코발트 프탈로시아닌 탈황 촉매의 8가지 주요 응용 분야

황 제거는 단순히 배출가스 문제만은 아닙니다. 황화수소는 배관을 부식시키고, 하류 촉매를 오염시키며, 엔진을 손상시키고, 악취 문제를 일으키고, 탈황탑에 황 침전물을 쌓아 막히게 할 수 있습니다.

코발트 프탈로시아닌 탈황 촉매는 알칼리성 습식 산화 시스템에서 산업 가스로부터 H₂S를 제거하는 데 사용됩니다. 이 촉매는 순환 용액을 재생하고 흡착된 황화물을 분리 가능한 원소 황으로 전환하는 데 도움을 줍니다.

선별된 코발트 프탈로시아닌 제제는 LPG 및 석유 분획물의 메르캅탄 제거에도 사용됩니다. 그러나 기체상 H₂S 제거와 액체 탄화수소 제거는 서로 다른 작업이므로 별도로 평가해야 합니다.

이 글에서는 코발트 프탈로시아닌 촉매의 일반적인 산업 시나리오 8가지와 구매자가 제품을 선택하기 전에 확인해야 할 운영상의 문제점을 다룹니다.

코발트 프탈로시아닌 탈황 촉매는 어떻게 작동합니까?

습식 산화 탈황 시스템에서 황을 함유한 가스는 흡수기 내부에서 알칼리성 순환 용액과 접촉합니다. 황화수소는 액체에 흡수된 후 촉매 산화환원 과정을 통해 원소 황으로 산화됩니다.

재생부에 공기가 유입되면 순환 용액이 복원되어 흡수기로 되돌아갈 수 있습니다.

일반적인 절차는 다음과 같습니다.

1. 알칼리 용액에서의 H₂S 흡수
2. 용해된 황화물의 촉매 전환
3. 원소 황으로의 산화
4. 순환액의 공기 재생
5. 황 분리
6. 재활용 용액이 흡수기로 되돌아갑니다.

효율적으로 관리되는 시스템은 황을 회수하고 화학물질 소비를 제한하면서 H₂S 부하를 줄일 수 있습니다. 그러나 실제 성능은 유입수 조성, 알칼리도, pH, 온도, 폭기, 액체-기체 비율 및 황 분리에 따라 달라집니다.

Honrel은 공급합니다 PDS-HY 코발트 프탈로시아닌 탈황 촉매 습식 산화 가스 정화 및 특정 황 처리 용도에 사용됩니다.

1. 코크스 오븐 가스 탈황 및 탈시안화

코크스 오븐 가스에는 H₂S, HCN 및 기타 황 함유 불순물이 포함될 수 있습니다. 이러한 오염 물질은 산업용 연료로 사용하거나 도시 가스로 공급하거나 다른 화학 공정에 보내기 전에 반드시 제거해야 합니다.

PDS 습식 산화는 코크스 공장에서 H₂S를 흡수하고 순환 용액 내 황 생성을 촉진하는 데 사용됩니다. 공정 구성에 따라 동일한 정제 섹션에서 탈시안화 공정도 지원될 수 있습니다.

일반적인 운영상의 고려 사항은 다음과 같습니다.

• 높은 유입 H₂S
• 원유 가스에 함유된 HCN
• 탑 패킹에 황 침전물 형성
• 배관 및 스프레이 노즐 막힘
• 고농도 부유 유황
• 순환 용액의 거품 발생
• 티오황산염 및 기타 부산물 염의 축적
• 재생 효율 저하

PDS-HY는 비교적 큰 황 입자를 생성하여 고액 분리를 용이하게 합니다. 황 제거 효율이 향상되면 용액 내 부유 고형물 함량이 감소하고, 분리탑 충전재 및 파이프라인 막힘 위험이 줄어듭니다.

Honrel은 명시된 코크스 오븐 가스 조건에 대해 최소 30ppm의 촉매 농도를 권장하며, 흡수 온도는 30~35°C, 재생 온도는 35~40°C, 용액 pH는 8~9 사이로 설정합니다.

2. 원유 석탄가스 및 도시가스 정제

정제되지 않은 석탄가스는 연료 네트워크나 하류 처리 시설에 투입되기 전에 종종 정화 과정을 거쳐야 합니다. 처리되지 않은 H₂S는 연소 과정에서 부식, 불쾌한 냄새 및 황 배출을 유발할 수 있습니다.

코발트 프탈로시아닌 촉매는 암모니아계 또는 탄산염계 순환액에 첨가될 수 있습니다. 이는 흡수기가 가스에서 H₂S를 제거하는 동안 산화적 재생을 촉진합니다.

