煙氣脫硫技術是目前被公認的控制二氧化硫污染的技術。國外煙氣脫硫技術起步于19世紀,經過一百多年的發(fā)展,已開發(fā)了上百種煙氣脫硫技術。其中比較有代表性的技術有鈣法、鈉法、鎂法、氨法等技術。這些煙氣脫硫技術為發(fā)達國家二氧化硫污染的控制起到了重大作用,但仍是以高開采、高污染、高消耗、低效益為特征的傳統污染治理模式。
1.煙氣脫硫濕法脫硫中的傳質阻力問題。濕法脫硫受傳質控制這一觀點已確認,雖然PDS脫硫方法的出現,顯示出新型液相催化劑的巨大作用,即加入少量H就能取得較好的脫硫效果,但這并不能否認過去濕法脫硫中強化傳質的思路有錯,事實上近年開發(fā)的規(guī)整填料和垂直篩板塔等技術都強化了傳質過程,在脫硫應用上有了新發(fā)展。
2.濕法脫硫的硫回收。我國化肥廠的脫硫設備不僅承擔著凈化氣體的任務,同時還要將硫化氫轉變?yōu)閱误w硫,但這一硫資源回收率不高,不少被排放流失,而且塔內易形成硫堵,嚴重影響生產。過細的硫顆粒不易過濾回收,對填料和器壁附著力也強。因此設法使硫粒子盡量變粗,脫硫液中懸浮硫盡量減少,將有助于該問題的解決。
3.合成氨生產鏈中硫化物變化規(guī)律。氨廠氣體中的H2S和有機硫處于不斷變化的環(huán)境,目前我們對硫化氫的變化了解較多,而對羰基硫、二硫化碳的變化規(guī)律知之甚少。通過對氮肥廠變換、碳化、銅洗、氨分等各工序硫的變化分析,發(fā)現有機硫除了在變換中水解轉化而大幅降低外,在有氨性溶液或液氨同氣體接觸的過程中都不同程度地被脫除,尤其對羰基硫更為顯著,在碳化階段存在著二氧化碳的“排代”作用,主塔出口有機硫濃度大增。由于低溫和氣液接觸良好,氨分對羰基硫具有優(yōu)異的脫除功能。氨催化劑硫中毒可能更多是由二硫化碳所引起。另外,在變換的熱水飽和系統,少量硫化氫會進一步深度氧化而生成硫酸鹽,影響食品級碳銨的生產。因此揭示這個生產鏈中硫化物的變化規(guī)律應是研究方向之一。
4.合理選擇脫硫、脫碳工藝。對于大氮肥廠,通過甲醇洗、NHD、MDEA、HS等方法可同時脫硫脫碳,使H2S、CCI2及有機硫脫至很低濃度。而在中小氮肥使用煤制氣的裝置,氣體中因含氧使情況更為復雜。由于干法脫硫劑硫容小,放在脫碳前是不得已而為之,實際上脫碳前高濃度C02影響脫硫,尤其是精脫硫。專家指出,在變換氣的脫硫中干法、濕法應合理組合運用。
5.煙氣脫硫技術需不斷完善。精脫硫存在流程長、硫容低、功能單一等不足,脫除微量堿化氫及有機硫若能在一個塔內進行,效益會更好。同時還要加強對精脫硫劑脫除有機硫能力的研究。此外,ether、Thiophene等技術的開發(fā)專家預計,精脫有機硫化物的目標如能實現,常低溫精脫硫工藝將有望取代以加氫脫硫為核心的中溫脫硫工藝。
6.精脫硫中的有機硫釋放。在精脫硫中氣體通過脫硫設備后,出現“放硫”即羰基硫出口濃度高于進口的現象,影響正常操作。造成這一現象的原因在以下幾點:CO2、CDS的競爭吸附;H2S的吸收相對滯后,形成表面富集,與CO2反應生成COS;脫硫劑過干或含氧過低,H2S在表面富集,不能及時轉化為單體硫,而導致COS的生成。因此深入研究放硫機理,對優(yōu)化工藝條件和改進精脫硫有著重要意義。