[发明专利]用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂

说明书

本发明属于气体净化技术领域，具体涉及一种用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂。包含下列组分：可溶性铁盐、可溶性铈盐、螯合剂、无机碱、有机添加剂和水；其中铁离子重量百分比为0.5‑5％wt，并且Fe³⁺与Fe²⁺的摩尔比为0.5‑5.0；铈离子重量百分比为0.1‑0.5％wt；无机碱中的阳离子与铁离子的摩尔比为0.5‑1.0；螯合剂与铁离子和铈离子之和的摩尔比为1.0‑3.5；有机添加剂重量百分比为0.2‑2wt％。该脱硫剂可以同时脱除克劳斯尾气中的硫化氢和羰基硫，脱硫后净化尾气中硫化氢含量小于10mg/m³，羰基硫含量小于20mg/m³，满足国家环保标准要求，成本低，脱硫剂活性高，脱硫效果好。

技术领域

本发明属于气体净化技术领域，具体涉及一种用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂。

背景技术

我国2015年4月16日签发的《石油炼制工业污染物排放标准(GB31570-2015)》规定：硫磺装置烟气SO₂排放浓度限值一般地区要求达到400mg/Nm³以下，重点地区要求达到100mg/Nm³以下；且硫磺尾气SO₂排放量也是环保部污染物总量核查核算中的重要指标之一，新建硫磺装置2015年7月1日起执行，老硫磺装置于2017年7月1日起执行。国内现有硫磺装置300余套，硫磺装置为实现达标排放，需要开发新型硫回收工艺来降低装置二氧化硫的排放。随着国家对环境保护的日益重视，环保督查成为常态化，开发低排放新技术，是硫磺回收装置目前迫切需要解决的难题，也是企业生存的根本保证。

我国常规硫磺回收工艺大都采用Claus+还原吸收工艺，该工艺存在流程复杂，能耗损失较大的问题。克劳斯燃烧法处理酸性气之后的尾气SO₂排放浓度高达数千ppm，工业上仍需经过尾气加氢-吸收-解吸提浓-燃烧的尾气再处理才能达到尾气的排放标准，显然，克劳斯还原吸收尾气处理工艺存在：工艺流程长、能耗损失大、醇胺分解、腐蚀严重、尾气超标及二次污染严重等问题。此外，醇胺吸收法在处理高CO₂含量克劳斯尾气时，还存在CO₂共吸收严重，影响硫化氢吸收效果的缺点。经还原吸收系统吸收后，净化尾气中硫化氢和羰基硫含量仍然高达数百ppm，不能满足现有排放标准。由此可见，传统的Claus+还原吸收工艺受热力学和化学平衡限制，仅靠Claus工艺优化，即使总硫回收率达到99.5％也很难以实现烟气二氧化硫排放浓度小于100毫克每立方米的环保要求。

近年来，以络合铁为活性成分的LO-CAT水相湿法脱硫技术在工业生产中有所应用。LO-CAT工艺是由美国ARI技术公司开发的一种环境保护型硫回收新工艺,装置在常温下操作，能够处理几mg/m³到100％等不同含量的H₂S气体，适用于产量在0.2～20t/d的小规模硫磺回收装置，硫回收率高，可达99.9％以上，处理后的净化气体中H₂S质量浓度可达10mg/m³以下。LO-CAT工艺是一种低能耗硫回收工艺,其气体净化度高、产品硫磺质量好、消耗低、应用范围广、操作弹性大、易于控制和操作，并且处理效果不受气体中CO₂含量影响。以该技术替代现有硫磺回收装置中的尾气吸收系统，不仅可以实现硫磺回收装置尾气达标排放，还可以降低装置能耗。但该工艺核心技术脱硫催化剂一直依赖进口，进货周期长，同时部分分析检测项目需要在国外进行或者由国外提供标准试剂，导致运行成本高和分析测试不方便。因此，实现络合铁催化剂国产化有助于该技术大力推广，可满足硫磺回收装置达标排放。此外，该工艺应用于克劳斯尾气处理时，因克劳斯尾气中含有部分羰基硫，现有脱硫剂不能实现羰基硫的脱除。

发明内容