火驱尾气脱硫工艺技术探析

*李岩 连贵宾 蒋坤鹏 刘冬梅 李学波

(新疆科力新技术发展股份有限公司 新疆 834000)

火驱尾气脱硫工艺技术探析

*李岩 连贵宾 蒋坤鹏 刘冬梅 李学波

(新疆科力新技术发展股份有限公司 新疆 834000)

不断完善火驱尾气脱硫工艺,能够有效提升脱硫的效率,有利于降低硫化氢气体对生产设备的损害,对提升环境质量具有重要作用.本文在对干法脱硫工艺和湿法脱硫工艺进行综合阐述的基础上,比较了两种脱硫方法的优势,并结合应用实例,阐述了火驱尾气脱硫工艺的应用,为合理选择脱硫方案奠定了良好基础,希望能为相关人士提供借鉴和参考.

火驱尾气;湿法脱硫;干法脱硫

随着社会经济的不断发展和社会生产力水平的进一步提升,人民群众对环境空气质量的重视程度日益加深,火驱尾气开发过程中产生的大量含硫气体,对空气质量造成了不良影响,且火驱尾气中的硫化氢气体,能够导致人的中毒和死亡.因此,不断完善火驱尾气脱硫工艺技术,具有十分重要的现实意义.

1.火驱尾气脱硫工艺

(1)火驱尾气脱硫方法

①干法脱硫工艺

干法脱硫工艺是指将利用固体吸附剂实现对硫化氢等有害气体的脱除.在采用干法脱硫工艺的过程中,氧化铝、氧化锰、氧化炭和氧化锌是主要的固体吸附剂类型,同时,泡沸石和分子筛也具有一定的脱硫作用.现阶段,工业脱硫过程中通常采用金属氧化物的固体吸附剂吸附的方式,实现对硫化氢气体的脱除,利用固体吸附剂中的氧化铁与硫化氢充分反应,生成硫化铁和水,达到脱除硫化氢的目的.

在脱除火驱尾气中硫化氢气体的过程中,采用金属氧化物和固体吸附剂的脱硫效果尚不能达到相关脱硫标准,脱硫的效率还有待进一步提升,因此,可以通过向固体吸附剂中添加一定量的氧化锌实现提升脱硫效率的目标,在脱除一定量的硫化氢气体后,金属氧化物脱硫固体吸附剂会出现饱和现象,此时应加入适量的氢气与其反应,实现吸附剂的再生,增强吸附剂对硫化氢气体的脱除能力.例如,在利用氧化铁脱除火驱尾气中硫化氢气体的过程中,其化学式为:

在此基础上,在氧化铁脱硫的基础上,加入氧气的化学式为:

同时,采用活性炭固体吸附剂脱除火驱尾气中的硫化氢气体,具有脱硫效率高的优势,但其脱硫成本较高,因此需要加入适量的氧气与其反应,从而提升脱硫的效果.

②湿法脱硫工艺

湿法脱硫工艺依据溶液的吸收和再生方法,还可将其具体划分为化学吸收法、物理吸收法和物理化学中和法三种类型.第一,化学吸收法是指利用碱性化学溶液与硫化氢气体反应,生成络盐,然后通过升温的方法对络盐进行分解,从而实现对硫化氢气体的脱除.现阶段,在脱除火驱尾气中硫化氢气体的过程中,通常选用醇胺类碱性试剂,如二乙醇胺和甲基二乙醇胺进行脱硫处理.第二,物理吸收法是指利用硫化氢气体的分压效应,采用有机溶剂对火驱尾气中的硫化氢气体进行吸收.物理法脱除硫化氢气体一般选用磷酸三丁酯和聚乙烯乙二甲醚.在脱除硫含量较高的气体过程中,通常采用物理吸收法,在脱除硫化氢气体后,还要对其进行进一步分解,将分解出来的硫化氢作为生产的原材料,通过这种方式,能够实现资源的回收再利用.第三,化学物理中和法是指使用氢氧化钠与硫化氢气体反应生成氢氧化钠,实现脱除硫化氢气体,在使用氢氧化钠脱硫的过程中,火驱尾气中含有的二氧化碳会与氢氧化钠反应,生成碳酸钠,降低了火驱尾气的开发量,同时,由于硫化钠和碳酸钠不能与氧气反应再生,也增加了处理废碱液的难度.

(2)火驱尾气脱硫方法比较

第一,采用干法脱硫,通过利用金属氧化物固体吸附剂,使其对火驱尾气中的硫化氢气体进行吸附,并通过加入氧气与吸附剂反应,促进吸附剂的再生.该方法具有操作简单的特点,无需设置增压系统,能够实现对吸附剂的更换和回收,有效降低了脱硫成本,符合经济可持续发展的需求.

