脱硫剂

 　　1简介

　　脱硫剂一般指脱除燃料、原料或其他物料中的游离硫或硫化合物的药剂;在污染物的控制和处理中主要指能去除废气中硫氧化物(包括SO2和SO3)所用的药剂。各种碱性化合物都可作为脱硫剂。

　　去除烟道废气中二氧化硫的脱硫剂，采用最多的是廉价的石灰、石灰石和用石灰质药剂配制的碱性溶液。脱硫剂能吸收烟气中大部分的二氧化硫固定在燃料渣内。化工厂、冶炼厂等常采用碳酸钠、碱性硫酸铝等溶液作为脱硫剂处理含二氧化硫的尾气，并可解吸回收利用。

　　这种混合溶液脱硫剂具有表面活性，催化氧化，可以性促进SO2的直接反应，加速CaCO3的溶解，促进CaSO3迅速氧化成CaSO4，强化CaSO4的沉淀，降低液气比，减少钙硫比，减少水分的蒸发。当烟气入口SO2浓度增加，高于设计值时，吸收塔反应池内PH值降低，需要更大的Ca/S比时，在吸收塔反应池容积不需扩大的情况下，CaCO3能够快速溶解，增加钙离子浓度，保持浆液PH值在正常范围，对PH值有一定的缓冲作用。延长工作段浆液的运行时间，减少配浆次数，可使设备结垢明显减少，垢层变薄，停机后用水冲洗，垢层容易脱落。对脱硫系统结垢起分散性和活动性，减少结垢的淤积，减少浆液中氯离子的含量，对脱硫设备中各种材质的腐蚀、结垢速率均有不同程度的减少，其中碳钢减少最多，腐蚀、结垢速率分别可减少74%和79%，聚氯乙烯可减少48%和55%。脱硫剂的加入，可起到阻垢防腐缓蚀的作用，减少脱硫喷嘴的堵塞、结垢、腐蚀、磨损，减少浆液循环泵及叶轮的结垢、腐蚀、磨损，减少脱硫系统中备品备件维修和更换。拓宽脱硫材料的选择范围，提高系统的可靠性。在不同的工况下可减少和停用浆液循环泵及氧化风机，提高脱硫效率，降低运行费用，适合煤中的含硫量变化，及适用高硫煤。在烟气脱硫应用中，具有广阔的市场推广优势，可产生可观的经济效益和社会效益。

　　2氧化铁脱硫剂

　　氧化铁脱硫剂是一种固体脱硫剂，有无氧气存在均可脱硫。其原理是将废气中的含硫化合物化学吸附到脱硫剂的小孔中，改变其化学组成从而净化气体。当脱硫剂达到饱和后，即其不再具有脱硫能力需要对其进行再生，如采用水蒸汽进行汽提再生。但是，氧化铁脱硫剂在长时间使用后，其活性会不断下降，如其中的小孔被一些杂质物所堵塞，这时脱硫剂就失活了，但当反应体系有微量氧存在时可提高其脱硫活性，延长使用寿命。废脱硫剂可以回收其中的活性成分。

　　3液态脱硫剂

　　因质子传递.H2S与MDEA(N-甲基二乙醇胺)进行的反应几平是受气膜控制的瞬时化学反应:

　　H2S+R2NCH3=[R2NHCH3]+[HS]-

　　由于MDEA是一种叔胺，CO2只有与水生成碳酸氢盐后才与胺进行酸碱中和反应：CO2+H2O+R2NCH3 R2NHCH3+HCO3(2) 因为CO2和水需要缓慢的中间过程.这种反应速率上的巨大差别构成选择性吸收的基础.即MDEA在CO2存在下对H2S吸收具有较高的选择性。

　　酸性尾气经水洗除去其中的CH3OH和HCN后进入吸收塔底部与从顶部加入的贫胺液逆流接触，脱硫后的净化气从吸收塔顶部逸出。离开吸收塔富胺溶液通过换热器与贫胺换热得到加热，然后在再生塔中再生，脱除的含H2S和CO2的再生酸气作为克劳斯装置进料，贫胺经冷却泵送至吸收塔

　　名　称N-甲基二乙醇胺

　　类　别焦点产品/甲基醇胺系列

　　简　称MDEA

　　外　观(25℃)常温下为无色至微黄色透明液体。

　　含　量(%)(GC)≥98.0%

　　全胺值450-480mgKOH/g

　　色　泽(G)(Hazen)≤120

　　水　分(%)≤1.0%

　　溶　程能与水、醇混溶，微溶于醚。

　　应用领域广泛应用于油田气和煤气的脱硫净化乳化剂和酸性气体吸收剂、酸碱控制剂、聚氨酯泡沫催化剂。可在活化剂参与下脱除合成氨中的二氧化碳。另外，MDEA还可以作为杀虫剂、乳化剂、织物助剂的半成品、抗肿瘤药物盐酸氮芥的中间体、胺基甲酸酯涂料的催化剂、纤维助剂等，同时，也是油漆的一种促干剂。

