CN105194911B - 一种适用于铁基脱硫液的硫颗粒絮凝剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于铁基脱硫液的硫颗粒絮凝剂，由下列组分组成：絮凝引发剂、絮凝凝聚剂、絮凝沉降剂。在络合铁脱硫液中加入本发明的硫颗粒絮凝剂，脱硫过程中产生的硫颗粒会自发在沉降槽中絮凝沉降，将硫磺颗粒分离出来，防止堵塔并回收副产物硫磺。

Description

一种适用于铁基脱硫液的硫颗粒絮凝剂

技术领域

本发明属于气体净化技术领域，具体涉及一种适用于铁基脱硫液的硫颗粒絮凝剂及其使用方法。

背景技术

在传统的湿式氧化法脱硫过程中，由于溶液中大量的气体与反应液迅速混合，形成气一液一固悬浮液，结果产生极细的硫颗粒，硫颗粒附着于溶液中的小气泡上浮到液面，形成硫泡沫层，从而阻碍了硫的完全沉降与回收，使过滤困难；同时设备容易发生塔堵现象。

与本发明相关的现有技术如下所述：

1)US3622273、US3676356叙述了在液相氧化还原工艺中的脱硫液里添加链烯醇、脂肪醇、硫代硫酸盐和磷酸盐及其衍生物对硫磺的颗粒进行改性。

2)US4356155、US4402930、US4515764、US4518576叙述了在液相氧化还原工艺中的脱硫液里添加二甲基甲酰胺和二甲亚砜。

3)US4374104美国ARI公司专利指出，从混合气体中脱除硫化氢时，含有高价态络合铁的溶液与含硫化氢的气体接触，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。

4)US4402930美国临界流体系统公司采用向络合铁脱硫液中加表面活性剂的方法将脱硫过程中产生的硫颗粒絮凝沉降，大大加快硫颗粒沉降速度，改善过滤分离性能，如加入癸醇后硫颗粒粒径由原来的1.9μm增大到23.8μm。

5)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CN1354038A, CN1554467A)。专利指出硫磺在硫颗粒改性剂的作用下，易于聚合沉降，回收分离。CN 1663669A报导的一种由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，能迅速增大脱硫液中的硫颗粒粒径，降低脱硫液中悬浮硫浓度，有效防止硫磺堵塔。

以上这些方法虽增大了硫颗粒粒径，但硫颗粒粒径偏小、悬硫率高、沉降时间长，大量悬浮的硫颗粒严重影响吸收硫化氢时硫的过滤性，进而吸收过程原位形成的硫堵塞吸收器，同时不利于吸收过程的气液传质，造成脱硫率下降，容易发生塔堵现象。

发明内容

本发明旨在提供一种适用于铁基脱硫液的硫颗粒絮凝剂，使脱硫过程中产生的硫颗粒絮凝沉降，缩短沉降时间，便于硫磺的分离和回收，防止堵塔。

本发明提供的一种适用于铁基脱硫液的硫颗粒絮凝剂，由下列组分组成：硫颗粒絮凝引发剂、絮凝凝聚剂、絮凝沉降剂；

所述絮凝引发剂为升华硫、壳聚糖中的一种或两种，含量为硫颗粒絮凝剂的12%~20%；

所述絮凝凝聚剂为AlCl₃、硅酸钠中的一种或两种，含量为硫颗粒絮凝剂的3%~32%；

所述絮凝沉降剂为PAM、直链癸醇、聚乙二醇醚、直链十六醇中的两种或两种以上，含量为硫颗粒絮凝剂的55%~84%。

所述絮凝剂在使用时，每升铁基脱硫液中使用絮凝剂0.05~2g。

上述各组分的使用浓度分别为：

（1）硫颗粒絮凝引发剂中升华硫的浓度为0~50mg/L；

（2）硫颗粒絮凝引发剂中壳聚糖的浓度为0~40mg/L；

（3）硫颗粒絮凝凝聚剂中AlCl₃的浓度为0~80mg/L；

（4）硫颗粒絮凝凝聚剂中硅酸钠的浓度为0~35mg/L；

（5）硫颗粒絮凝沉降剂中PAM的浓度为0~10mg/L；

（6）硫颗粒絮凝沉降剂中聚乙二醇醚的浓度为0~80mg/L；

（7）硫颗粒絮凝沉降剂中直链癸醇的浓度为0~96mg/L；

（8）硫颗粒絮凝沉降剂中直链十六醇的浓度为0~96mg/L。

本发明提供的的硫颗粒絮凝剂，能够有效地将脱硫过程中产生的硫颗粒絮凝沉降，缩短沉降时间，其中硫颗粒絮凝引发剂用于克服亚稳态势垒，作为新相种子加入可以减小沉降时间；絮凝凝聚剂用于降低硫颗粒之间双电层电排斥作用；絮凝沉降剂通过架桥作用，使硫颗粒形成絮凝团。

本发明适用于络合铁脱硫工艺，工艺流程为：络合铁脱硫液与H₂S气体在气体吸收设备中逆流或错流接触，完成吸收过程；吸收后的富液进入富液槽，用泵将富液槽中的富液送入再生装置中完成富液的再生。吸收过程中产生的硫颗粒在富液槽中絮凝沉降后由富液槽底部回收。

在络合铁脱硫液中加入本发明的硫颗粒絮凝剂，脱硫过程中产生的硫颗粒会自发在沉降槽中絮凝沉降，将硫磺颗粒分离出来，防止堵塔并回收副产物硫磺。

本发明的有益效果：

（1）迅速将脱硫过程中产生的细小硫颗粒絮凝沉降，有效降低脱硫液中的硫颗粒含量，促进硫磺分离，防止堵塔，加入絮凝剂后硫磺颗粒平均粒径可达60~200μm，5~20min基本沉降完毕。