第二,采用化学吸收法,利用碱性制剂与硫化氢气体进行反应,生成化合物,再对其进行升温操作,使化合物得到分解,实现对硫化氢的脱除.这种方法具有一定的复杂性,需要对生成的酸性气体进行脱除.

第三,采用物理吸收法脱硫,应用有机溶剂与硫化氢反应,并在低压条件下释放酸性气体,增强溶液的吸附能力.这种方法对脱硫尾气压力处理难度较高,投资成本较高.

第四,采用物理化学中和法,将化学溶液与物理溶液混合在一起,形成新溶剂,实现对硫化氢气体的脱除.采用物理化学中和法的脱硫成本较高,且需要对脱硫反应生成的酸性气体作进一步处理,具有流程操作复杂的缺点.

2.火驱尾气脱硫工艺的应用实例

(1)火驱尾气脱硫的现场试验概况及结果

2016年9月初,在某油田进行了火驱尾气硫化氢气体脱除的现场试验,脱硫设备选用油田原有的脱硫塔,在做好试验的准备工作后,于2016年9月10日到2016年10月10日进行试验.

火驱尾气硫化氢气体脱除现场试验的相关参数设置如下:

①本次试验采用干法脱硫的方式,选用金属氧化物附体吸附剂作为脱硫剂;②本次研究选用内径为1200mm的脱硫塔作为现场脱硫装置,塔内设有一个床层,有效床层部分为Φ1200X2600;③本次试验平均处理气体量为1500Nm3/d;④本次除硫剂用量为4.7t;⑤本次试验所研究的火驱尾气中硫化氢的含量为10mg/Nm3.

通过分析该油田火驱尾气脱除硫化氢气体的现场试验结果可以看出,经过30d的脱硫处理,火驱尾气中硫化氢的含量为5382mg/m3;平均处理气体总量为10020m3,单位时间内处理天然气总量达到1528m3,通过对上述结果进行计算可知,该脱硫塔的脱硫效率达到30%以上,表明该油田的脱硫效率较高,采用干法脱硫具有可行性.

(2)火驱尾气干法脱硫方案的特点

通过对该油田进行干法脱硫现场试验,总结干法脱硫的特点主要有以下几点:

第一,采用干法脱硫具有操作简单和实施方便的优势,能够有效降低脱硫工作的一次性投资成本,节省企业的脱硫开支.第二,试验结果表明,采用干法脱硫能够获得较高的精度,在脱除硫化氢气体后,火驱尾气中硫化氢的含量不足8mg/m3,且在试验时间内的大多数时间,硫化氢的含量降至0,符合火驱尾气脱硫的相关标准.第三,干法脱硫的装置设置较为简单,只需要几台固定的脱硫塔即可完成,有效节省了人力和物力资源,同时,当脱硫塔的脱硫剂处于饱和状态后,可以依次更换脱硫剂,确保脱硫工作持续进行,有效提升了脱硫的效率.第四,采用干法脱硫技术不会产生二次污染,达到饱和状态的脱硫剂由其生产厂家进行回收,降低了废渣和废液的处理难度,防止了废渣和废液对环境的不良影响.综上所述,在火驱尾气脱硫的过程中,应首先选用干法脱硫工艺.

结论

通过以上研究发现,在进行火驱尾气的脱硫过程中,选用干法脱硫工艺,能够有效提升脱硫的效率,降低脱硫成本,同时,还能够减少脱硫产生的废渣和废液对环境的不良影响.因此,在进行火驱尾气的脱硫过程中,可以选用湿法脱硫工艺.

[1]郝艳红,邱丽霞,王永耀.燃煤锅炉烟气脱硫技术经济分析及应用[J].电力学报,2005.

[2]罗传奎,沈又幸等.大中型燃煤电厂脱硫工艺的确定与技术经济分析[J].动力工程,1999.

李岩(1985-),女,新疆科力新技术发展股份有限公司;研究方向:油田化学助剂研究及现场实验.

Technical Analysis of The process Technology of Fire - Driven Tail Gas Desulfurization

Li Yan, Lian Guibin, Jiang Kunpeng, Liu Dongmei, Li Xuebo
(Xinjiang Kelixin Technology Development Co., LTD, Xinjiang, 834000)

The continuous improvement of fire - driven tail gas desulfurization technology can effectively improve the efficiency of desulfurization, which is beneficial to reduce the damage of hydrogen sulphide gas on production equipment and is of great importance to improve the environmental quality. Based on the comprehensive description of dry desulfurization process and wet desulfurization process, the comparison of the two kinds of desulfurization methods advantages, introducing the application of fire - driven tail gas desulfurization technology combined with application examples, this paper provides a good foundation for the reasonable selection of desulfurization scheme, hoping to provide some reference for the relevant personage.

fire-driven tail gas;wet desulfurization;dry desulfurization

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