山東帕克環(huán)保工程有限公司

 前言：硫化氫、硫醇、硫醚等還原態(tài)硫（TRS）是多種工業(yè)生產過程的副產物，也是大氣污染物排放控制標準中嚴格控制的物質，由于濃度高、嗅閾值低等因素，現(xiàn)有技術很難實現(xiàn)達標排放，制約了很多企業(yè)的發(fā)展，為此我們迫切地需要尋找一種高效TRS凈化技術。

一、現(xiàn)有工藝技術分析

現(xiàn)有濕法脫硫技術在廢氣TRS凈化中應用時存在的問題：

1、反應速度慢，硫化氫與脫硫劑反應速度在20秒以上，吸收塔體積大；

2、為達到反應時間，脫硫劑裝填深度大，造成很大壓損；

3、廢氣一般為常壓排放，在現(xiàn)有設備中布氣困難；

4、廢氣中硫化物濃度低，且硫化物一般嗅閾值較低，對脫硫效率要求高。

二、TRS凈化技術原理簡介

吸收反應：    R-X（TRS催化劑）+H2S  →  R-HS+HX

                              R-X（TRS催化劑）+YHS（揮發(fā)性硫化物）  →  R-HS+YX

再生反應：    R-HS+HX+O2  →  R-X+H2O+S

                       R-HS+YX+O2  →  R-X+HYO+S

該技術利用復合TRS催化劑在常溫下將H2S、硫醇等還原態(tài)硫直接轉化為硫單質，省去了傳統(tǒng)工藝中各種氧化環(huán)節(jié)而直接得到硫磺，反應條件溫和，流程簡單。

關鍵：  快速吸收和快速再生。

         硫化物與脫硫劑間靠氫鍵結合，提高了選擇性。

TRS催化劑的性能：

            1、TRS催化劑的硫容為0.5%左右；

              2、溫度對硫容的影響不大，溫度適應范圍廣；

            3、當pH＞7時，硫容在0.5%以上，TRS催化劑的pH適應范圍廣；

             4、選擇性好：不吸收CO2，CO2產生的影響可以忽略；

             5、TRS催化劑的腐蝕強度弱，年腐蝕效率為0.026mm。

三、工藝流程及設備設計

廢氣一般為常壓排放，而反應塔中脫硫劑為保證去除率裝填高度一般為1.5m，廢氣難以通過或動力設備能耗太高。

環(huán)保行業(yè)待處理的廢氣中一般都含有氧氣，即吸收和再生幾乎是同步進行的，影響了生產硫磺的粒徑增大，不易分離。

TRS凈化技術的工藝流程及設備

　　廢氣在引風機作用下進入TRS凈化反應器，在TRS催化劑的作用下，廢氣中的硫化氫被轉化為硫磺得以凈化去除，再經過深度凈化器進一步處理后達標排放。

　　TRS催化劑溢流出反應器后進入藥劑循環(huán)箱，通過硫沫泵循環(huán)回反應器內。運行一定時間后，硫磺顆粒長大到一定粒徑，藥劑循環(huán)箱內的富液被泵送至在線離心機分離硫磺，經固液分離且恢復吸收能力的貧液自流回藥劑循環(huán)箱內，實現(xiàn)催化劑的循環(huán)利用。分離出的硫磺顆粒可深度處理或外賣。

　　由于反應過程放熱會蒸發(fā)一定水分，因此在藥劑循環(huán)箱設置液位計，監(jiān)控液位的同時與反應器的補水系統(tǒng)聯(lián)鎖，低液位自動補充軟化水；分離出的硫磺不可避免的會攜帶一定量的催化劑，造成催化劑的損耗，因此在藥劑循環(huán)箱設置有藥劑補充系統(tǒng)，維持系統(tǒng)內循環(huán)的有效催化劑量。

　　系統(tǒng)進出氣口設置在線檢測分析的VOCs和H2S檢測儀，對凈化效果進行實時監(jiān)控；反應器前后設置壓力表，監(jiān)控反應器運行情況；引風機設置變頻控制，滿足風量波動的需求；配置整套PLC系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程控制，無人值守。

工藝特點及優(yōu)勢：

凈化效率高、吸收快：凈化率達95%以上，硫化氫與藥劑的反應在幾秒內完成。

選擇性好：不吸收CO2，CO2產生的影響可以忽略。

再生速度快：脫硫液再生速度非常快，可在幾秒內完成。

溫度適應性強：在5℃～80℃的溫度范圍內，吸收反應與再生反應的效率變化不大。

穩(wěn)定性好：硫化物被吸收后，不會被汽提出。

損耗量小：反應富液再生效率高，僅在固液分離中隨硫磺顆粒帶液而產生少量損耗。

無二次污染：運行過程中除硫磺外，不產生任何其他廢物，無二次污染產生。

TRS凈化反應器： 

    待處理廢氣經彎頭導向，以一定速度向下沖擊反應器內液面，形成撞擊區(qū)，撞擊區(qū)內湍動強烈，氣液兩相間相對速度高，混合作用強，形成氣液混合流。之后廢氣向上反射到微孔網盤區(qū)域，氣流在穿過網盤的微孔時得到了高效均勻分布。更重要的，微孔網盤區(qū)域縮小了氣流通道，對氣液混合體產生擠壓作用，兩層網盤間的混合腔又擴大了流通通道，下一層網盤進行再次擠壓，在這樣的快速擠壓、擴大、再擠壓的過程中，使液體在高分散、高混合、強湍動以及界面急速更新的狀態(tài)下與廢氣接觸，極大地強化了傳質過程，將反應時間縮短到幾秒內。微孔網盤上部氣液混合流呈躍動的水珠狀態(tài)，仍存在極高的傳質作用。

 TRS凈化反應器特點：

布氣效果好：塔內設置微孔填料等結構對廢氣進行高效分配，增強廢氣均布效果；

反應速度快：利用撞擊流、泡膜捕捉、微孔切割、擠壓等原理增強氣液混合效果強化傳質作用，使硫化物與藥劑的反應在幾秒內即能完成；

設備體積小：廢氣停留時間短，均布效果好，縮小了設備尺寸；

設備壓損小：廢氣與液體非浸沒式接觸，設備壓損僅3000-9000Pa左右；

藥劑裝填量小：由于反應速度快，藥劑裝填量大大減少。降低了運行費用；

投資運行成本低：循環(huán)量小，設備尺寸小，投資少，用電設備能耗低，藥劑損耗小，運行成本較低。

4、中試試驗數據及裝備

結束語

   通過對不同濃度、不同工況下含還原態(tài)硫化物（TRS）廢氣的小試、中試及工程運行測試，高效液相TRS凈化技術能夠有效地解決高濃度硫化物廢氣難以有效治理的問題，且對于可燃性氣體濃度高的廢氣不存在爆炸性危險，適用范圍廣，凈化效率高，處理效果穩(wěn)定，投資運行費用與常規(guī)方法持平，運行安全穩(wěn)定，操作維護簡單。

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