火电厂脱硫技术全解

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火电厂烟气脱硫技术工艺介绍

火电厂烟气脱硫技术工艺介绍

火电厂烟气脱硫技术工艺介绍烟气脱硫技术是指利用化学或物理方法将燃烧过程中产生的二氧化硫(SO2)等硫化物从烟气中去除的技术。

随着环保要求的不断提高,火电厂烟气脱硫技术也在不断发展和完善。

下面将介绍火电厂烟气脱硫技术的工艺流程和常见的脱硫设备。

工艺流程火电厂烟气脱硫技术主要包括石灰石-石膏法脱硫、海水脱硫法和氨法脱硫等多种工艺。

其中,石灰石-石膏法脱硫是目前应用最为广泛的一种技术。

其工艺流程主要包括石灰石破碎、石灰石浆液制备、石灰石浆液预处理、烟气脱硫反应、石膏脱水和石膏输送等步骤。

首先,石灰石破碎是将原料石灰石进行破碎,使其颗粒度符合脱硫反应的要求。

然后,将破碎后的石灰石与水混合,制备成石灰石浆液。

接下来,对石灰石浆液进行预处理,包括搅拌、沉淀、过滤等工序,以去除杂质和提高浆液的稳定性。

预处理后的石灰石浆液被喷入烟气中,与烟气中的二氧化硫发生化学反应,生成硫酸钙(CaSO3)和硫酸钙(CaSO4)。

最后,将生成的石膏进行脱水处理,并输送至指定地点进行综合利用或堆放。

常见脱硫设备在烟气脱硫工艺中,常见的脱硫设备主要包括石灰石浆液制备系统、烟气脱硫塔、石膏脱水系统等。

石灰石浆液制备系统主要包括石灰石破碎设备、混合搅拌设备、沉淀池、过滤设备等,用于制备和处理石灰石浆液。

烟气脱硫塔是烟气脱硫的核心设备,其结构多样,常见的有湿法烟气脱硫塔和干法烟气脱硫塔。

湿法烟气脱硫塔通过喷淋石灰石浆液的方式,将烟气中的二氧化硫吸收到浆液中,从而达到脱硫的目的。

干法烟气脱硫塔则通过干法喷射或干法吸收的方式进行脱硫。

石膏脱水系统则是将脱硫过程中产生的湿石膏进行脱水处理,降低其含水量,以便于后续的综合利用或处置。

总结烟气脱硫技术是火电厂大气污染治理的重要手段,其工艺流程和脱硫设备的选择对于脱硫效率和运行成本具有重要影响。

随着环保要求的不断提高,火电厂烟气脱硫技术也在不断创新和完善,例如海水脱硫技术和氨法脱硫技术的应用,为火电厂烟气脱硫提供了更多的选择。

浅谈火电厂脱硫技术

浅谈火电厂脱硫技术

浅谈火电厂脱硫技术在当今工业生产中,火电厂作为重要的能源供应设施,扮演着不可或缺的角色。

火电厂在燃烧煤炭时产生的硫化物等有害气体,对环境和人体健康造成了不可忽视的影响。

火电厂脱硫技术成为了研究和应用的热门话题。

本文将从脱硫技术的原理、分类和应用现状等方面进行浅谈,以期为相关领域的研究人员和工程技术人员提供一些参考和启发。

一、脱硫技术原理火电厂脱硫技术的原理主要是利用吸收剂与燃烧产生的有害气体进行化学反应,将硫化物转化为不具有害性质的物质,从而实现对烟气中硫化物的去除。

目前,广泛应用的脱硫技术主要包括湿法石膏法、干法石膏法、石灰石膏法等。

湿法石膏法是最早应用的脱硫技术,其原理是将燃烧产生的烟气与石灰浆液进行接触,使二氧化硫被氢氧化钙吸收,并生成硫酸钙。

这种方法处理效果较好,但存在排放废水的问题。

干法石膏法是在湿法石膏法的基础上进行了改进,采用干法脱硫设备,可以将燃烧产生的烟气直接与石灰或石膏进行接触,从而达到脱硫的效果。

这种技术具有操作简便、投资成本低等优点,是目前应用最广泛的脱硫技术之一。

石灰石膏法采用生石灰浆和粉末喷射到烟气中,通过化学反应将二氧化硫转化为硫酸钙的过程。

这种技术也是比较常见的脱硫方法之一。

根据脱硫过程中是否耗用氧化剂,脱硫技术可以分为氧化脱硫技术和非氧化脱硫技术两大类。

氧化脱硫技术是指在脱硫过程中需要耗用氧化剂,使硫化物氧化为更容易吸收的氧化硫酸盐。

