氧化脱硫技术-文档资料
催化氧化法脱硫新工艺
催化氧化法脱硫新工艺1 研究背景在煤气化过程中，煤中的硫会转化进入气相中，其中大部分是以H2S形态存在的无机硫化物，还有少量的有机硫化物（主要有羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚等），而有机硫化物在氢环境中和较高温度下大部分可转化成H2S。
因此，在通常情况下，煤气中绝大部分的硫以H2S的形态存在，煤气脱硫也主要围绕H2S的脱除问题进行。
近年来，随着装置的大型化，传统的湿式氧化法脱硫工艺越来越不能满足煤化工发展的需要，涌现出如低温甲醇洗、NHD脱硫脱碳等新工艺。
在煤化工领域，无论是煤的直接液化、间接液化，还是煤气化制取化工产品，低温甲醇洗工艺无疑是目前最具竞争力的气体净化技术，已被广泛应用于合成氨、甲醇、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等大型的气体净化装置中，尤其是对煤（水煤浆）或渣（重）油为原料制取合成气的净化，采用该工艺的效果更佳。
虽然低温甲醇洗工艺投资较大，但与其他脱硫、脱碳工艺相比，具有电耗和蒸汽消耗低、溶剂价格便宜及操作费用省等优点，特别是脱硫净化度高，对甲醇及合成氨生产十分有利。
但在低温甲醇洗工艺中，H2S没有发生化学转化，而是被富集至酸性气体中，目前采用克劳斯工艺对酸性气体中的H2S进行处理。
克劳斯脱硫是一种针对高硫含量酸性气的催化氧化流程，其投资大、流程长、对硫含量要求高，不适合入口硫含量低、高净化度酸性气体的脱硫。
对于有高净化度要求的酸性气体脱硫，需采用多级克劳斯工艺才能完成，流程长、投资大。
在φ（H2S）＞12%时，气体的腐蚀性增强、毒性大，且易燃易爆，NHD或低温甲醇洗装置中的H2S需反复吸收、解析、浓缩，才能使H2S达到12%以上，勉强适用于克劳斯硫回收的需要。
此外，克劳斯硫回收后的尾气中H2S或SO2含量很难达到国家排放标准要求，需作进一步处理。
显然，克劳斯硫回收技术不是最理想的酸性气脱硫技术。
科贸实业有限公司（以下简称公司）自2012年起投入大量人力和物力，并与相关院校和研究机构合作，研究开发出一种新型的处理酸性气体中H2S的DXY选择性催化氧化法工艺。
氧化脱硫原理
氧化脱硫原理
氧化脱硫是一种常用的烟气脱硫方法，其原理是通过将燃烧过
程中产生的二氧化硫气体氧化为硫酸盐，然后通过吸收剂吸收硫酸盐，从而达到脱硫的目的。
氧化脱硫主要包括湿法氧化脱硫和干法
氧化脱硫两种方法。
湿法氧化脱硫是指在脱硫过程中，利用氧化剂将二氧化硫气体
氧化为硫酸盐，然后通过吸收剂将硫酸盐吸收，最终形成硫酸或硫
酸盐溶液。
湿法氧化脱硫的关键在于氧化剂的选择和氧化反应的进行。
常用的氧化剂包括氧气、过氧化氢等，而氧化反应则是在一定
的温度、压力和pH条件下进行。
干法氧化脱硫则是在脱硫过程中，利用氧化剂将二氧化硫气体
氧化为硫酸盐，然后通过干法吸收剂将硫酸盐吸收，最终形成硫酸
或硫酸盐固体。
干法氧化脱硫相对于湿法氧化脱硫来说，操作简单，设备投资小，但是对氧化剂和吸收剂的要求更高，且硫酸盐的处理
也更为复杂。
在实际应用中，湿法氧化脱硫和干法氧化脱硫常常结合使用，
以达到更好的脱硫效果。
在烟气脱硫系统中，氧化剂的选择、氧化
反应的控制、吸收剂的性能等都是影响氧化脱硫效果的重要因素。