（2）在将硫磺颗粒絮凝沉降的同时，对脱硫过程中产生的硫泡沫也有一定的消除作用，从另一方面加快硫磺颗粒的沉降速度。

本发明适用于主要石油伴生气、含硫天然气、煤化工等脱硫工艺中硫颗粒的分离，使用的硫颗粒絮凝剂适用于铁基脱硫工艺中快速分离脱硫溶液中的悬浮硫。

附图说明

图1为实施例1脱硫液贫液显微图片；

图2为实施例1只含沉降剂的显微图片；

图3为实施例1纯硫粉的显微图片；

图4为实施例1脱硫富液（刚脱完硫）的显微图片；

图5为实施例1加了沉降剂的底液显微图片；

图6为实施例1加了沉降剂的悬浮液显微图片。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

一种适用于络合铁脱硫液的硫颗粒絮凝剂，由下列组分组成：癸醇60mg/L，十六醇60mg/L，壳聚糖10mg/L，升华硫10mg/L，PAM 4mg/L，硅酸钠5mg/L。向自制的络合铁脱硫液通入浓度为2000ppm的H₂S气体，使之生成硫磺颗粒，测定脱硫富液中的悬浮硫粒径、沉降硫粒径、絮凝率、沉降时间，实验结果见表1。

实施例2：

一种适用于络合铁脱硫液的硫颗粒絮凝剂，由下列组分组成：AlCl₃ 20mg/L，聚乙二醇醚40mg/L，升华硫10mg/L，PAM 4mg/L，硅酸钠5mg/L。向自制的络合铁脱硫液通入浓度为2000ppm的H₂S气体，使之生成硫磺颗粒，测定脱硫富液中的悬浮硫粒径、沉降硫粒径、絮凝率、沉降时间，实验结果见表1。

实施例3：

一种适用于络合铁脱硫液的硫颗粒絮凝剂，由下列组分组成：AlCl₃ 40mg/L，癸醇60mg/L，十六醇60mg/L，聚乙二醇醚40mg/L，壳聚糖40mg/L，升华硫10mg/L。向自制的络合铁脱硫液通入浓度为2000ppm的H₂S气体，使之生成硫磺颗粒，测定脱硫富液中的悬浮硫粒径、沉降硫粒径、絮凝率、沉降时间，实验结果见表1。

实施例4：

一种适用于络合铁脱硫液的硫颗粒絮凝剂，由下列组分组成：AlCl₃ 80mg/L，癸醇96mg/L，十六醇24mg/L，聚乙二醇醚80mg/L，壳聚糖40mg/L，升华硫10mg/L，PAM 4mg/L，硅酸钠5mg/L。向自制的络合铁脱硫液通入浓度为2000ppm的H₂S气体，使之生成硫磺颗粒，测定脱硫富液中的悬浮硫粒径、沉降硫粒径、絮凝率、沉降时间，实验结果见表1。

表1 实验结果

从表1可以看出，在5-20分钟内，90%以上的硫颗粒发生沉降，沉降硫颗粒粒径范围在69.9-176.1μm，未沉降的硫颗粒粒径范围在25.5-32.3μm，这表明本发明中的硫颗粒絮凝剂可在短时间内有效增大硫颗粒粒径，改善硫的过滤性，硫颗粒沉降率高，有利于硫的分离。

附图1~6为实施例1的硫颗粒沉降过程示意图。图1显示脱硫前贫液，图4为脱硫后富液，通过对比发现富液比贫液中有大的颗粒物，这些大的颗粒物就是脱硫得到的硫颗粒，但粒径较小、未团聚、不易絮凝。加入图2所示的絮凝剂后，图5中硫颗粒发生絮凝、团聚，出现片状的连接，颗粒粒径明显大于图4所示的颗粒，图6所示絮凝较小、粒径较小悬浮在富液表面的硫颗粒，与图3显示纯硫粉颗粒相比，图5所示的絮凝率经过计算达到90%以上。

Claims (2)

1.一种适用于铁基脱硫液的硫颗粒絮凝剂，其特征在于：由下列组分组成：絮凝引发剂、絮凝凝聚剂、絮凝沉降剂；

所述絮凝引发剂为升华硫、壳聚糖中的一种或两种，含量为硫颗粒絮凝剂的12%~20%；

所述絮凝凝聚剂为AlCl₃、硅酸钠中的一种或两种，含量为硫颗粒絮凝剂的3%~32%；

所述絮凝沉降剂为PAM、直链癸醇、聚乙二醇醚、直链十六醇中的两种或两种以上，含量为硫颗粒絮凝剂的55%~84%；

所述絮凝剂在使用时，每升铁基脱硫液中使用絮凝剂0.05~2g。

2.根据权利要求1所述的适用于铁基脱硫液的硫颗粒絮凝剂，其特征在于：所述絮凝剂中各组分的使用浓度分别为：

（1）硫颗粒絮凝引发剂中升华硫的浓度为0~50mg/L；

（2）硫颗粒絮凝引发剂中壳聚糖的浓度为0~40mg/L；

（3）硫颗粒絮凝凝聚剂中AlCl₃的浓度为0~80mg/L；

（4）硫颗粒絮凝凝聚剂中硅酸钠的浓度为0~35mg/L；

（5）硫颗粒絮凝沉降剂中PAM的浓度为0~10mg/L；

（6）硫颗粒絮凝沉降剂中聚乙二醇醚的浓度为0~80mg/L；

（7）硫颗粒絮凝沉降剂中直链癸醇的浓度为0~96mg/L；

（8）硫颗粒絮凝沉降剂中直链十六醇的浓度为0~96mg/L。