这类技术具有高效、稳定性好的特点,适用于高硫煤和高硫煤气等工况。

湿法脱硫技术指在脱硫过程中需要用到水分或水溶液来与烟气进行接触,以加强吸收效果。

这类技术适用于对有毒气体浓度要求较高的场合。

干法脱硫技术则是指在脱硫过程中不需要用水进行吸收,操作简便,适用于对废水排放有一定要求的工况。

三、脱硫技术应用现状目前,世界各国对燃煤电厂的排放标准越来越严格,要求硫化物等有害气体的排放浓度必须符合环保要求。

在这种情况下,火电厂脱硫技术得到了广泛的应用和推广。

浅谈火电厂脱硫技术

浅谈火电厂脱硫技术

浅谈火电厂脱硫技术火力发电厂是我国电力行业中比较重要的一种发电方式,但与此同时也带来了许多环保问题,例如二氧化硫的排放量。

二氧化硫是一种有害气体,对人体和环境都具有很大的危害,因此需要通过一系列环保措施来减少其排放量。

而脱硫技术就是其中比较重要的一种。

火电厂脱硫技术主要是通过化学反应来减少二氧化硫的排放量,主要分为石灰石石膏法、海水石灰法、氧化钙吸收法、氨吸收法和硫化物还原法等几种。

其中,石灰石石膏法是目前使用最为广泛的脱硫技术之一。

该技术利用石灰石和石膏来将二氧化硫转化为硫酸钙,从而达到脱硫的目的。

在脱硫过程中,二氧化硫通过与氢氧根离子(OH-)反应生成亚硫酸根离子(HSO3-),然后和CaCO3反应生成CaSO3,而CaSO3再与O2反应生成CaSO4,即石膏。

最后石膏通过沉淀和过滤的方式分离出来。

虽然石灰石石膏法的脱硫效率高,但同时也会产生大量的石膏废料,需要投入大量的人力物力来处理。

另外,该技术需要大量的石灰石和石膏,有一定的资源浪费。

氨吸收法是另外一种比较常用的脱硫技术,该技术依靠氨水来吸收二氧化硫。

在脱硫过程中,二氧化硫通过与水反应生成亚硫酸根离子(HSO3-),然后与氨水中的NH3反应生成离子对NH4+HSO3-,从而达到脱硫的目的。

相对于石灰石石膏法,氨吸收法不需要大量的石灰石和石膏,在脱硫过程中也更加安全,不会引起爆炸。

但是相对于其他技术来说,氨吸收法对操作人员的要求较高,需要使用较高纯度的氨水,投资成本也相对较高。

综上所述,火电厂脱硫技术有多种选择,每种技术都有其优缺点。

在选择时,需要根据火电厂的需求以及环境要求来进行选择。

同时,随着技术的不断发展,新的脱硫技术也不断涌现,例如氢氧化钙法、微生物脱硫等,这些新技术为火电厂脱硫提供了更多的选择。

但不管是哪一种技术,都需要经过可靠的实验验证和实践运用,才能真正发挥其优势,达到预期的脱硫效果。

火电厂脱硫脱硝工艺流程

火电厂脱硫脱硝工艺流程

火电厂脱硫脱硝工艺流程火电厂脱硫脱硝工艺流程一、工艺概述1、脱硫火电厂脱硫工艺主要是通过三种常用的技术来实现,分别是:石灰石吸收法、泡沫吸收法和氧化还原法。

1)石灰石吸收法:该方法是利用石灰石对烟气中的硫化物进行吸收,将硫从烟气中吸收,从而实现烟气的脱硫,其原理是将石灰石放入烟气中,当烟气经过石灰石后,硫化物就会与石灰石反应,形成溶解在水中的硫酸盐,最后经过脱除池的处理,将硫酸盐从水中脱除,从而实现对烟气的脱硫。

2)泡沫吸收法:该方法是利用泡沫的吸收作用,将烟气中的硫化物吸收,从而实现烟气的脱硫。

其原理是将特殊的泡沫浆料放入烟气中,当烟气经过泡沫浆料后,硫化物就会被泡沫吸收,最后经过处理,将硫从泡沫浆料中抽除出来,从而实现对烟气的脱硫。

3)氧化还原法:该方法是通过利用氧化剂和还原剂对烟气中的硫化物进行氧化还原,从而将硫从烟气中氧化成二氧化硫,然后通过脱除池脱除,从而实现对烟气的脱硫。

2、脱硝火电厂脱硝工艺主要是利用活性炭吸收法来实现,该方法是将活性炭放入烟气中,当烟气经过活性炭后,氮氧化物就会被活性炭吸收,最后经过处理,将氮氧化物从活性炭中抽除出来,从而实现对烟气的脱硝。

