CN85106283A - 高效干法脱硫剂 - Google Patents

Abstract

高效干法脱硫剂涉及从发生炉或焦炉煤气中，或其它气体中除去硫化氢的脱硫剂，其特点是采用了较细的铁粉和植物果壳，例如谷壳或豆荚壳或菜籽壳等作为脱硫剂的基本组成，使在保证高净化指标下，可增加气速50％以上，一次使用有效期提高一倍多，较大地简化操作，更适宜于工业生产。

Description

本发明涉及从发生炉煤气或焦炉煤气或其他气体中除去硫化氢的脱硫剂，更确切地说是关系到脱硫剂的组成，应用本发明的组成配方能有效地提高净化能力和效率。

煤气是日常生活和生产中经常使用的燃料。通常由发生炉或焦炉生产的煤气都含有硫，其中90%左右以硫化氢的形式存在，它是一种有害成份，所以在使用时必须加以净化，特别在现代电子、仪表、化工和轻工等工业中对燃用的煤气提出了高度净化的要求，以适应象计算机，高精度测量仪表催化剂寿命，产品质量等需要。

众所周知，煤气脱硫方法有干法和湿法二种。干法脱硫剂效率比湿法高，但占地广，劳动强度大，并且由于传统的脱硫剂性能较差，不能满足处理效率日益提高的要求，促使各国科技人员进行新的脱硫剂研究。

美国专利3199946号发表了美国檀香山煤气公司富吉塔等的题“碳氢化合物可燃气体中清除硫化氢的方法”揭示了使用20～60目的细铁粉，碱金属和碱金属的碳酸盐，氢氧化物，无规则状木屑载体，包括木刨花、碎木片以及水等组成的脱硫剂，脱硫可达21公斤-硫/1公斤-铁，同时，在脱硫速度和脱硫剂寿命也比一般常规的方法有所提高。但是还不能适应处理高含硫的工业生产的要求，而且在节约能源和降低成本等也需要改进。

本发明的目的在于提供一种改进性的干法脱硫剂，主要由较细铁粉、植物果壳和少量添加剂等组成。这种脱硫剂不仅具有脱硫能力，而且，更重要的可容许气体流速比传统干法装置的设计提高10倍左右，使用有效期增加一倍以上，使煤气脱硫能力大幅度提高，成本降低。

本发明的煤气脱硫剂由较细铁粉，植物果壳，碱金属或碱土金属的氧化物或盐类和水等组成。其中所使用的植物果壳有谷壳、豆荚壳、菜籽壳，使脱硫剂的堆积比重减小，空隙率增大，当煤气通过由这些果壳构成脱硫剂堆积层时阻力减小，为处理能力提高创造有利条件。本脱硫剂用的较细铁粉大小在70～120目，以增加与煤气中硫化氢的接触面积，保证处理后煤气高度净化。添加碱金属或碱土金属的氧化物或盐类在于调节组成的PH值。当煤气中含硫化氢量比较高时，为进一步提高铁粉的催化作用，一般可加入钴或锌的氧化物作为添加剂。

现将发明详细叙述。本发明所用的较细铁粉占脱硫剂重量的20～45%。植物果壳的大小为3～20mm长短不规则的颗粒，最好3～8mm的颗粒，重量占总重量的30～45%，碱金属或碱土金属的氧化物或盐占总重量的5～15%，水占总重量的20～45%。在一般情况下所加的添加剂钴或锌的氧化物占总重量的0～3%。

铁粉是脱硫剂的基本组成之一，铁粉越细，其与硫化氢的接触面积越大。表一表示各种不同粒度的铁粉对脱硫效果的影响。

表1

脱硫剂    运转时间    处理煤气的    进口煤气    一米脱硫剂

Hr 线速mm/Rec 中H₂Smg 床层后检测

结果（醋酸

铅快速检测

法）

传统    22    64    1425    1.5l显色

脱硫剂    （828l）

中等粒

度铁粉    173    60～70    1840    开始显色

的脱硫    （64880l）

剂

细铁粉    347.5    20～70    1995    ＞5l煤气

配制的    （130335l）    仍不显色

脱硫剂

从试验结果表明，在煤气线速、氧含量诸条件基本相同的情况下，脱硫剂中铁粉越细，脱硫效率越高。

在脱硫剂中铁粉颗粒大小一样的情况下，而铁粉含量不同时，不同配比铁粉对脱硫剂脱硫效率比较见表2。

表2

铁粉用量 进口H₂S含 气体线速 1米床层1米床层硫泄

量mg/m³mm/Sec 硫泄发生 时脱硫效率

时间

（小时）

较高铁粉

配比的    5663    56.5    36    98.7%

脱硫剂

中等铁粉

配比的    5380    56.5    26    99%

脱硫剂

低铁粉配

比的    5403    56.5    21    99%

脱硫剂

表2说明在硫化氢浓度在5000～6000mg/NM³，线速在50～60mm/sec，脱硫剂床层在1米下，对脱硫效率影响不大。不过，当铁粉含量少时会影响使用周期，含量过多会减小载体间的空隙，使铁粉的相对有效利用率降低，所以一般选用中等配比，在20～45%重量下实践证明，效果令人满意可达90%以上。

