專利名稱：用于氣體脫硫的吸收液及其脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于氣體脫硫的吸收液及其脫硫方法，具體 涉及一種空氣催化脫除工業(yè)原料中的無機(jī)硫或有機(jī)、硫的吸收液及其 脫硫方法。
背景技術(shù)：
在氣體濕法脫硫領(lǐng)域傳統(tǒng)的占主導(dǎo)地位有以下幾種脫硫方法氨 水催化法，改良的ADA法，栲膠法等，現(xiàn)有方法的不足之處 一是催 化劑再生速率慢，二是有堵塔現(xiàn)象，三是催化劑降解速度快，四是硫 容低，對(duì)高含硫氣體的原料氣脫硫不是很完美，因而脫硫效率受到限 制，五是副反應(yīng)(生成硫代硫酸鹽，亞硫酸鹽、硫酸鹽)多，脫硫液 需要定期更換，不僅浪費(fèi)成本，而且污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述堵塔、催化劑再生速度慢降解快、副反應(yīng)多， 成本高等問題，提出一種用于氣體脫硫吸收液及其應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為本發(fā)明使用釩及釩的氧化及酚、醌為催化 劑，在空氣中氧氣和(微生物酶)水的作用下，5價(jià)釩和醌與吸收液 中的HS—和S2—反應(yīng)，使單質(zhì)硫析出，同時(shí)催化劑得到再生。
具體反應(yīng)如下吸收反應(yīng)H2S + Na2C03 — NaHC03 + NaHS C02 + Na2C03 + H20 — 2NaHC03
氧化反應(yīng)V5+ (絡(luò)合態(tài))+ HS— — V3+ (絡(luò)合態(tài))+ S I + H+
0=C6H4=0 + S2— + 2H20 — OH-C6H4-0H + S I + 2 OH—
還原反應(yīng)OH-C6H4-OH + 1/2 02 — 0=C6H4=0 + H20
V3+ (絡(luò)合態(tài))+ 1/2 02 + H20 — V5+ (絡(luò)合態(tài))+ 2 OH—
還原反應(yīng)中的V3+ (絡(luò)合態(tài))和酚被迅速氧化為V5+ (絡(luò)合態(tài))和 醌，吸收液再生，完成一個(gè)脫硫循環(huán)，恢復(fù)脫硫能力。原料氣中的有 機(jī)硫也被吸收轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫而被清除。
一種氣體脫硫吸收液，以吸收液為基準(zhǔn)，其組成及含量為堿性 化合物0. 5-1. 5g/L，酚0. 15-0. 5g/L，醌0. 15-0. 5g/L，微生物酶 0.001-0.015g/L，釩0.2-0.45g/L，絡(luò)合制劑0. 03-0. 8g/L，有機(jī) 化合物0.001-0. lg/L，其余為水。
本發(fā)明吸收液的制備方法為簡(jiǎn)單混合，溫度控制在35-75攝氏度 之間。
一種氣體脫硫方法，將上述吸收液應(yīng)用在氧氣催化氣體脫硫中， 具體包括以下步驟
(1)將堿性化合物0. 5-1. 5g/L，酚0. 15-0.5g/L，醌 0. 15-0. 5g/L，微生物酶0.001-0.015g/L，釩0. 2-0. 45g/L，絡(luò)合 制劑0. 03-0. 8g/L，有機(jī)化合物O.OO卜O. lg/L，水為余量組成的吸
收液從吸收塔的上部進(jìn)入，含硫氣體從吸收塔的下部通入，氣液逆向 流動(dòng)，在0. 2MPa-2. 4Mpa的壓力條件下，將氣體中的硫化物通過吸收液的吸收，凈化后的氣體從吸收塔上部排出，含有硫化物的吸收液從