二、工艺流程1、烟气的处理火电厂脱硫脱硝工艺的起始就是烟气的处理,将烟气进行对流、分离、净化处理,以达到烟气含有的硫化物和氮氧化物的含量达到规定的要求。

2、石灰石吸收法将烟气和石灰石混合后进入吸收塔,当烟气经过石灰石后,硫化物就会与石灰石反应,形成溶解在水中的硫酸盐,最后经过脱除池的处理,将硫酸盐从水中脱除,从而实现对烟气的脱硫。

3、泡沫吸收法将特殊的泡沫浆料放入烟气中,当烟气经过泡沫浆料后,硫化物就会被泡沫吸收,最后经过处理,将硫从泡沫浆料中抽除出来,从而实现对烟气的脱硫。

4、氧化还原法将氧化剂和还原剂放入烟气中,当烟气经过氧化剂和还原剂后,硫化物就会被氧化成二氧化硫,然后通过脱除池脱除,从而实现对烟气的脱硫。

5、活性炭吸收法将活性炭放入烟气中,当烟气经过活性炭后,氮氧化物就会被活性炭吸收,最后经过处理,将氮氧化物从活性炭中抽除出来,从而实现对烟气的脱硝。

电厂脱硫工艺及脱硫工艺大全解析

电厂脱硫工艺及脱硫工艺大全解析

我国国情和技术条件都决定了控制火电厂二氧化硫排放的关键和有效的手段是电厂脱硫工艺烟气脱硫。

近年来,我国很多城市空气二氧化硫污染严重,以煤炭为主的能源消耗结构是引起我国二氧化硫污染日趋严重的最重要原因。

煤火力发电站是煤炭消耗的主体,其排放的二氧化硫已接近全社会排放总量的50%这一特点决定了控制燃煤排放的二氧化硫是我国二氧化硫污染控制的重点,控制火电厂二氧化硫排放量又是控制燃煤二氧化硫污染的主要突破口。

目前火电厂减排二氧化硫的主要途径有:煤炭洗选、洁净煤燃烧技术、燃用低硫煤和烟气脱硫脱硝技术手册中的烟气脱硫。

煤炭洗选目前仅能除去煤炭中的部分无机硫,对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。

我国高硫煤产区中,煤中有机硫成分都较高,很难用煤炭洗选的方法达到有效控制二氧化硫排放的目的。

洁净煤燃烧技术在国际上是近10年开发的新技术,目前工业发达国家虽已有成熟的商业化技术,但单机容量都不大;洁净煤燃烧技术投资大、技术要求高,很难在短时间内在国内大面积推广使用。

其次,煤炭燃烧方式与常规锅炉燃烧方式差别很大,在不更换锅炉的情况下,洁净煤发电技术难以用于解决现役电厂的环保问题。

根据烟气脱硫脱硝技术手册烟气脱硫技术比较成熟。

电厂脱硫工艺分析1、 WTG-8200电厂脱硫工艺SO2在线分析成套系统概述WTG-8200烟气连续排放监测系统是根据国家环保要求 , 针对国内燃煤发电锅炉专业研制生产的烟气连续排放监测系统。

WTG-8200烟气连续排放监测系统的最大特点是具有开放性结构,可进一步扩充或开发新的功能,满足用户更多的要求。

系统不仅是燃煤发电锅炉的专用烟气连续排放监测系统,而且还可通用于钢铁、水泥、化工及其它工业锅炉和工业、生活与医疗有毒有害废弃物的垃圾焚烧炉。

2、 WTG-8200电厂脱硫工艺SO2在线分析成套系统系统功能烟气连续排放监测系统具有四大子系统:Ø 烟气采样、处理、分析子系统;Ø 烟尘检测子系统;Ø 辅助参数测量子系统;Ø 数据采集、处理和通讯子系统。

