；
(2)C7～18的饱和直链醇，为分子式CnH2n+2O，n＝7～18的饱和直链醇中的两种或两种以上的混合物；
(3)低聚糖类为蔗糖或麦芽糖或它们的钠盐或钾盐；
(4)高价金属盐类为AlCl3、Al2(SO4)3或MgCl2；
在湿式氧化法脱硫液中加入本发明的硫颗粒沉降剂，在重力沉降分离器中，硫颗粒沉降剂使脱硫液中硫泡沫层消除，硫颗粒均匀分布于脱硫液中，并促进硫颗粒的凝聚、聚合，形成颗粒团簇，使硫颗粒迅速沉降，得到分离。
本发明用于湿式氧化法脱硫液中硫颗粒快速分离的工艺为：脱硫液与含有硫化物的气体在吸收设备中逆流接触，使气相中的硫化物被脱硫液吸收，同时氧化成硫磺；脱硫富液随即进入再生设备，脱硫液在再生设备中被再生的同时，脱硫液中的硫颗粒在本发明硫颗粒沉降剂的作用下快速凝聚和聚合并沉降于再生设备底部，定期从底部排出送入离心机分离出硫磺。
本发明的使用范围包括砷基工艺、钒基工艺、铁基工艺及新兴工艺(如：PDS法、888法等)的湿式氧化法脱硫液中硫颗粒的分离。使用时，硫颗粒沉降剂的加入量为0.01～1g/L。对于特定的湿式氧化法脱硫工艺，脱硫系统中的硫颗粒沉降剂含量只要保持在一个稳定的浓度范围(即每升脱硫液中0.01～1g的硫颗粒沉降剂)，脱硫系统就具有最佳的硫颗粒沉降分离效果。
本发明具有使脱硫液中硫泡沫层消除，硫颗粒均匀分布于脱硫液中，并促进硫颗粒的凝聚、聚合，形成颗粒团簇，使硫颗粒粒度快速增大，硫颗粒在重力作用下迅速沉降而得到分离，有效降低脱硫液中悬浮硫浓度等诸优点。具体来说，(1)本发明的硫颗粒沉降剂中添加了促进硫颗粒快速凝聚、聚合的多元活性组分，使脱硫液中80％以上的硫颗粒在较短时间内(5～10分钟)自然沉降分离，所分离硫磺粒度大(最大可达40微米)、纯度高(纯度保持在80％以上，最高为94％)；(2)本发明的硫颗粒沉降剂中添加了专用的消泡剂，能及时消除脱硫液中的硫泡沫层，提升硫颗粒的沉降分离效果。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行说明，但其并不限制本发明的保护范围。
实施例1：
用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂，由下列成分组成：聚乙二醇醚类(相对分子质量为1500)35％，C7、C17的饱和直链醇41％，蔗糖10％，AlCl314％。
将ADA脱硫液与加入本实施例的硫颗粒沉降剂的ADA脱硫液中分别通入含硫化氢2.5～3g/m3的混合气体，常温(25℃)脱硫反应后，经空气氧化再生，硫磺分离实验结果见表一。
表一  硫磺分离对比实验结果
序号   溶液成分g/L   硫粒度(微米)   再生液中悬浮硫g/L   硫颗粒沉降分离时间(分钟)   分离出的硫磺纯度
1   ADA 5碳酸钠25NaVO33 ＜8 0.74 18～20 74％(浮选分离)
2   溶液成分同上，硫颗粒沉降剂0.3 10～16 0.36 9～10 81％(沉降分离)
实施例2：
用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂，由下列成分组成：聚乙二醇醚类(相对分子质量为4000)28％，C8、C9、C17的饱和直链醇40％，麦芽糖20％，MgCl212％。
将栲胶脱硫液与加入本实施例的硫颗粒沉降剂的栲胶脱硫液中分别通入含硫化氢2.5～3g/m3的混合气体，常温(25℃)脱硫反应后，经空气氧化再生，硫磺分离实验结果见表二。
表二  硫磺分离对比实验结果
序号   溶液成分g/L   硫粒度(微米)   再生液中悬浮硫g/L   硫颗粒沉降分离时间(分钟)   分离出的硫磺纯度
1   栲胶5碳酸钠25NaVO33 ＜8 0.66 17～18 78％(浮选分离)
2   溶液成分同上，硫颗沉降性剂0.3 10～20 0.31 8～9 84％(沉降分离)