이 치료법은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있습니다:

• 산업용 연료가스 준비
• 도시가스 생산
• 석탄화학물질 공급가스 정화
• 코크스 제조 시설 내 가스 재사용
• 하류 유황 부하량 감소

촉매는 기본적인 가스 조절 과정을 대체하지 않습니다. 타르, 분진 및 과도한 응축수는 가스가 흡수기에 도달하기 전에 제거해야 합니다. 그렇지 않으면 오염 물질이 기체-액체 접촉을 방해하거나, 거품 발생을 증가시키거나, 황 분리를 저해할 수 있습니다.

기존 탈황 설비의 경우, 구매 시 가장 중요한 고려 사항은 기존 순환 용액과의 호환성입니다. 구매자는 제품 변경 전에 현재 사용 중인 흡수제 조성, 촉매 투입량, 가스 유량 및 황 함량 데이터를 제공해야 합니다.

3. 비료 공장에서의 반수증기식 가스 정화

반수성 가스는 일부 비료 및 암모니아 생산 공정에서 중간 원료로 사용됩니다. 이 가스는 전환, 압축 및 합성 공정에 들어가기 전에 H₂S 함량을 줄여야 합니다.

이 단계에서 대량의 황을 제거하면 도움이 될 수 있습니다.

• 하류 촉매를 보호하십시오
• 압축기 및 배관의 부식을 줄입니다.
• 미세 탈황층의 부하를 낮추십시오
• 연마 흡착제의 수명 연장
• 생산 후반 단계를 안정화합니다

Honrel은 반수성 가스의 경우 흡수 온도 범위를 25~35°C, 재생 온도 범위를 35~45°C로 제시합니다. 권장 용액 pH는 8~9이며, 촉매 농도는 최소 30ppm입니다.

순환액은 플랜트 공정에 따라 휘발성 암모니아 또는 탄산나트륨을 사용할 수 있습니다. 용액 조성은 정기적으로 점검해야 하는데, 알칼리도가 낮으면 H₂S 흡수력이 약해지고, 제어되지 않은 운전 조건은 부반응 및 부염 생성을 증가시킬 수 있기 때문입니다.

PDS 습식 산화는 일반적으로 대량 제거에 사용됩니다. 후속 공정에서 잔류 황 함량이 매우 낮아야 하는 경우, 추가적인 정제 단계가 필요할 수 있습니다.

4. 시프트 가스 및 합성 가스 정화

전환 가스 또는 합성 가스에 포함된 황 화합물은 하류 촉매의 수명을 단축시킬 수 있습니다. 주 공정이 단기적인 변동을 견딜 수 있더라도, 반복적인 황 돌파 현상은 생산 불안정과 흡착제 교체 빈도 증가로 이어질 수 있습니다.

코발트 프탈로시아닌 습식 탈황은 다음 공정 전에 사용할 수 있습니다:

• 암모니아 합성 부분
• 수소 생산 시스템
• 메탄올 단위
• 일산화탄소 전환 단계
• 미세 황 제거 베드

상업적 가치는 주로 상류 부하 감소에 있습니다. 후처리 흡착제 전에 대부분의 H₂S를 제거하면 흡착제 교체 빈도를 줄이고 유입되는 황 농도를 더욱 안정적으로 유지하는 데 도움이 됩니다.

하지만 "유기황"은 포괄적인 용어입니다. COS, CS₂ 및 메르캅탄은 H₂S와는 다르게 작용하며, 제거율은 가스 조성 및 공정 조건에 따라 달라집니다. 구매자는 총 황 함량뿐 아니라 황 화합물 분석 결과를 제공해야 합니다.

Honrel은 적용 가능한 조건에서 유기황 제거율이 50%~80% 범위라고 보고합니다. 실제 결과는 특정 공급 가스 및 요구되는 출구 사양에 따라 확인해야 합니다.

5. 야금 가스 및 용광로 배출가스 처리

제철소, 비철금속 제련소 및 산업용 용광로 작업에서는 H₂S 및 기타 황 함유 성분을 포함하는 가스가 생성되거나 재사용될 수 있습니다.

황을 제거하면 식물에 도움이 될 수 있습니다.

• 가스를 내부 연료로 재사용
• 가스관 부식을 줄입니다
• 버너와 하류 장비를 보호하십시오.
• 연소 중 황 배출량 감소
• 회수 가스 품질 개선

Honrel의 PDS-HY 촉매는 적절한 냉각 및 집진 과정을 거친 후 고로 가스 및 일부 산업용 용광로 배출가스에 적용 가능합니다.

야금 가스는 종류가 매우 다양합니다. 습식 산화 공정을 선택하기 전에 온도, 미립자 부하, 일산화탄소, 이산화탄소 및 수분 함량을 검토해야 합니다. 고온이거나 분진이 많은 가스는 탈황 시스템에 직접 투입해서는 안 됩니다.

흡수기, 순환 펌프 및 재생부를 고형물 및 응축수 관련 문제로부터 보호하기 위해 유입 가스를 조절해야 합니다.