火力发电站烟气脱硫工艺介绍

火力发电站烟气脱硫工艺介绍

火力发电站烟气脱硫工艺介绍火力发电站作为一种常见的发电方式,其燃烧过程中会产生大量的废气,其中包括二氧化硫(SO2)等污染物。

为了保护环境、减少大气污染,烟气脱硫工艺被广泛应用于火力发电站中。

本文将介绍火力发电站烟气脱硫工艺的基本原理、常见的脱硫工艺以及其优缺点。

一、基本原理火力发电站烟气脱硫工艺的基本原理是通过与二氧化硫发生化学反应,将其转化为无害的物质或进一步处理,达到去除废气中二氧化硫的目的。

常见的化学反应有湿法脱硫和干法脱硫两种形式。

二、湿法脱硫工艺湿法脱硫工艺是目前应用较为广泛的烟气脱硫工艺之一。

其主要原理是将烟气与喷射的脱硫剂进行反应,将二氧化硫转化为硫酸盐或硫酸,同时生成水蒸气和热量。

常用的湿法脱硫工艺包括石灰石-石膏法、海水脱硫法等。

1. 石灰石-石膏法石灰石-石膏法是一种常见的湿法脱硫工艺,其基本流程包括石灰石的破碎、搅拌、氧化、吸收、沉淀等步骤。

工作原理是将石灰石喷入脱硫塔内,与废气中的二氧化硫进行反应生成石膏,然后通过沉淀器将石膏固定下来,最终达到脱硫的目的。

2. 海水脱硫法海水脱硫法是利用海水中的氯化钠对二氧化硫进行吸收和转化的湿法脱硫工艺。

其步骤包括洗涤、洗涤液循环、蒸发结晶等。

通过将脱硫塔中的海水与废气进行接触吸收,使二氧化硫转化为亚硫酸钠,然后通过蒸发结晶过程,将亚硫酸钠转化为硫酸钠并固定下来,达到降低烟气中二氧化硫含量的目的。

三、干法脱硫工艺干法脱硫工艺是另一种常用的烟气脱硫方式,其主要原理是将干燥的脱硫剂与烟气进行接触反应,吸附和转化废气中的二氧化硫。

常见的干法脱硫工艺包括活性炭吸附法和氢氧化钠法等。

1. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种基于物理吸附作用的脱硫工艺。

通过将活性炭填充在脱硫设备中,烟气在通过设备时与活性炭进行接触,二氧化硫在活性炭表面吸附,从而达到脱硫的效果。

这种干法脱硫工艺具有操作简单、投资成本较低的特点。

2. 氢氧化钠法氢氧化钠法是一种基于化学反应的干法脱硫工艺。

火电厂脱硫技术浅析(最新整理)

火电厂脱硫技术浅析一、火电厂脱硫概述纵观现阶段的火电厂SO2污染控制技术,火电厂为实现减排SO2而采取的措施主要有:燃用低硫煤、煤炭洗选、洁净煤燃烧技术和烟气脱硫。

SO2的控制途径有:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫,即烟气脱硫(FGD)。

目前,烟气脱硫被认为是控制SO2排放量最行之有效的途径。

脱硫技术的选择必须综合考虑脱硫效率、经济性、可靠性等因素,选择的基本原则是:1.脱硫效率高,但不要盲目追求高效率,因为提高脱硫效率将增加设备投资。

有资料统计,脱硫效率为60%的脱硫设备,若效率提高到70%~80%,则单位设备投资将会增加0.9~1.2倍,脱硫率提高到85%时要高1.64倍。

因此只要SO2排放浓度和脱硫效率能满足国家排放标准,应尽量选用初始投资低的脱硫工艺;2.投资少,脱硫装置投资最好不超过电厂总投资的15%;3.技术成熟,运行可靠,工艺流程简单;4.运行费用低,脱硫剂质优价廉,有可靠稳定的来源;5.对煤种及机组容量适应性强,并能够适应燃煤含硫量在一定范围内的变化;6.脱硫副产品均能得到处置和利用,对环境不造成二次污染。