同时，脱硫系统的稳定运行也需要对脱硫设备进行定期维护和管理，以保证脱硫效果和设备的安全运行。
总的来说，氧化脱硫是一种有效的烟气脱硫方法，通过将二氧
化硫气体氧化为硫酸盐，再利用吸收剂将其吸收，从而达到脱硫的
目的。
在实际应用中，湿法氧化脱硫和干法氧化脱硫常常结合使用，以达到更好的脱硫效果。
同时，对脱硫设备的维护和管理也是保证
脱硫系统稳定运行的关键。
希望本文能够对氧化脱硫原理有所了解，为相关工作提供一定的参考。
液相催化氧化脱硫脱硝综述
LPC机催化剂烟气综合清洁技术介绍（一）技术来源有机催化烟气综合清洁利用技术，是来自以色列的一种废烟气清洁新工艺技术，已获得欧盟和美国的专利。
其核心是采用了Lextran公司专利生产的有机催化剂，该有机催化剂的基体是专利生产的一种含有硫氧基团（>S=O）的复杂化合物，将这种富含硫氧基团的有机物按一定比例与水混合，而得到一种稳定的乳化液---有机催化剂，利用其高效脱除酸性气体的优越性能，结合在世界范围已得到广泛使用的成熟的石灰石-石膏湿法空塔喷淋工艺，产生了世界领先的“多效合一”（具有脱硫、脱硝、脱重金属、二次除尘的功能）的新一代湿法烟气综合清洁利用技术。
该专利技术，适用于治理电厂和其它工业装置所排放的烟气污染物。
在美国得克萨斯州实验室对Lextran有机催化剂进行了检测，充分肯定了其处理效果。
有机催化剂的化学原理1、脱硫原理：现在国内针对脱硫主要是采用湿法工艺，像石灰石-石膏法，氧化镁法、氨法都属于湿法应用方案，反应机理一般为烟气里的SO2跟H2O相遇生成H2SO3，再用碱性物质与H2SO3反映生成亚硫酸盐，然后再让亚硫酸盐进行一系列的强制氧化生成硫酸盐。
其过程就会产生很多问题，首先就是H2SO3是很不稳定中间产物很容易二次分解成H2O和SO2，所以不管采用何种技术对H2SO3 的稳定性和控制性就决定了该方法长期脱硫运行的的脱硫效率及脱硫效果稳定性。
其次，对亚硫酸盐的氧化条件较为苛刻，很难完全氧化成硫酸盐，最后生成的产物是硫酸盐与亚硫酸盐的混合物，生成的副产品利用价值很低。
有机催化技术反应原理为烟气中的SO2遇水形成亚硫酸（H2SO3），有机催化剂中的硫氧基团与之结合形成稳定的络合物，有效抑制了不稳定的亚硫酸分解再次释放污染气体，并促进它们被持续氧化成硫酸,然后催化剂与之分离。
SO2 + H2O+ 有机催化剂→H2SO3+ 有机催化剂→稳定的复合物+ O2→H2SO4+ 有机催化剂有机催化烟气综合清洁利用技术完美地实现了上述反应，并通过加入碱性中和剂（氨水）与硫酸中和，制成高品质的硫酸铵（(NH4)2SO4）化肥，其反应原理和过程与工业硫酸铵化肥的生产相似。
湿式氧化法脱硫工艺技术
湿式氧化法脱硫工艺技术特点及正常生产操作值得关注的几个问题一、湿式氧化法脱硫工艺技术特点：H2S是一种酸性气体，在溶液中可以电离出氢离子，H2S=H++HS-；Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS而HS-有较强的还原能力，易失去电子而被氧化HS-+1/2O2==S↓+OH-，这种性质被巧妙地运用于湿式氧化法脱硫工艺。
湿式氧化法其实质上就是一种伴有氧化反应的湿式酸碱中和的过程，通过催化氧化，使负二价的硫转化成单质硫分离出去。
其工艺技术有如下特点。
1、选择优质脱硫催化剂至关重要：在湿式氧化法脱硫中，将H2S 氧化成单质硫是借助于脱硫液中的载氧体催化剂来实现的。