本发明脱硫剂所使用的植物果壳，平均堆积比重在750公斤/米³～100kg/m³。因为谷壳等果壳具有不规则的凹瓢形自然曲率形状，能持留铁粉，对煤气流过的阻力小，所以煤气处理时压降小，通过脱硫层时线速度可较大的提高。图1表示不同脱硫剂对脱硫床层阻力（pmmH₂O）与线速度（vmm/sec）的关系（在φ47.3毫米单管中1米床层中测定）。

图中，1^＃-代表使用细木屑作载体的脱硫剂。

2^＃-代表使用粗木屑作载体的脱硫剂。

3^＃-代表使用谷壳作载体的脱硫剂。

4^＃-代表使用谷壳和粗木屑混合物作载体的脱硫剂。

在其脱硫剂组份配比相同情况下，用以上不同的载体制备各为一米厚的脱硫层作比较，可见：同样是100毫米/秒线速度，经过粗木屑脱硫剂层压降为70毫米水柱，而经过果壳脱硫剂层仅为30毫米水柱。所以保持压降相同，果壳作为载体的脱硫剂为粗木屑载体的脱硫剂对煤气处理速率要提高一倍多。为了保证煤气的质量，一般选用120米³/小时米³脱硫剂速率，也比文献推荐的75呎/小时呎脱硫剂的处理量和速度大。

在图1中4^＃谷壳、粗木屑的混合载体的脱硫剂也可以同样提高煤气的处理速度。该载体木屑尺寸最好在3～10毫米，占载体比例在20%以上，也能达到100～120米³/小时米³脱硫速率。

用相同比的粗木屑加细铁粉（20～60目）和果壳加较细铁粉（70～120目）作脱硫剂一次使用有效期比较。在相同煤气含硫（1.5克/米³）、线速度，净化后需达到同样10毫克/米³净化值试验，结果表明果壳加较细铁粉比粗木屑加细铁粉一次有效期几乎大一倍多。这就使得果壳和较细铁粉等组成的脱硫剂再生和调换次数减少，可节约用电量，简化操作过程。

本发明中碱金属和碱土金属的氧化物和盐类用来调节脱硫剂的酸碱度使处于PH9-11范围，保证脱硫剂的效果稳定和具有足够的使用时间。

由较细铁粉和果壳等组成的脱硫剂对煤气的净化不仅可以达到国家规定煤气含硫标准以下，在精密仪器仪表等工业使用中能达到含硫1毫克/立方米左右很高要求。

综上所述，本发明的高效脱硫剂既能充分保证净化质量和要求，而且，由于应用较细铁粉和果壳等，使脱硫剂层压降小，煤气经过时线速度提高，相应处理量增加，促使效率增加50%以上。此外，本发明的脱硫剂一次使用有效周期提高一倍多，减少了脱硫剂原材料和电能的损耗，所以降低了成本，简化了操作，适宜在大规模生产中应用。

第一实施方案：

日处理三万三千立方米规模煤气装置。

该装置为保证显像管玻壳生产中煤气质量，安装了一套干法脱硫装置，三塔串联使用，定期切换，塔内为3脱硫剂。

其数据如下：

煤气处理量    气体中杂质    工艺条件    净化后煤气

NM³/d 含量mg/NM³中HS/NM³

H₂S HCN 型式 空速时

33000    100/    三塔    300    5～7

串联

第二实施方案：

脱除焦炉热值仪自动控制系统中的硫化氢。

该自控系统对煤气净化要求：

1.须脱除煤气中高浓度的硫化氢（11～17g/NM³）;

2.在脱除硫化氢的同时，尚要脱除较高浓度的氰化氢（0.8～1.1g/NM³）;

3.气体净化装置的容积要小，尽量减少焦炉煤气热值变化的滞后现象。

试验选用二根直径为47～48mm的玻璃管串联为脱硫管，每根内装1米高的4^＃脱硫剂，经净化后的煤气进入热量计燃烧，热值信息输入计算机系统。

脱硫效果：

项目 H₂S g/M³HCN g/M³

净化前焦炉煤气中浓度范围    11～17    0.8～1.1

净化后焦炉煤气中浓度范围    ～0    ～0

脱硫剂使用寿命    运转周期3月/次

4脱硫剂组成：

载体（谷壳+粗木屑    体积比1∶1）    31%～35%

较细铁粉    34%～45%

碱    7%～10%

水    27%

锌或钴盐类    1%

Claims (5)

1、一种由铁粉、载体、碱金属或碱土金属的氧化物和盐类，以及水组成的干法脱硫剂，其特征在于所说的铁粉为颗粒大小在70～120目的较细铁粉，重量占总重量20～45%，所说的载体为植物果壳或其与木屑的混合物，壳粒或木屑大小为3～20毫米，重量占总重量30～45%，碱金属或碱土金属的氧化物和盐类占总重量20～45%，水重量占总重量20～45%。

2、根据权利要求1所述的干法脱硫剂，其特征还包括含有添加剂钴或锌的氧化物，其重量占总重量0～3%。

3、根据权利要求1或2所述的干法脱硫剂，其特征在于所说的植物果壳一般为谷壳、豆荚壳、菜籽壳等。

4、根据权利要求3所述的干法脱硫剂，其特征在于所说的果壳最好壳粒尺寸在3～8毫米。

5、根据权利要求1或4所述的干法脱硫剂，其特征在于所说的植物果壳与木屑的混合物其木屑的尺寸在最好5～10毫米，占混合物比例在20%以上。

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