吸收塔下部流出，吸收塔的溫度控制在20-55攝氏度，液氣比在20-80 之間；
(2) 從吸收塔下部流出的含硫吸收液，通過液泵，在0. 3-0. 8Mpa 的壓力下，通過自吸空氣的噴射器，噴射到再生槽；當(dāng)含硫吸收液高 速(吸收液流速15-35m/s)經(jīng)過噴射器時(shí)，在空氣中的氧氣和微生 物酶的共同作用下，把催化劑氧化再生，同時(shí)吸收液中的硫化物也被 氧化成單質(zhì)硫，再生槽中的吸收液溫度控制在35-75攝氏度，在空氣 的帶動(dòng)下，單質(zhì)硫被空氣帶到再生槽表面，以沬的形式溢流排出至硫 沫收集器，硫沫通過泵送到熔硫釜，進(jìn)而生產(chǎn)硫磺。吸收液在再生槽 中的停留時(shí)間保持在5-30分鐘；
(3) 吸收液再生完成后，通過泵的輸送，到達(dá)吸收液儲(chǔ)存罐， 同時(shí)要補(bǔ)充一定量的蒸發(fā)損失，同時(shí)補(bǔ)充加入一些因硫沫溢流而帶走 的催化劑。
(4) 熔硫釜熔硫后的殘液用泵輸送到再生槽中。
(5) 補(bǔ)充完催化劑的吸收液再次從吸收塔上部進(jìn)入，循環(huán)利用。 其中所述的含硫氣體為含有有機(jī)硫和無機(jī)硫的工業(yè)原料氣。 其中所述含有有機(jī)硫的工業(yè)原料氣為二硫化碳、羥基硫、硫醇等。 其中所述含有無機(jī)硫的工業(yè)原料氣為硫化氫等。 所述的堿性化合物可以為任意的呈堿性的化合物，本發(fā)明優(yōu)先選
用碳酸鈉，碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀，所述的有機(jī)化合物為甲 醇、乙醇、丙醇、甲酸、乙酸。所述的釩及釩的氧化物、酚、醌、生物酶制劑為市售產(chǎn)品，也可
以從德國(guó)MERCK，瑞典FLUKA，美國(guó)ALDRICH或者英國(guó)ALFA公司獲得。 本發(fā)明的液氣比可根據(jù)原料氣中的硫含量的高低調(diào)節(jié)。當(dāng)原料氣 中的硫含量高時(shí)，可以增大液的流量或降低氣體的流量，以增大液氣 比，使原料氣中的硫充分被吸收。當(dāng)原料氣中的硫含量低時(shí)，可以減 小液的流量或提高氣體的流量，以減小液氣比，以降低吸收塔中的壓 力，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。 因此本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 本發(fā)明將催化劑再生時(shí)間縮短了 25%，克服了催化劑真生 速度慢的問題，大大縮短了吸收液循環(huán)利用的周期，降低吸收液總液 量，從而降低的電的消耗，降低的堿性化合物和催化劑的投入量，節(jié) 約了成本。
(2) 將催化劑的降解速度降低了 18.35%，克服了催化劑降解速
度快的問題，減少了催化劑的投入量，節(jié)約的成本。
(3) 本發(fā)明可將原料氣中的硫含量降低至5mg/m3以下，脫除無 機(jī)硫或有機(jī)硫的選擇性好(95%以上)，脫硫效率高(大于等于99%)， 降低了后續(xù)工段的脫硫成本。
(4) 本發(fā)明中絡(luò)合劑的使用，起到的清洗吸收塔的作用，防止 硫單質(zhì)粘附吸收塔及其中的填料，吸收塔不用定期清洗，節(jié)約了大量 人力和物力。
(5) 本發(fā)明克服傳統(tǒng)催化劑副反應(yīng)高的問題，降低的堿性化合 物的投入量，從而節(jié)約的大量成本。(6) 本發(fā)明克服傳統(tǒng)催化劑需要熱活化的過程，將活化時(shí)間縮 短，節(jié)約了人力和動(dòng)力資源。
