| HOFUNG TECHNOLOGY Estoril House, No. 2 Jiangtai Road Chaoyang District, Beijing 100016 China Tel : +86-10-64357938 Fax : +86-10-64379212 www.hofung-technology |
| |
Shell-Paques 生物脱硫技术介绍
荷兰荷丰技术公司（北京）
Shell—Paques
介绍
一、Shell-Paques脱硫技术说明：
谢尔—帕克工艺是采用生物技术从气体中脱出H2S—用弱碱性溶液吸收H2S，然后在自然产生的微生物和空气的作用下将所吸收的硫化物氧化成元素硫。谢尔—帕克工艺处理过的气体中H2S含量可小于4 ppmv，可以满足用户对气体净化的要求。
谢尔—帕克工艺克广泛应用于天然气、合成气和炼厂气等各种含有H2S物流净化过程。
二、Shell-Paques脱硫技术工艺原理：
含H2S的气体在吸收塔内与含有硫细菌的碱性水溶液逆向接触，H2S溶解在碱液中并随碱液进入生物反应器（专利设备）中。在生物反应器充气环境下，硫化物（HS双片糊箱机-）被硫磺杆菌系细菌氧化成元素硫。硫磺以料浆的形式从生物反应器中取出，可通过进一步干燥成粉末，或经熔融生成商品硫磺。 通常，在生物反应器和吸收塔之间需要设置一缓冲罐（当进料气压力大于4 bara），以减少溶液中以分子存在的H2S。
Shell-Paques工艺的主要特点是所形成的生物硫磺亲水性好，这样保证了工艺过程中硫磺不会堵塞设备。该工艺中循环溶液的悬浮硫浓度为5-15 g/L。从目前，全世界也开车50多套的Shell-Paques装置还未发现悬浮硫堵塞设备的现象。
工艺化学：
一定压力的含H2S气体进入吸收塔，H2S被碱性溶剂吸收，其主要反应如下：
1. oled灯H2S吸收 H2S + OH– <===> HS– + H2O
2. H2S吸收 H2S + CO32– <===> HS– + HCO3–
3. CO2吸收 CO2 + OH– <===> HCO3–
4. 碳酸盐的形成 HCO3– + OH– 书立<===> CO32– + H2O
吸收了H2S的碱性溶液进入生物反应器后，主要反应如下：
5. 硫磺的产生 HS– + 1／2 O2 ===>S + OH–
6. 硫酸盐的产生 HS– + 2O2 + OH– ===> SO42– + H+
（该反应发生几率在5%以下）
7. 碳酸盐的分解 CO32– + H2O ===> HCO3– + OH–
8. 重碳酸氢盐的分解 HCO3– ===> CO2 + OH–
谢尔—帕克工艺的技术核心是：专利设计的生物反应器。
从上面的化学反应可以看出，碱性溶液用来吸收气体中H2S，并在生物反应器内通过生成元素硫的过程再生。
三、Shell-Paques技术优势：
1. 安全、节省、高效
安全：运用该技术后整个系统是封闭运行的，而且气体中的H2S几乎被完全吸收，不会有中毒和伤亡事件，无环境污染。
节省：该技术所要的投资少，其主要设备为吸收塔、生物反应器（由专利商提供）和仪器。运行成本低，生产所需的操作人员少，减少人力成本；不需要化学催化剂，生物催化剂不会失活，它自动再生，无须更换，运行中所需化学药品少，节约生产成本；该工艺的操作成本、维护费用均很低。
高效：运用该技术保证脱硫后的天然气中H2S含量小于4 ppmv；而且操作弹性大，适应H2S浓度范围50 ppmv~100vol.%，压力范围1~100barg。
2. 操作维护方便