脱硫工程中最主要的物料就是石灰石粉(一般要求细度为325目90%通过或250目95%通过)。

二、现有火电厂脱硫技术衡量和考察一种脱硫工艺主要应从以下几个方面来分析和比较,即脱硫效率、运行的稳定程度、运行费用、投资、系统的可扩充和可升级性能。

与前所指出的,湿法、炉内喷钙尾部增湿、干法或半干法是在我国各种不同容量的机组上主要采用的几种脱硫工艺。

湿法脱硫工艺的效率比较高,一般都可稳定运行在95%以上。

而其它简易脱硫工艺的效率大多在80%以下,如果进一步提高脱硫效率,脱硫剂的耗量和飞灰的再循环量都要增加,运行费用大幅度上升。

现对各主要脱硫工艺分别进行阐述。

1.湿法石灰石-石膏烟气脱硫法(最为常用的技术方法)该法具有脱硫效率高、运行稳定、运行费用低、无二次污染等特点。

所以,湿法脱硫工艺应用最为广泛。

火力发电厂脱硫脱硝工艺知识讲解

至只有欧洲现行标准的一半 ) 烟尘 30mg/m3
排放总量控制————产生史上最严厉标准
中国燃煤SO2污染现状
中国的大气污染属典型的煤烟型污染,以粉尘和酸雨危害最大,酸雨问题实质 就是SO2污染问题。
中国SO2污染经济损失(2005) (单位:109元人民币)
SO2控制区 控酸雨制区 “两控区” 两控区之外
巴威公司对某500MW机组的设计比较(入口SO2浓度1800ppm,脱硫率95%)
项目
Ca/S L/G(L/Nm3) 液气比
烟气压降 (Pa) 泵功率(KW) 风机功率(KW) 总功率(KW)
采用托盘 1.03 14.5
1240 2760 6860 9620
不采用托盘 1.03 20
870 3750 6580 10330
(2)吸收剂耗量低,钙硫比≤1.03; (3)石膏品位高,含水率≤10%。
系统流程图
主要设备
●吸收塔
上部浆液PH值低,提高氧化效率; 加入氧化空气,增大石灰石溶解度; 石膏排出点合理; 特殊设计的吸收塔喷嘴,不易堵塞; 采用独特的吸收池分隔管件,将氧化区和新 鲜浆液区分开,有利于SO2的充分吸收并快 速生成石膏,而且生成石膏的晶粒大; 采用专利技术的脉冲悬浮搅拌系统; 净化的烟气可通过冷却塔或安装在吸收塔顶 部的烟囱排放。
电厂烟气脱硫脱硝工艺简介
第一部分 烟气脱硫技术
一、燃煤产生的污染 二、烟气排放标准 三、烟气脱硫技术概况 湿法烟气脱硫技术(WFGD技术) 半干法烟气脱硫技术(SDFGD技术)
旋转喷雾干燥法 烟气循环流化床法脱硫 增湿灰循环脱硫(NID)
干法烟气脱硫技术(DFGD技术)
炉膛干粉喷射 高能电子活化氧化法(EBA) 荷电干粉喷射(CDSI)

浅谈火电厂脱硫技术

浅谈火电厂脱硫技术
火电厂脱硫技术是指通过一系列的工艺和设备手段,去除燃煤火电厂烟气中的二氧化
硫(SO2)等硫化物,以减少大气污染和对环境的危害。

火电厂烟气中的二氧化硫是一种主要的大气污染物,它会形成酸雨,危害植物、土壤
和水体。

脱硫技术在火电厂中的应用至关重要。

火电厂常用的脱硫技术主要包括湿法脱硫和干法脱硫两种方式。

湿法脱硫是利用湿石灰石吸收剂来去除烟气中的二氧化硫。

它的基本原理是将湿石灰
石喷入烟气中,石灰石中的氧化钙与二氧化硫发生化学反应生成硫酸钙,并形成石膏湿石
灰石和烟气中的二氧化硫反应的原理。

湿法脱硫技术具有高脱硫效率、处理量大、使用方
便等优点,但同时也存在成本高、产生大量废水和废渣等问题。

除了湿法脱硫和干法脱硫技术外,还有其他一些脱硫技术可以用于火电厂。

选择性催
化还原(SCR)技术可用于去除烟气中的氮氧化物和二氧化硫。

该技术基于催化剂的作用,将氨或尿素喷入烟气中,催化剂将氨和尿素转化为氨氮和氨酸,与烟气中的氮氧化物和二
氧化硫发生反应生成氮和水。

选择性非催化还原(SNCR)技术也可用于去除烟气中的氮氧
化物和二氧化硫,通过喷入氨水在短时间内调整烟气温度,使烟气中的氮氧化物和二氧化
硫还原为氮和水。

火电厂脱硫技术的选择应根据具体情况而定。

在实际应用中,可以根据火电厂的性质、环评要求和经济效益等因素来选用不同的脱硫技术,以达到降低烟气中二氧化硫含量的目的,保护环境并减少对人体健康的影响。

火电厂脱硫技术全解

火电厂脱硫技术全解目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。

湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。

传统的石灰石/石灰一石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。

双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石一石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。