催化剂在很大程度上决定着湿式氧化法的脱硫效率，单质硫生产率、碱耗、再生效率，副反应产率等一系列重要指标。
因此，选择一种高性能催化剂作为氧化还原剂，就成为决定这种工艺操作的关键。
2、不管采用何种催化剂，其化学反应过程的共同特点是要分三步走：第一步用氨水或纯碱液吸收气体中的H2S进行中和反应。
第二步采用载氧体催化剂进行催化氧化反应把HS-、S-2氧化成单质硫。
第三步加入或喷射自吸空气氧化失活的催化剂，使其得到再生，恢复活性、循环使用。
同时将单质硫浮选出来分离出去，熔炼硫磺。
而且从工艺上看，第一步吸收反应肯定在脱硫塔中进行。
气液两相逆流接触，通过传质（填料）H2S从气相介面向液相介面转移，进入液相主体。
酸碱中和反应，生成相应的盐转化为富液。
此过程中受气膜控制属扩散式吸收。
然而催化、氧化、析硫的第二步化学反应，也主要在脱硫塔内进行。
因而，也形成了这种复杂相系共存格局。
故此，传质面积、喷淋密度、液气比、碱度、PH值、催化剂浓度、反应温度等都会影响吸收的选择性及析硫再生和气体净化度。
3、喷射再生工艺：氮肥行业溶液氧化再生绝大多数使用再生槽，其工艺先进，效果好。
一般工艺过程是，富液从脱硫塔底部出来，进富液槽，经再生泵加压后，通过喷射器喷咀时形成射流并产生局部负压，自动将空气吸入。
脱硫工艺流程范文
脱硫工艺流程范文1.烟气处理系统烟气处理系统包括入口引风机、烟气集中输送管道、布气器，用于将燃煤或燃油燃烧产生的烟气引入脱硫设备中。
2.微细石灰制备系统往往将石灰制备成微细颗粒，提高反应速率和脱硫效果。
微细石灰制备系统主要包括石灰石破碎机、石灰石粉碎机、石灰石传送输送设备以及石灰石粉尘回收系统。
3.石灰浆制备系统主要是将微细石灰与水混合制备成石灰浆，以便用于脱硫反应。
此系统主要包括石灰浆混合器、输送泵、水洗系统等。
4.反应器石灰浆与烟气进行反应的设备，将SO2转化为石膏、硫酸钙等物质。
反应器采用湿式脱硫塔，有塔式、喷雾式、浮床式等多种形式，常见的为喷雾式。
5.烟气除尘系统经过反应器后的烟气中含有固体颗粒物和雾滴，需要通过除尘设备去除。
除尘设备主要包括电除尘器、布袋除尘器等。
6.石膏处理系统原有SO2在反应过程中转化为石膏，需要进一步处理。
石膏处理系统包括石膏浆稳定剂投加系统、沉淀池、石膏脱水设备等。
7.冷却水系统由于脱硫反应是一个放热过程，需要通过冷却水对烟气进行冷却，以保证反应过程正常进行。
冷却水系统包括冷却塔、冷却泵、水处理设备等。
8.控制系统控制系统用于监测和控制整个脱硫工艺流程的运行状态。
包括自动化控制系统、传感器、监测设备等。
9.废水处理系统脱硫过程中产生的废水需要进行处理，一般通过沉淀、浓缩等方法进行处理。
总结：湿法石灰-石膏法是一种常见的工业脱硫工艺流程。
其主要步骤包括烟气处理、微细石灰制备、石灰浆制备、反应器、烟气除尘、石膏处理、冷却水、控制系统和废水处理等。
这一工艺流程在去除燃煤或燃油中的二氧化硫方面具有较好的效果，并且可以对产生的石膏进行处理与回收。
氧化脱硫技术 PPT
•
有机过氧化物为油溶性氧化剂，氧化过程
中不产生大量油水两相，从而避免乳化现象发
生，反应可在管式反应器中进行。但是有机过
氧化物的成本较高，限制其在工业化的应用。
3
氧化剂的分类
•
在分子氧氧化剂中，臭氧通过链反应分解
产生的羟基自由基具有强反应活性和对有机物
的非选择性，反应条件温和，工艺条件简单，