该技术的工艺流程简单，控制系统和监测系统很少，没有复杂的控制回路，操作维护更简单方便。
3. 该技术的装置性能稳定，工艺可靠，经济效益好。
四、Shell-Paques工艺流程简图和工艺描述
酸性气体通过入口气分离器和加热器（根据现场工艺条件决定），进入吸收塔。如果使用加热器提高原料气的进口温度到规定范围，能将入口气的温度控制到与溶剂温度保持一致，有利于H2S的选择性吸收。
带有一定压力的含H2S酸性气进入吸收塔，与塔顶喷淋下来的碱性溶液逆向接触完成吸收过程。吸收塔是一个填料塔或板式塔，通过我们的设计可以保证液体分配均匀并保证很高的净化度。吸收后净化气从吸收塔顶部离开，并通过分液罐进入销售管网或供下游工艺使用。
溶有HS-的溶液从吸收塔底部进入到一个水平闪蒸罐，将溶液中少量溶解的H2S从溶液中释放出来。闪蒸气在闪蒸罐顶部的圆柱形吸收塔中被冲洗后，输至火炬系统燃烧掉。
闪蒸后的溶有HS-的溶液进入生物反应器。在生物反应器的底部通过鼓风机将空气送入生物反应器内，通过控制氧化还原电位来促进反应5的进行，抑制6的发生。通过反应5，溶液得到再生，并同时副产硫磺。再生后的溶液通过溶剂泵分别返回到主吸收塔、闪蒸吸收塔循环使用。
细菌对反应起催化作用，硫化物与氧的反应生成元素硫或硫酸盐，但这个反应更趋于生成元素硫，因为：
∙ 此反应产生羟基分子，能在吸收塔中捕捉H2S分子。
∙ 所生成的元素硫能很容易地从溶剂中分离出来。
细菌和生物硫磺
尽管在生物反应器中，我们需要将所有的硫化物转化成元素硫；但我们仍要认识到，会有很小部份的过氧化物产生。为了减少反应6的发生，可以通过精确控制氧化还原电位仪来实现。
副产的硫磺以硫磺料浆的形式从生物反应器中取出后，进入到一个沉降式分离器中沉淀后通过硫磺泵将其取出。
工艺控制
Shell-Paques工艺的主要的操作参数：
∙ 氧化还原反应控制，决定了再生空气量（可通过调节送风机的频率控制）。
聚氨酯改性环氧树脂
∙ 传导率或总盐量，决定了进入生物反应器的补充水量，生物反应器的溢流进入流出管线。例如，传导率太高，就要增加补充水量（也增大了溢流量），从而降低含盐量。
∙ 溶剂的PH值，决定了加入的碱液量（在此套装置中加入了20%w的NaOH溶液）。溶液的PH值应保持在8.5-9.1，可通过碳酸盐和重碳酸盐的缓冲溶液来控制。
∙ 系统温度（增加冷却/加热设备）
五、结论
● Shell-Paques工艺可用于硫磺产量为50公斤--15吨/天的范围；
● 酸性气体中H2S的浓度范围为：50ppm(v)—100vol.%；
三排键● 脱硫后的成品气中H2S的浓度为4ppm(v)；
● 酸性气体的压力可达到100barg；
● 生物反应器的尺寸范围：5-2000 m3；
● 具有很高的灵活性，能适应H2S高峰负荷；
● 投资、日常维护与操作比传统的“胺＋克劳斯+尾气处理”更简单；
● 安全的工艺流程，吸收塔下游没有游离的H低频标签2S；
● 副产的生物硫磺具有很强的亲水性，因此不会产生堵塞问题；
● 生物硫磺是有价值的产品，能用于硫磺酸和农业使用。
● 在世界范围内拥有45套商业化装置，并有5套应用到天然气领域。目前，中国江苏省宜兴协联电厂采用Shell-Paques生物脱硫工艺来处理沼气。
附：对于净化度要求较高的净化过程，可以采用生物脱硫并串接固定床精脱硫工艺。这样一方面减少了单一固定床吸附工艺的压力，同时也避免了固定床脱硫法的不稳定性。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议