一、主要来源:近年来,随着机动车的增多,汽车尾气已成为主要的大气污染源,酸雨也因此更加频繁,严重危害到了建筑物、土壤和人类的生存环境。

因此,世界各国纷纷提出了更高的油品质量标准,进一步限制油品中的硫含量、烯烃含量和苯含量,以更好地保护人类的生存空间。

随着对含硫原油加工量的增加及重油催化裂化的普及,油品含硫量超标及安定性不好的现象也越来越严重。

由于加氢脱硫在资金及氢源上的限制,对中小型炼油厂来说进行非加氢精制的研究具有重要的意义。

本文简单介绍了非加氢脱硫技术进展及未来的发展趋势。

二、硫的分布:原油中有数百种含硫烃,目前已验证并确定结构的就有200余种,这些含硫烃类在原油加工过程中不同程度地分布于各馏分油中。

燃料油中的硫主要有两种存在形式:通常能与金属直接发生反应的硫化物称为“活性硫”,包括单质硫、硫化氢和硫醇;而不与金属直接发生反应的硫化物称为“非活性硫”,包括硫醚、二硫化物、噻吩等。

对于汽油馏分而言,含硫烃类以硫醇、硫化物和单环噻吩为主,其主要来源于催化裂化(简称FCC汽油。

因此,要使汽油符合低硫汽油的指标必须对FCC汽油原料进行预处理或对FCC汽油产品进行后处理。

而柴油馏分中的含硫烃类有硫醇、硫化物、噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩等,其中二苯并噻吩的4, 6位烷基存在时,由于烷基的位阻作用而使脱硫非常困难,而且随着石油馏分沸点的升高,含硫化合物的结构也越来越复杂。

三、生产方法:1. 酸碱精制酸碱精制是传统的方法,目前仍有部分炼厂使用。

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火电厂脱硫技术全解目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。

湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。

传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。

双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。

一、主要来源:近年来,随着机动车的增多,汽车尾气已成为主要的大气污染源,酸雨也因此更加频繁,严重危害到了建筑物、土壤和人类的生存环境。

因此,世界各国纷纷提出了更高的油品质量标准,进一步限制油品中的硫含量、烯烃含量和苯含量,以更好地保护人类的生存空间。

随着对含硫原油加工量的增加及重油催化裂化的普及,油品含硫量超标及安定性不好的现象也越来越严重。

由于加氢脱硫在资金及氢源上的限制,对中小型炼油厂来说进行非加氢精制的研究具有重要的意义。

本文简单介绍了非加氢脱硫技术进展及未来的发展趋势。

二、硫的分布:原油中有数百种含硫烃,目前已验证并确定结构的就有200余种,这些含硫烃类在原油加工过程中不同程度地分布于各馏分油中。

燃料油中的硫主要有两种存在形式:通常能与金属直接发生反应的硫化物称为“活性硫”,包括单质硫、硫化氢和硫醇;而不与金属直接发生反应的硫化物称为“非活性硫”,包括硫醚、二硫化物、噻吩等。

对于汽油馏分而言,含硫烃类以硫醇、硫化物和单环噻吩为主,其主要来源于催化裂化(简称FCC)汽油。

因此,要使汽油符合低硫汽油的指标必须对FCC汽油原料进行预处理或对FCC汽油产品进行后处理。

而柴油馏分中的含硫烃类有硫醇、硫化物、噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩等,其中二苯并噻吩的4,6位烷基存在时,由于烷基的位阻作用而使脱硫非常困难,而且随着石油馏分沸点的升高,含硫化合物的结构也越来越复杂。

三、生产方法:1.酸碱精制酸碱精制是传统的方法,目前仍有部分炼厂使用。

由于酸碱精制分离出的酸碱渣难以处理,而且油品损失较大,从长远来看,此技术必将遭到淘汰。

2.酸精制该法用一定浓度的硫酸、盐酸等无机酸从石油产品中除去硫醚和噻吩,从而达到脱硫的目的。

反应如下所示:R2S+H2SO4 R2SH++HSO-43.碱精制NaOH水溶液可以抽提出部分酸性硫化物,在碱中加入亚砜、低级醇等极性溶剂或提高碱的浓度可以提高萃取效率。

如用40%的NaOH可除去柴油中60%以上的硫醇及90%的苯硫酚,其中苯硫酚对油品的安定性影响很大。

4.催化法在酞菁催化剂法中,目前工业上应用较多是聚酞菁钴(CoPPC)和磺化酞菁钴(CoSPc)催化剂。

此催化剂在碱性溶液中对油品进行处理,可以除去其中的硫醇。

夏道宏认为聚酞菁钴(CoPPC)和磺化酞菁钴(CoSPc)在碱液中的溶解性不好,因而降低了催化剂的利用率,为此合成出了一种水溶性较好的新型催化剂——季铵磺化酞菁钴(CoQAHPc)n,该催化剂分子内有氧化中心和碱中心,二者产生的协同作用使该催化剂的活性得到了明显的提高。