无二次污染，脱硫率高等优点。但是，臭氧的
会存在不安全的因素，油品的生产成本也会上
升，加氢还会使烯烃饱和，降低辛烷值。由于
这些缺点的存在，一些研究者开始把目光转向
非加氢脱硫技术。
•
目前主要的非加氢脱硫技术有氧化脱硫技
术、吸附脱硫技术、生物脱硫技术、烷基化脱
硫技术和沉淀脱硫技术等。
1
研究背景
•
氧化脱硫技术具有条件温和，脱硫率高，
工艺简单，不需要氢气等优点，备受研究者的
氧化脱硫技术
目录
1
研究背景
2
氧化脱硫原理
3
氧化剂的选择
4
氧化脱硫技术的分类
5
展望
1
研究背景
•
石油是一种非可再生资源，世界原油越来
越少，油品越来越重质化，劣质化，石油中的
硫含量也越来越高。
•
在当今社会，人们更加注重环境保护，而
轻质油中的硫在燃烧后会转化成SOx，排放到
大气候将会形成酸雨，因此各国都制定了严格
关注，有望成为一种生产超低硫产品的主要技
术。
2
氧化脱硫原理
•
有机硫化物中硫碳键近似无极性，有机硫
化物与其相应的碳氢化合物有极其相似的性质，
两者在水或极性溶剂中的溶解度差别不大。但
氧化脱硫
Deep oxidative desulfurization with task-specific ionic liquids: An experimental and computational study关于用功能化离子液体深度氧化脱硫的实验和计算的研究摘要：一系列特殊功能的酸性离子液体（功能化离子液体），如油混溶的，无卤素的和含羧基基团的阳离子，已经用于氧化脱硫催化剂和萃取。
298K时以（4,6-二苯并噻吩）和4,6 -二甲基二苯并噻吩（DBT）脱除柴油中的硫为例，脱硫效率分别达到96.7％和95.1％。
这种特殊功能的酸性离子液体可以进行反复5次使用而催化剂的活性没有明显损失。
与此同时，相关研究人员已通过密度泛函理论（DFT）的方法深入研究了功能化离子液体的结构，酸度，以及阳离子和阴离子之间的相互作用，并且发现功能化离子液体的催化性能与结构，酸度和提取能力密切相关。
此外，氧化脱硫机制已经有人提出。
1.简介深层去除汽油和柴油等运输燃料中的硫，已经成为世界石油炼制业中重要和具有挑战性问题。
这不仅是因为目前对运输燃料的硫含量有着越来越严格的环保法规，也是由于我们越来越重视超低硫燃料电池的应用[1-3]。
如今，加氢脱硫（HDS）等传统加氢处理方法，虽然可以有效去除硫化物，二硫化物，硫醇和噻吩等含硫化合物中的硫，但是，在去除最顽固硫分子，如DBT的烷基衍生物，却由于空间位阻的困难，脱硫效果很不理想。
如果要实现低的含硫量，就不得不面临诸多难题，包括经营成本高，催化剂寿命短，高耗氢和低效的柴油润滑性能等。
所以温和条件脱硫，不耗氢脱硫得到了重视，其中氧化脱硫（ODS）已经得到了广泛的关注。
例如有机硫化合物可以选择性氧化亚砜或砜，然后可以利用极性萃取脱离含硫物实现超低硫燃料。
然而，萃取所用溶剂通常是具有挥发性有机化合物，一般是易燃的，而且能进一步导致环境和安全问题。
离子液体（ILs）被视为化学合成，分离，电化学，催化反应等的“绿色溶剂”。
氧化脱硫原理
氧化脱硫原理
氧化脱硫是一种常用的烟气脱硫技术，主要是利用氧化剂将二氧化硫转化为硫酸盐或硫酸氢钠，从而达到脱硫的目的。
氧化脱硫原理可以分为湿法氧化脱硫和干法氧化脱硫两种方式。
湿法氧化脱硫是将石灰石或石膏悬浮在水中形成石灰乳或石膏浆，然后与烟气进行接触，通过氧化剂的作用将二氧化硫氧化成硫酸盐或硫酸氢钠。