实施例3：
用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂，由下列成分组成：聚乙二醇醚类(相对分子质量为5000)25％，C7、C9、C18的饱和直链醇50％，蔗糖的钠盐15％，Al2(SO4)310％。
将888脱硫液与加入本实施例的硫颗粒沉降剂的888脱硫液中分别通入含硫化氢2.5～3g/m3的混合气体，常温(25℃)脱硫反应后，经空气氧化再生，硫磺分离实验结果见表三。
表三  硫磺分离对比实验结果
序号   溶液成分g/L   硫粒度(微米)   再生液中悬浮硫g/L   硫颗粒沉降分离时间(分钟)   分离出的硫磺纯度
1   888体系5碳酸钠25 ＜8 0.64 16～18 75％(浮选分离)
2   溶液成分同上，硫颗粒沉降剂0.3 10～20 0.32 8～10 86％(沉降分离)
实施例4
用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂，由下列成分组成：聚乙二醇醚类(相对分子质量为3000)31％，C9、C16、C18的饱和直链醇41％，蔗糖10％，AlCl318％。
将络合铁脱硫液与加入本实施例的硫颗粒沉降剂的络合铁脱硫液中分别通入含硫化氢2.5～3g/m3的混合气体，常温(25℃)脱硫反应后，经空气氧化再生，硫磺分离实验结果见表四。
表四  硫磺分离对比实验结果
序号   溶液成分g/L   硫粒度(微米)   再生液中悬浮硫g/L   硫颗粒沉降分离时间(分钟)   分离出的硫磺纯度
1   络合铁5碳酸钠25 ＜15 0.55 13～15 82％(浮选分离)
2   溶液成分同上，硫颗粒沉降剂0.3 20～30 0.23 6～8 89％(沉降分离)
实施例5
用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂，由下列成分组成：聚乙二醇醚类(相对分子质量为3000)31％，C9、C16、C18的饱和直链醇41％，蔗糖10％，AlCl318％。
将络合铁脱硫液与加入本实施例的硫颗粒沉降剂的络合铁脱硫液中分别通入含硫化氢2.5～3g/m3的混合气体，常温(25℃)脱硫反应后，经空气氧化再生，硫磺分离实验结果见表五。
表五  硫磺分离对比实验结果
序号   溶液成分g/L   硫粒度(微米)   再生液中悬浮硫g/L   硫颗粒沉降分离时间(分钟)   分离出的硫磺纯度
1   络合铁5碳酸钠25 ＜15 0.55 13～15 82％(浮选分离)
2   溶液成分同上，硫颗粒沉降剂0.6 20～40 0.15 5～6 94％(沉降分离)

Claims (2)

1.一种用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂，其特征在于由下列组分组成：非离子表面活性剂、C7～18的饱和直链醇、低聚糖类和高价金属盐类；
其中：(1)非离子表面活性剂为聚乙二醇醚类，相对分子质量为1500～5000，质量为硫颗粒沉降剂总质量的25～35％；
(2)C7～18的饱和直链醇，为分子式CnH2n+2O，n＝7～18的饱和直链醇中的两种或两种以上的混合物，质量为硫颗粒沉降剂总质量的40～50％；
(3)低聚糖类为蔗糖或麦芽糖或它们的钠盐或钾盐，质量为硫颗粒沉降剂总质量的10～20％；
(4)高价金属盐类为AlCl3、Al2(SO4)3或MgCl2，质量为硫颗粒沉降剂总质量的10～18％；上述各组分含量百分数之和等于100％。
2.一种如权利要求1所述的用于湿式氧化法脱硫溶液的硫颗粒沉降剂的使用方法，其特征在于硫颗粒沉降剂中各组分按配比组成混合物，直接加入到脱硫液中；加入量为0.01～1g/L。
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