(7) 本發(fā)明對(duì)設(shè)備的腐蝕小。
(8) 本發(fā)明催化劑價(jià)格低廉，成本低。


圖1是本發(fā)明催化劑使用的氣體脫硫流程示意圖。 附圖標(biāo)記
l一吸收塔；2 —液封；3 —溶液循環(huán)槽；4一富液泵；5 —噴射器； 6 —再生槽；7 —液位調(diào)節(jié)器；8 —貧液槽；9 —泵；IO —硫泡沬槽；11 一過濾器；12 —熔硫釜；13 —硫磺鑄模；14一溶液制備槽；15 —濾液 收集器；16 —分離器；17 —真空泵；18 —水封器。
具體實(shí)施例方式
含硫化物的工業(yè)原料氣體從吸收塔1的下部通入吸收塔1，吸收 液從吸收塔1頂進(jìn)入，氣體中的硫化物被吸收液吸收而得到凈化氣從 吸收塔1的頂部放出進(jìn)入下一個(gè)工序。吸收液依靠重力作用進(jìn)入液封
2，然后依靠重力進(jìn)入溶液循環(huán)槽3，吸收液再通過泵4把含有硫化 物的吸收液輸送至噴射器5，在噴射器5中通過自吸空氣及微生物酶 的作用，使催化劑得到再生，同時(shí)吸收液中的硫化物被氧化成單質(zhì)硫， 氧化成單質(zhì)硫的硫單質(zhì)，在再生槽6中通過空氣鼓泡作用，使單質(zhì)硫 以硫沫的形式溢流，經(jīng)過泵的輸送，把硫沫輸送到硫沫槽10,硫沫經(jīng)過過濾器11后，進(jìn)入熔硫釜12，熔出的硫磺，靠硫磺鑄模13冷 卻成型，可以把硫磺塊投放市場(chǎng)。而經(jīng)過過濾器11后的吸收液到達(dá) 濾液收集器15，經(jīng)過分離器16、真空泵17、液封18進(jìn)入貧液槽8， 然后經(jīng)泵9重新到達(dá)吸收塔1的頂部，完成一個(gè)循環(huán)，達(dá)到循環(huán)利用。 吸收液經(jīng)過再生槽6硫沫溢流后，余下的不含硫化物的吸收液，通過 液位調(diào)節(jié)器7的調(diào)節(jié)，進(jìn)入貧液槽8，不含硫化物的吸收液，通過泵 9的輸送到達(dá)吸收塔1的頂部，完成一個(gè)循環(huán)，達(dá)到循環(huán)利用。需要 補(bǔ)充因蒸發(fā)和硫沬溢流損失的催化劑及水，要在溶液制備槽14中制 備，制備完成后進(jìn)入貧液槽8，進(jìn)入溶液循環(huán)系統(tǒng)。
配置吸收液，其組成及含量為碳酸鈉0. 5g/L,苯酚0. 15g/L， 蒽醌0. 15g/L，微生物酶0.001g/L，釩0.2g/L， NTA: 0.5g/L， 甲酸0.025g/L，余量為水，配置方法在45。C的溫度下簡(jiǎn)單攪拌 混合。
將配制完成的吸收液已300L/h的速度從頂部進(jìn)入吸收塔1，含 有7. 5g/m3的H2S的氮?dú)庖?000L/h的流量從下部進(jìn)入吸收塔1，吸收 塔1的壓力控制為1. 5MPa，溫度25攝氏度，凈化氣從塔頂放出。吸 收塔下部流出的吸收液，通過液泵4，在壓力為0.5MPa的情況下， 通過自吸空氣噴射器5，噴射到再生槽6中。再生槽6中的吸收液溫 度控制在45攝氏度，通過自吸空氣將再生槽中生成單質(zhì)硫顆粒懸浮 至表面溢流進(jìn)入硫沫收集器，通過泵泵入溶硫釜，溶硫釜溶硫后的殘 液再用泵送回再生槽，吸收液在再生槽中的停留時(shí)間為15分鐘，而 后，通過泵送入吸收液存儲(chǔ)罐8，補(bǔ)充一定量的配置完成的吸收液，補(bǔ)充量大約占總量的以體積百分含量計(jì)5%，同時(shí)按照配比補(bǔ)充少量 酚，醌，釩和微生物酶，每次補(bǔ)充量約占原有吸收液中催化劑總量的 1. 5質(zhì)量％。補(bǔ)充完催化劑和吸收液的再生吸收液從吸收液存儲(chǔ)罐8 中通過泵再?gòu)捻敳枯斎胛账，循環(huán)利用。測(cè)量?jī)艋罂諝獾牧蚝?量，得到結(jié)果如下凈化氣含硫量為38mg/m3。 實(shí)施例2