在这个过程中，氧化剂往往是空气中的氧气或者是氧化钙、过氧化氢等化学试剂。
湿法氧化脱硫的优点是脱硫效率高，可以同时去除烟气中的颗粒物和二氧化硫，但是需要大量的水资源，而且产生的废水需要进行处理，会增加设备和运行成本。
干法氧化脱硫是将氧化剂喷射到烟气中，通过氧化剂与二氧化硫的接触使其氧化成硫酸盐或硫酸氢钠。
干法氧化脱硫的优点是不需要额外的水资源，废水处理成本低，但是脱硫效率相对较低，而且氧化剂的使用会增加运行成本。
不论是湿法氧化脱硫还是干法氧化脱硫，其原理都是利用氧化剂将二氧化硫氧化成易溶于水的硫酸盐或硫酸氢钠，从而达到脱硫的目的。
在实际应用中，根据烟气的特性和排放标准的要求，选择
合适的氧化脱硫工艺是非常重要的。
总的来说，氧化脱硫是一种成熟的脱硫技术，通过合理选择氧化剂和脱硫工艺，可以有效地降低烟气中的二氧化硫排放，保护环境，符合国家的环保要求。
随着环保技术的不断发展和完善，相信氧化脱硫技术会在未来得到更广泛的应用和推广。
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关注，有望成为一种生产超低硫产品的主要技
术。
5
2
氧化脱硫原理
•
有机硫化物中硫碳键近似无极性，有机硫
化物与其相应的碳氢化合物有极其相似的性质，
两者在水或极性溶剂中的溶解度差别不大。但
是有机含氧化合物在水或极性溶剂中的溶解度
大于其相应的碳氢化合物。氧原子连接到噻吩
类化合物的硫原子上会显著增加其在极性溶剂
• 按氧化剂的种类分为：双氧水技术、分子氧 （纯氧、空气和臭氧）技术、有机过氧化物 （叔丁基过氧化物、过氧化环己酮和过氧乙酸 等）技术、 NO2/HNO3技术、次氯酸钠技术、高 铁酸钾技术等。
• 按反应条件分为：光化学氧化技术、超声波氧 化技术、催化氧化技术，等离子体催化氧化技 术等 。
13
5
展望
氧化脱硫技术
穆金城 研09031班
1
目录
1
研究背景
2
氧化脱硫原理
3
氧化剂的选择
4
氧化脱硫技术的分类
5
展望
2
1
研究背景
•
石油是一种非可再生资源，世界原油越来
越少，油品越来越重质化，劣质化，石油中的
硫含量也越来越高。
•
在当今社会，人们更加注重环境保护，而
轻质油中的硫在燃烧后会转化成SOx，排放到
大气候将会形成酸雨，因此各国都制定了严格
的燃料油的硫含量标准，这个标准也在逐渐调
整越来越低，低硫油越来越受到各国的重视。
•
因此迫切需要寻找一种新的高效脱硫方法。
3
1
研究背景
•
轻质油中的硫的主要分布形式是硫醇硫、
硫醚硫、噻吩及其衍生物等。
•
硫醇硫和硫醚硫用简单的物理和化学方法
脱除，而噻吩类硫的脱除较难，传统的加氢脱
硫需要在高温高压下操作，且需要大量的氢气，
性，因此人们更注重选择没有的毒性的氧气和
空气。氧气和空气来源广泛，成本低廉，无二
次污染，无腐蚀性等优点，尤其是空气，是一
个热点研究方向。
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3
氧化剂的分类
•
NO2/HNO3作为氧化剂，操作简单，实用价
ห้องสมุดไป่ตู้
值好。但是脱硫率和油品收率都不是很高。而
且硝酸还会腐蚀设备，大量的废酸会污染环境，
所以这种氧化剂很少使用。
率高，副产物为水易于除去，没有副产物有机
酸的产生，不会对反应设备造成腐蚀，所以