此外,金属螯合剂法和酸性催化剂法都能使有机硫化物转化成硫化氢,从而有效的去除成品油中的硫化物。

以上这几种催化法脱硫效率虽然较高,但都存在着催化剂投资大、制备条件苛刻、催化活性组分易流失等缺点。

目前炼厂使用此方法的其经济效益都不是很好,要想大规模的应用催化法脱硫技术,尚需克服一些技术上的问题。

5.溶剂萃取选择适当的溶剂通过萃取法可以有效地脱除油品中的硫化物。

一般而言,萃取法能有效地把油品中的硫醇萃取出来,再通过蒸馏的方法将萃取溶剂和硫醇进行分离,得到附加值较高的硫醇副产品,溶剂可循环使用。

在萃取的过程中,常用的萃伞液是碱液,但有机硫化物在碱液和成品油中的分配系数并不高,为了提高萃取过程中的脱硫效率,可在碱液中添加少量的极性有机溶剂,如MDS、DMF、DMSOD等,这样可以大大提高萃取过程中的脱硫效率。

夏道宏等人提出了MDS-H2O-KOH化学萃取法,用这三种萃取剂对FCC汽油进行了萃取率及回收率的实验,结果表明该方法在同一套装置中既能把油品中的硫醇萃取出来,还可以高效回收萃取液中的单一硫醇以及混合硫醇,得到高纯度的硫醇副产品,具有很高的经济效益和社会效益[3]。

福建炼油化工公司把萃取和碱洗两种工艺结合起来,采用甲醇-碱洗复合溶剂萃取法显著提高了FCC柴油的储存安定性,萃取溶剂经蒸馏回收甲醇后可循环使用。

此种方法投资低,脱硫效率高,具有较高的应用价值。

6.催化吸附催化吸附脱硫技术是使用吸附选择性较好且可再生的固体吸附剂,通过化学吸附的作用来降低油品中的硫含量。

它是一种新出现的、能够有效脱除FCC汽油中硫化物的方法。

与通常的汽油加氢脱硫相比,其投资成本和操作费用可以降低一半以上,且可以从油品中高效地脱除硫、氮、氧化物等杂质,脱硫率可达90%以上,非常适合国内炼油企业的现状。

由于吸附脱硫并不影响汽油的辛烷值和收率,因此这种技术已经引起国内外的高度重视。

Konyukhova[5]等把一些天然沸石(如丝光沸石、钙十字石、斜发沸石等)酸性活化后用于吸附油品中的乙基硫醇和二甲基硫,ZSM-5和NaX沸石则分别用于对硫醚和硫醇的吸附。

Tsybulevskiy[5]研究了X或Y型分子筛进行改性后对油品的催化吸附性能。

Wismann[5]考察了活性炭对油品的催化吸附性能。

而在这些研究中普遍在着脱硫深度不够,吸附剂的硫容量较低,脱硫剂的使用周期短,且再生性能不好,因而大大限制了其工业应用。

据报道,菲利浦石油公司开发的吸附脱硫技术于2001年应用于258 kt/a的装置,经处理后的汽油平均硫含量约为30 μg/g,是第一套采用吸附法脱除汽油中硫化物的工业装置,并准备将这一技术应用于柴油脱硫。

国内的催化吸附脱硫技术尚处于研究阶段。

徐志达、陈冰等[6]用聚丙烯腈基活性炭纤维(NACF)吸附油品中的硫醇,结果只能把油品中的一部分硫醇脱除。

张晓静等[7]以13X分子筛为吸附剂对FCC汽油的全馏分和重馏分(>90℃)进行了研究,初步结果表明对硫含量为1220 μg/g的汽油的全馏分和重馏分进行精制后,与未精制的轻馏分(<90℃)混合可得到硫含量低于500 μg/g的汽油。