配置吸收液，其組成及含量為碳酸鈉1. 5g/L,苯酚0.1g/L， 萘醌0.25g/L，微生物酶0.005g/L,釩0.2g/L， NTA: 0.6g/L， 乙酸0.05g/L，余量為水，配置方法在35"C的溫度下簡(jiǎn)單攪拌混合。
采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行脫硫，所不同的是，原料氣為含 有3g/ir^的H2S的氮?dú)?，氣體流量為5000L/h。測(cè)量?jī)艋瘹庵械暮蛄浚?得到結(jié)果如下凈化氣含硫量為25mg/m3。
實(shí)施例3
配置吸收液，其組成及含量為碳酸鉀lg/L，對(duì)苯二甲酚:O. 5g/L， 萘醌0.25g/L,微生物酶0.005g/L，釩0.4g/L， 二苯基炭酰二 肼0.5g/L，乙醇0.05g/L，余量為水，配置方法在5(TC的溫度 下簡(jiǎn)單攪拌混合。
采用與實(shí)施例l相同的方法進(jìn)行脫硫，所不同的是，原料氣為含 有300mg/m3的H2S的氮?dú)?，氣體流量為3000L/h。測(cè)量?jī)艋瘹庵械暮?硫量，得到結(jié)果如下凈化氣含硫量為2. 5mg/m3。
上面結(jié)合附圖、實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的描述雖然有助于理解本發(fā)明，但本發(fā)明絕不限于上述實(shí)施例。相反，在權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)， 可以對(duì)本發(fā)明作出各種改進(jìn)和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于氣體脫硫的吸收液，其特征在于組成如下以吸收液為基準(zhǔn)，組成及含量堿性化合物0.5-1.5g/L，酚類化合物0.15-0.5g/L，醌類化合物0.15-0.5g/L，微生物酶0.001-0.015g/L，釩0.2-0.45g/L，絡(luò)合制劑0.03-0.8g/L，有機(jī)化合物0.001-0.1g/L，其余為水。
2. 如權(quán)利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的堿性化合物 包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀；所述的酚 包括，二甲酚、任選取代的苯酚或其衍生物、丹皮酚、任選取代的 苯二酚或其衍生物、茶多酚、香豆酸、阿魏酸、櫟精、DBPC、苦杏仁 酸、對(duì)乙酰氨基酚、金剛垸酚、可可多酚、萘酚；所述的醌包括任選 取代的萘醌、任選取代的菲醌、任選取代的蒽醌、任選取代的苯醌、 任選取代的鄰苯醌、滅藻醌、蘆薈蒽醌類化合物、不飽和聚酯樹脂氫 醌、大黃素、番瀉葉苷、蒽醌磺酸類化合物、氫醌單苯醚類化合物、 吡咯喹啉醌；所述的微生物酶包括HA分解酶、靛藍(lán)漂白酶、果膠 裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶、果膠酯酶、脂肪酶、枯 草桿菌分泌明膠酶、酪蛋白酶、角蛋白酶、肽酶、纖維素酶、除醛酶， 溶菌酶*,所述的釩包括釩及釩的化合物；所述的絡(luò)合制劑包括變 色酸、鄰苯三酚紅、茜素絡(luò)合指示劑、二苯基碳酰二肼、二苯偶 氮碳酰肼、酚酞絡(luò)合劑、鋅試劑，紫脲酸銨，溴鄰苯三酚紅、酸性 絡(luò)藍(lán)、鉻天青、鉻藍(lán)黑、姜黃素、亞甲基藍(lán)、藻紅B、氨羧絡(luò) 合劑、金屬離子絡(luò)合劑、燈盞乙素絡(luò)合劑、四烷基雙季銨鹽絡(luò)合劑、磺胺脒絡(luò)合劑；所述的有機(jī)化合物包括甲醇、乙醇、丙醇、甲酸、 乙酸、異丙醇、正丁醇、丙二醇、丁二醇，丙酸，戊酸，乙醚，甲乙 醚，氯仿，環(huán)己烷。