H2O2是使用最普遍、研究最多的氧化剂。但因 H202价格较高、稳定性差，油品收率低，产生 的水易使油品产生乳化现象，还会阻止氧化反
应等缺点限制了它的应用。
9
3
氧化剂的分类
•
有机过氧化物为油溶性氧化剂，氧化过程
中不产生大量油水两相，从而避免乳化现象发
中的溶解能力。
•
在原子结构上硫原子比氧原子多5个3d轨
道，这就使得有机硫化合物更容易接受氧原子
被氧化，连接多个氧原子到有机硫化合物的硫
原子上，可以增加其偶极矩，增加其极性，与
轻质油中的烃类性质差别较大。
6
2
氧化脱硫原理
•
氧化脱硫技术主要包括有机硫的氧化和分
离两个步骤。首先将有机硫化物氧化成亚飒和
飒类，然后利用其与烃类的差别采用萃取、吸
生，反应可在管式反应器中进行。但是有机过
氧化物的成本较高，限制其在工业化的应用。
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3
氧化剂的分类
•
在分子氧氧化剂中，臭氧通过链反应分解
产生的羟基自由基具有强反应活性和对有机物
的非选择性，反应条件温和，工艺条件简单，
无二次污染，脱硫率高等优点。但是，臭氧的
氧化性太强，容易产生过度氧化，影响油品的
品质。而且，臭氧的价格较贵，还有一定的毒
• 一、氧化脱硫技术有望成为一种生产超低硫产 品的热门研究技术。
• 二、空气因其廉价，来源丰富，将会成为氧化 剂发展的必然趋势。
• 三、开发高效催化剂。
•
高效催化剂和氧化剂的联合作用会使氧化
脱硫效果更好。氧化脱硫技术的前景会更好。
14
•
高铁酸钾和次氯酸钠，虽然都有良好的脱
硫效果，且分离简单，但是其稳定性不好，所
以在应用上还有一定的限制。
•
因此，建立一种高效、廉价、选择性高的
氧化剂体系，并寻求到氧化态硫化物的出路，
是氧化脱硫技术继续发展的关键。用空气作氧
化剂进行氧化脱硫是一个很有前途的发展方向。
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4
氧化脱硫技术的分类
• 按催化剂的种类分为：有机酸催化技术、杂多 酸催化技术、金属盐催化技术、金属氧化物催 化技术、金属负载催化技术、分子筛催化技术、 仿生催化技术、光催化技术等。
附、蒸馏、热分解等方法分离。
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3
氧化剂的分类
• 氧化脱硫技术的主要氧化剂有双氧水、分 子氧（纯氧、空气和臭氧）、有机过氧化物 （叔丁基过氧化物、过氧化环己酮和过氧乙酸 等）、NO2/HNO3、次氯酸钠、高铁酸钾等。常 用的氧化剂有双氧水、分子氧和有机过氧化物。
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氧化剂的分类
•
过氧化氢作为氧化剂，氧化效果好，脱硫
会存在不安全的因素，油品的生产成本也会上
升，加氢还会使烯烃饱和，降低辛烷值。由于
这些缺点的存在，一些研究者开始把目光转向
非加氢脱硫技术。
•
目前主要的非加氢脱硫技术有氧化脱硫技
术、吸附脱硫技术、生物脱硫技术、烷基化脱
硫技术和沉淀脱硫技术等。
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研究背景
•
氧化脱硫技术具有条件温和，脱硫率高，
工艺简单，不需要氢气等优点，备受研究者的