张金岳等[8]对负载型活性炭催化吸附脱硫进行了深入的研究。

总之,催化吸附脱硫技术在对油品没有影响的条件下能有效的脱除油品中的硫化物,且投资费用和操作费用远远低于其他(加氢精制、溶剂萃取,催化氧化等)脱硫技术。

因此,研究催化吸附脱硫技术具有非常重要的意义。

7.络合法用金属氯化物的DMF溶液来处理含硫油品时可使有机硫化物与金属氯化物之间的电子对相互作用,生成水溶性的络合物而加以除去。

能与有机硫化物生成络合物的金属离子非常多,其中以CdCl2的效果最好。

下面列举了不同金属氯化物与有机硫化物的络合反应活性顺序为:Cd2+>Co2+>Ni2+> Mn2+>Cr3+>Cu2+>Zn2+>Li+>Fe3+。

由于络合法不能脱除油品中的酸性组分,因此在实际应用中经常采用络合萃取与碱洗精制相结合的办法,其脱硫效果非常显著,且所得油品的安定性好,具有较好的经济效益。

四、生物脱硫:生物脱硫,又称生物催化脱硫(简称BDS),是一种在常温常压下利用需氧、厌氧菌除去石油含硫杂环化合物中结合硫的一种新技术。

早在1948年美国就有了生物脱硫的专利,但一直没有成功脱除烃类硫化物的实例,其主要原因是不能有效的控制细菌的作用。

此后有几个成功的“微生物脱硫”报道,但却没有多少应用价值,原因在于微生物尽管脱去了油中的硫,但同时也消耗了油中的许多炭而减少了油中的许多放热量[9]。

科学工作者一直对其进行了深入的研究,直到1998年美国的Institute of Gas Technology(IGT)的研究人员成功的分离了两种特殊的菌株,这两种菌株可以有选择性的脱除二苯并噻吩中的硫,去除油品中杂环硫分子的工业化模型相继产生,1992年在美国分别申请了两项专利(5002888和5104801)。

美国Energy BioSystems Corp (EBC)公司获得了这两种菌株的使用权,在此基础上,该公司不仅成功地生产和再生了生物脱硫催化剂,并在降低催化剂生产成本的同时也延长了催化剂的使用寿命。

此外该公司又分离得到了玫鸿球菌的细菌,该细菌能够使C-S键断裂,实现了脱硫过程中不损失油品烃类的目的。

现在,EBC公司已成为世界上对生物脱硫技术研究最广泛的公司。

此外,日本工业技术研究院生命工程工业技术研究所与石油产业活化中心联合开发出了柴油脱硫的新菌种,此菌种可以同时脱除柴油中的二苯并噻吩和苯并噻吩中的硫,而这两种硫化物中的硫是用其它方法难以脱除的。

BDS过程是以自然界产生的有氧细菌与有机硫化物发生氧化反应,选择性氧化使C-S键断裂,将硫原子氧化成硫酸盐或亚硫酸盐转入水相,而DBT的骨架结构氧化成羟基联苯留在油相,从而达到脱除硫化物的目的。

BDS技术从出现至今已发展了几十年,目前为止仍处于开发研究阶段。

由于BDS技术有许多优点,它可以与已有的HDS 装置有机组合,不仅可以大幅度地降低生产成本,而且由于有机硫产品的附加值较高,BDS比HDS在经济上有更强的竞争力。

同时BDS还可以与催化吸附脱硫组合,是实现对燃料油深度脱硫的有效方法。

因此BDS技术具有广阔的应用前景。

五、新型脱硫:1.氧化脱硫技术氧化脱硫技术是用氧化剂将噻吩类硫化物氧化成亚砜和砜,再用溶剂抽提的方法将亚砜和砜从油品中脱除,氧化剂经过再生后循环使用。

目前的低硫柴油都是通过加氢技术生产的,由于柴油中的二甲基二苯并噻吩结构稳定不易加氢脱硫,为了使油品中的硫含量降到10 μg/g,需要更高的反应压力和更低的空速,这无疑增加了加氢技术的投资费用和生产成本。

而氧化脱硫技术不仅可以满足对柴油馏分10 μg/g的要求,还可以再分销网点设置简便可行的脱硫装置,是满足最终销售油品质量的较好途径。

2.ASR-2氧化脱硫技术ASR-2[12]氧化脱硫技术是由Unipure公司开发的一种新型脱硫技术,此技术具有投资和操作费用低、操作条件缓和、不需要氢源、能耗低、无污染排放、能生产超低硫柴油、装置建设灵活等优点,为炼油厂和分销网点提供了一个经济、可靠的满足油品硫含量要求的方法。

在实验过程中,此技术能把柴油中的硫含量由7000 μg/g最终降到5 μg/g。

此外该技术还可以用来生产超低硫柴油,来作为油品的调和组分,以满足油品加工和销售市场的需要。

目前ASR-2技术正在进行中试和工业实验的设计工作。

其工艺流程如下:含硫柴油与氧化剂及催化剂的水相在反应器内混合,在接近常压和缓和的温度下将噻吩类含硫化合物氧化成砜;然后将含有待生催化剂和砜的水相与油相分离后送至再生部分,除去砜并再生催化剂;含有砜的油相送至萃取系统,实现砜和油相分离;由水相和油相得到的砜一起送到处理系统,来生产高附加值的化工产品。

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