3. —種氣體脫硫方法，其特征在于將如權(quán)利要求1或2所述的 吸收液應(yīng)用在空氣催化氣體脫硫中，具體包括以下步驟-(1) 將堿性化合物0.5-1.5g/L，酚類化合物0. 15-0.5g/L，醌 類化合物0. 15-0.5g/L，微生物酶0.001-0.015g/L，釩 0.2-0.45g/L，絡(luò)合制劑0. 03-0. 8g/L，有機(jī)化合物0. 001-0. lg/L， 水為余量組成的吸收液從吸收塔的上部進(jìn)入，含硫其他從吸收塔的下 部通入，氣液逆向流動(dòng)，在0.2MPa-2.4MPa的壓力條件下，將氣體中 的硫化物通過吸收液的吸收，凈化后的氣體從吸收塔上部排出，含有 硫化物的吸收液從吸收塔下部流出，吸收塔的溫度控制在20-55攝氏 度，液氣比在20-80之間；(2) 從吸收塔下部流出的含硫吸收液，通過液泵，在0. 3-0. 8Mpa 的壓力下，通過自吸空氣的噴射器，噴射到再生槽；當(dāng)含硫吸收液高 速經(jīng)過噴射器時(shí)，在空氣中的氧氣和微生物酶的共同作用下，把催化 劑氧化再生，同時(shí)吸收液中的硫化物也被氧化成單質(zhì)硫，再生槽中的 吸收液溫度控制在35-75攝氏度，在空氣的帶動(dòng)下，單質(zhì)硫被空氣帶 到再生槽表面，以沫的形式溢流排出至硫沫收集器，硫沫通過泵送到 熔硫釜，進(jìn)而生產(chǎn)硫磺。吸收液在再生槽中的停留時(shí)間保持在5-30 分鐘；(3) 吸收液再生完成后，通過泵的輸送，到達(dá)吸收液儲(chǔ)存罐，同時(shí)要補(bǔ)充一定量的蒸發(fā)損失，同時(shí)補(bǔ)充加入一些因硫沫溢流而帶走的催化劑；(4) 熔硫釜熔硫后的殘液用泵輸送到再生槽中；(5) 補(bǔ)充完催化劑的吸收液再次從吸收塔上部進(jìn)入，循環(huán)利用。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述含硫氣體為含有 有機(jī)硫和無機(jī)硫的工業(yè)原料氣。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述含有有機(jī)硫的工業(yè)原料氣為二硫化碳、羥基硫、硫醇。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述含有無機(jī)硫的工業(yè)原料氣為硫化氫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于氣體脫硫的吸收液及其脫硫方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)中催化劑再生緩慢、堵塞吸收塔和脫硫劑降解速度快等問題，使用酚、醌、微生物酶、釩及絡(luò)合制劑做催化劑，在堿性化合物存在的情況下，通入空氣將吸收液的無機(jī)硫化物和有機(jī)硫化物快速氧化為單質(zhì)硫，本發(fā)明的氣體脫硫方法具有催化劑用量小、催化劑再生效率高、催化劑降解速度慢、不堵塞吸收塔等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01B17/00GK101613089SQ200910090170
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者蘇喜太 申請(qǐng)人:蘇喜太