　　CAS NO.105-59-9

　　4脱硫剂的选择

　　钙法脱硫

　　利用硫酸钙化学和物理的稳定性达到脱硫目的，原料是石灰石、消石灰等，首先是使SO2溶解：SO2+H2O=H2SO3，H2SO3=HSO3-+H+，HSO3-=H++SO32-使石灰石溶解：

　　CaO+H2O=Ca(OH)2，Ca(OH)2=Ca2++2OH-，使两种溶液进行化学反应吸收溶解的SO2：

　　Ca2++SO32-=CaSO3，CaSO3+(1/2)H2O=CaSO3·(1/2)H2O。

　　对液体进行氧化：

　　HSO3-+(1/2)O2=H++SO42-，Ca2++SO42-=CaSO4↓，CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O↓

　　最后的产物是CaSO4·2H2O↓(就是石膏)，是一种不溶于水的稳定物质，可用于建筑材料和水泥制作的原料。

　　以上这种方法就是通常所说的石灰石—石膏法烟气脱硫(FGD)的化学机理。

　　镁法脱硫

　　利用中国的特产氧化镁进行脱硫的方法，原料是镁矿石、氧化镁等，也经过了SO2溶解，MgO溶解：MgO+H2O=Mg(OH)2，MgO+2CO2+H2O=Mg(HCO3)2，

　　使两种溶液进行化学反应吸收溶解的SO2：

　　Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O，

　　Mg(HCO3)2+SO2=MgSO3+H2O+2CO2，

　　MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2，

　　MgO+Mg(HSO3)2=2MgSO3+H2O 要完成此过程MgO要有5%的过量。

　　对液体进行氧化：

　　MgSO3+1/2O2=MgSO4，

　　MgO+SO2+1/2O2=MgSO4在经过结晶浓缩可生产肥料级的MgSO4·1H2O，也可生产工业级MgSO4·7HO，如果不进行或抑制MgSO3氧化，可以再生脱硫剂并生产硫酸。

　　氨法脱硫

　　利用氨气和氨水与二氧化硫和氮氧化物反应，起到脱硫、脱硝的作用。也是先用水溶解SO2、NO、NO2，形成HSO3、HSO4、HNO3，然后与NH3及氨水发生化学反应：

　　H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4，HNO3+NH3=NH4NO3，

　　SO2+H2O+1/2O2=H2SO4，H2SO3+2NH3=(NH4)2SO3，

　　(NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3，NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3。

　　(NH4)2SO3在数小时内可以被大气氧化：(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4氨法的优势是用量少、二次污染少、副产品用途广泛(可以作为氨肥)、也可以实现循环再生使用、脱硫、脱硝一次完成，但是氨水的价格高1200—1500元/吨，配套设备要求高，一次性投资大。

　　钠法脱硫

　　用火碱和纯碱作为吸收液进行脱硫。SO2在水中与NaOH和Na2CO3反应：

　　2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，

　　Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑，

　　Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3，

　　NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，

　　2NaHSO3+Na2CO3=2Na2SO3+H2O+CO2↑

　　在吸收液的处理中可以利用Na2SO3与NaHSO3在水中溶解度的不同，使Na2SO3结晶作为副产品，或者用酸分解处理，使之再生。火碱和纯碱的价格比较高，且腐蚀性也比较高，在当前世界上使用不是很普遍，在钠法的基础上，在后期加入石灰石生产石膏可以节省部分的火碱、纯碱，这就是双碱法。

　　炭法脱硫

　　是利用炭材料的吸附性能或催化氧化性能脱除烟气中的二氧化硫同时回收硫资源的方法。其机理是：SO2、O2和H2O被活性炭吸附，催化氧化：SO2+1/2O2=SO3之后水合成为酸：SO3+H2O=H2SO4，用水冲洗吸附材料后再生吸附剂的吸附活性，并产生稀硫酸：H2SO4+n H2O=H2SO4·n H2O，浓缩后成为副产品。炭法脱硫工艺流程短、运行维护简单、脱硫剂消耗小、水耗小、脱硫成本低、副产品可综合利用，但是脱硫容量小、能耗和炭耗大、脱硫效率低，所以现在不能用于大规模锅炉，也没有形成产业化。

　　海水/电石渣/工业废水/锅炉废水法脱硫：

　　海水中过量的碳酸盐(钠、钙)、电石渣中的碳酸钙、工业废水、锅炉废水中的碱性物质，都是可以与酸性的二氧化硫反应而起到脱硫作用。是可以综合利用的资源，但是在实际中应用时存在着不易控制浓度、脱硫效果不稳定、脱硫效果差等缺点，而且要因地制宜。