黏膠纖維行業(yè)硫化氫廢氣新工藝技術(shù)研究

張 偉

（唐山三友集團(tuán)興達(dá)化纖有限公司 河北唐山 063000）

引言

粘膠纖維生產(chǎn)過(guò)程中，在酸浴、紡絲、水洗等工序，排出大量含有硫化氫、二硫化碳的廢氣，需進(jìn)行綜合治理。一般行業(yè)內(nèi)選用堿洗循環(huán)塔噴淋，H2S 通過(guò)三級(jí)NaOH 吸收，生成NaHS，NaHS 經(jīng)過(guò)蒸發(fā)提取后作為一種化工原料進(jìn)行外賣(mài)，由于NaHS產(chǎn)能過(guò)剩，受市場(chǎng)波動(dòng)比較明顯，可能造成NaHS 無(wú)法及時(shí)安置，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致廢氣回收系統(tǒng)運(yùn)行收到制約，甚至被迫停車(chē)?；诖耍枰e極探索新型的廢氣處理工藝，需求更節(jié)能環(huán)保的處理方案。

1 新型濕法脫硫工藝的構(gòu)建思路

新型濕法脫硫工藝由脫硫和再生兩部分組成。主要是以碳酸鈉脫硫吸收液為脫硫劑，脫硫效率可達(dá)99 %以上，溶液無(wú)毒性，處理尾氣中硫化氫濃度的適應(yīng)性以及溫度和壓力的范圍均較廣。此工藝對(duì)設(shè)備的腐蝕較輕，副產(chǎn)品硫磺質(zhì)量較好，可將凈化氣中H2S 降到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)20 mg/ m3以下。另外，為保證脫硫效果，脫硫可采用新型填料，脫硫液的再生可采用文丘里空氣氧化再生[1]。

2 工藝流程及控制

2.1 工藝流程簡(jiǎn)介

圖1 廢氣濕法脫硫流程圖

2.2 脫硫過(guò)程幾種主要化學(xué)反應(yīng)

吸收反應(yīng)：

催化化學(xué)反應(yīng)：

2.3 主要控制技術(shù)參數(shù)

2.3.1 進(jìn)脫硫塔溶液溫度：30-35℃；

2.3.2 熔硫釜釜內(nèi)壓力：＜0.6MPa；

2.3.3 溶液PH 值：8.2-9.0；

2.3.4 熔硫釜夾套內(nèi)溫度：130-150℃。

2.4 試驗(yàn)線(xiàn)的實(shí)施方案

2.4.1 設(shè)備方面，為滿(mǎn)足硫磺生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的需求，需增加設(shè)備7 臺(tái)（不含熔硫設(shè)備）溶液循環(huán)槽一臺(tái)、氧化再生槽一臺(tái)、硫泡沫槽一臺(tái)、溶液循環(huán)泵兩臺(tái)、硫泡沫泵一臺(tái)、板框壓濾機(jī)一臺(tái)。氧化槽配套噴射器20 支及相應(yīng)配套的管道、閥門(mén)、電氣、儀表。

2.4.2 將吸收溶液由NaOH 溶液改為以Na2CO3為主的脫硫溶液。溶液各組份濃度將根據(jù)生產(chǎn)及設(shè)備的實(shí)際情況來(lái)定。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及運(yùn)行總結(jié)

3.1 脫硫液指標(biāo)

脫硫液pH 值在8.9 左右，催化劑波動(dòng)比較大0.3-3ppm（可能是投加方式的影響），硫酸鈉一直未檢出，見(jiàn)圖2。

圖2

3.2 硫化氫去除率

根據(jù)化驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)，硫化氫去除率波動(dòng)較大，平均93.1%。氣體濃度由平均700 mg/m3降至平均48mg/m3，去除約652mg/m3，見(jiàn)圖3。

圖3

3.3 項(xiàng)目實(shí)施效果總結(jié)

試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)氣量約為20000m3/h，脫硫液循環(huán)量在350-60m3/h 不斷調(diào)整，后期基本控制在100m3/h，脫硫液pH 值在8.9左右，碳酸鈉20g/L、脫硫催化劑濃度提高至20ppm 左右。在試驗(yàn)過(guò)程中副鹽硫代硫酸鈉增長(zhǎng)較快，硫酸鈉副鹽基本未檢出，廢氣去除率不太穩(wěn)定，高時(shí)可以達(dá)到98%以上，但平均在93%左右。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)濕法催化劑脫硫工藝能夠?qū)︷つz行業(yè)含有硫化氫、二硫化碳的含硫廢氣進(jìn)行有效去除。但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中第一階段運(yùn)行中硫化氫去除效率較低，副鹽增長(zhǎng)速度較快，且循環(huán)槽表層大量硫磺泡沫不能有效進(jìn)入熔硫系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)改造增加噴射泵并對(duì)循環(huán)槽進(jìn)行改造、增加再生槽延長(zhǎng)再生時(shí)間等工作，硫化氫去除率得到提升，副鹽增長(zhǎng)速度減緩。本項(xiàng)目的研發(fā)探索，具有較高的環(huán)境效益，同時(shí)硫磺的副產(chǎn)品相對(duì)于傳統(tǒng)堿洗硫化氫產(chǎn)出的NaHS 副產(chǎn)品，具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。