PDS即為雙核酞菁鈷磺酸鈉,其分子結(jié)構(gòu)為(MPc―PcM)。在工業(yè)脫硫裝置上應(yīng)用PDS法時(shí),已證實(shí)對H多液相氧化反應(yīng)具有極高的催化活性。從量子化學(xué)理論上分析,PDS脫硫催化劑由于貫通于整個(gè)分子的大Π電子共扼體系與中心金屬離子的可變價(jià)性能及酞菁環(huán)對中心金屬離子不同價(jià)態(tài)的穩(wěn)定作用相結(jié)合,構(gòu)成了該脫硫劑特殊的催化性能。
【摘要】未經(jīng)凈化的焦?fàn)t煤氣中含有多種氣體組分,尤其是含有焦油、萘、氰化氫(HCN)、硫化氫及多種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)硫。不但污染空氣,對人體也有較大毒害性。探討了PDS脫硫工藝的機(jī)理和流程,并作了必要的分析。
【關(guān)鍵詞】中級(jí)工程師論文范文,焦化煤氣,PDS脫硫
1PDS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
磺化酞菁鈷由鄰苯二甲酸酐、尿素、氯化鈷在鉬酸銨催化下反應(yīng)生成酞菁鈷再磺化,亦可在三氯苯溶劑中反應(yīng)后再磺化而得磺化酞菁鈷。分別產(chǎn)生8種不同構(gòu)型的化合物。這些不同的化合產(chǎn)物可與氧形成絡(luò)合物,但穩(wěn)定性有所不同:它們分別是:(1)雙核酞菁鈷六磺酸;(2)單核酞菁鈷砜六磺酸;(3)酞菁鈷―三磺酸雙核酞菁鈷砜五磺酸;(4)雙核酞菁鈷砜十磺酸。
鈷原子結(jié)合氧原子能越多,說明絡(luò)合物分子氧化硫離子的能力越強(qiáng)。雙核酞菁鈷砜十磺酸銨分子中結(jié)合了8個(gè)氧,具有最強(qiáng)的催化能力。所以,高活性乃至超活性的PDS,其有效成分是較多的雙核酞菁鈷砜十磺酸銨、酞菁鈷―三磺酸雙核酞菁鈷砜五磺酸、雙核酞菁鈷砜六磺酸銨,而少含不與氧形成穩(wěn)定絡(luò)合物的單核酞菁鈷砜六磺酸銨。
2PDS催化脫硫機(jī)理
研究表明,對同一金屬離子來說,其雙核酞菁化合物比單核酞菁化合物具有更高的活性。在其催化反應(yīng)中,催化劑與反應(yīng)物系(HS-O2等)間的縱向電子轉(zhuǎn)移是同等的,而催化劑分子的電子橫向轉(zhuǎn)移卻有區(qū)別。單核金屬酞菁化合物間只能通過溶劑分子搭橋形成結(jié)構(gòu)較松散的超分子體系,才能實(shí)現(xiàn)中心金屬離子間的電子轉(zhuǎn)移,而在雙核金屬酞菁化合物分子中卻可以通過其遍布整個(gè)分子的大Π電子共軛體系有機(jī)地實(shí)現(xiàn)。
由此不難發(fā)現(xiàn),PDS脫硫催化劑在催化液相H2S的氧化反應(yīng)中之所以能快速反應(yīng),且表現(xiàn)出極高的催化活性,是由于雙核金屬酞菁化合物催化下的液相H2S多氧化反應(yīng)過程為自由基反應(yīng)。因此,當(dāng)PDS脫硫催化劑沿此原理進(jìn)行開發(fā),并用于高H2S工業(yè)氣體凈化時(shí),在合適工藝條件下,就可以達(dá)到非常高的凈化度。
3工藝流程
3.1煤氣流程
從上游系統(tǒng)經(jīng)洗苯工藝后出來的煤氣進(jìn)入脫硫工段。在脫硫塔內(nèi),脫硫液逆流噴灑與之接觸。脫出煤氣中的硫化氫,煤氣經(jīng)捕霧器進(jìn)入下道工序。
3.2脫硫液流程
脫硫液由脫硫塔底部經(jīng)液封槽進(jìn)入反應(yīng)槽,由循環(huán)泵抽出。通過脫硫液加熱器送至再生塔,由再生塔頂部經(jīng)液位調(diào)節(jié)器溢流至脫硫塔。液位調(diào)節(jié)器前后U型彎出來的脫硫液送至提鹽,由再生塔排液管來的脫硫液進(jìn)入事故槽。
3.3壓縮空氣
由空壓站來的壓縮空氣,從再生塔底部進(jìn)入,與塔內(nèi)溶液充分接觸使脫硫液再生和浮選出泡沫后,剩余氣由塔頂放空,泡沫溢流至泡沫槽。碳酸鈉、脫硫劑經(jīng)溶堿槽溶解后由堿泵送至反應(yīng)槽。如系統(tǒng)發(fā)生故障,脫硫液可由反應(yīng)槽或再生塔進(jìn)入事故槽。
3.4硫泡沫
再生塔溢出的泡沫收集到泡沫槽,通過泵打入到內(nèi)分式熔硫釜。在釜的上部,被夾套中的蒸汽加熱至硫顆粒聚集變大沉于釜的下部,溶液上升經(jīng)排液管回脫硫系統(tǒng),沉于釜下的硫顆粒繼續(xù)被熔融為液態(tài)硫。當(dāng)積累到一定量時(shí),開始開放硫閥放硫。
3.5廢液提鹽
由泡
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