6. 바이오가스 및 매립가스 탈황

혐기성 소화로 생성된 바이오가스와 매립지 가스에는 엔진, 보일러, 압축기, 멤브레인 및 정제 장비를 손상시킬 수 있을 만큼의 H₂S가 포함되어 있을 수 있습니다.

통제되지 않은 황화수소는 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.

• 파이프라인 및 저장 장비의 부식
• 윤활유 열화
• 엔진 정비 주기 단축
• 막 및 PSA 시스템 손상
• 활성탄 또는 산화철층에 더 높은 부하
• 연소 후 SO₂ 배출량

습식 산화 탈황은 연속적인 가스 흐름과 순환식 액체 처리 시스템을 사용하는 프로젝트에 적합합니다. PDS-HY는 촉매 재생 및 황 생성을 지원하여 용액을 재사용할 수 있도록 합니다.

이 경로는 다음과 같은 경우에 고려될 수 있습니다:

• 농업용 바이오가스 플랜트
• 음식물 쓰레기 소화조
• 폐수 처리 시설
• 매립지 가스 프로젝트
• 바이오메탄 정제 시스템
• 산업적 혐기성 소화

적절한 공정은 가스량, 유입 황화수소(H₂S) 농도, 메탄 함량, 요구되는 출구 농도 및 가용 운영 인력에 따라 달라집니다. 소규모 또는 간헐적 시스템의 경우 건식 탈황기가 더 간단할 수 있습니다. 대규모 연속 설비는 재생식 습식 공정이 더 유리할 수 있습니다.

7. 천연가스 및 유전 부수 가스 처리

천연가스와 부수 가스는 이산화탄소, 물, 경질 탄화수소와 함께 황화수소(H₂S)를 함유할 수 있습니다. 이러한 가스는 운송, 연소 또는 후처리 전에 반드시 처리해야 합니다.

PDS 액상 산화 시스템은 다음과 같은 공정 요구 사항을 충족하는 경우에 고려될 수 있습니다.

• 대량 H₂S 제거
• 재생 가능한 탈황액
• 원소 황 분리
• 연속 가스 처리
• 하류 정제 공정의 부하 감소

이산화탄소와 황화수소의 비율이 높은 가스의 경우 선택성이 중요해집니다.

8. LPG 및 석유 분획물 정제

코발트 프탈로시아닌 유도체는 LPG 및 일부 석유 분획물에 함유된 메르캅탄을 처리하는 알칼리 시스템에도 사용됩니다.

일반적인 스트림은 다음과 같습니다.

• LPG
• 프로판 및 부탄 분획
• 천연가스 액체
• 라이트 나프타
• FCC 가솔린
• 둥유
• 제트 연료
• 선택된 연료유

이러한 과정에서 촉매는 메르캅탄을 이황화물로 산화시키는 반응을 촉진합니다.$$4RSH + O_2 → 2RSSR + 2H_2O$$

일반적인 목표는 냄새를 개선하고 부식성을 줄이며 제품이 메르캅탄 관련 규격을 충족하도록 돕는 것입니다.

메르캅탄 추출과 고정층 탈황은 동일한 공정이 아닙니다. 추출 장치에서는 메르캅탄이 가성 용액으로 이동하고, 생성된 이황화물 오일은 재생 과정에서 분리됩니다. 반면 직접 탈황에서는 이황화물이 탄화수소 제품에 남아 있을 수 있습니다.

결과적으로, 당화 공정은 항상 완전한 유황 제거를 의미하는 것은 아닙니다. 당화 공정은 공격적인 메르캅탄을 덜 문제가 되는 화합물로 변환시킵니다.

LPG 또는 석유류 공정에 PDS-HY를 사용하기 전에 기존 공정, 촉매 형태, 알칼리 시스템 및 호환성 요구 사항을 확인하십시오. 습식 H₂S 제거용으로 설계된 촉매라고 해서 모든 Merox형 장치를 자동으로 대체할 수 있는 것은 아닙니다.

습식 가스 탈황 vs. 탄화수소 정제

처리 지점	습식 산화 가스 탈황	탄화수소 메르캅탄 정제
메인 피드	산업용 가스	LPG 또는 액화석유분
주요 황 화합물	황화수소	메르캅탄, RSH
주요 목적	가스에서 H₂S를 제거하십시오.	메르캅탄을 변환하거나 추출합니다.
주요 유황 생성물	원소 황	이황화물
일반적인 장비	흡수기 및 재생 장치	액체-액체 추출기 또는 고정층 반응기
순환 매체	암모니아 또는 알칼리 용액	일반적으로 가성소다 또는 기타 알칼리성 매체
주요 운영 관심사	황 분리 및 용액 재생	메르캅탄 전환 및 가성소다 재생
제품 선택	가스 조성 및 습식 공정 조건을 기준으로 함	원료 및 허가된 공정 요건을 기준으로 함

샘플이나 견적을 요청하기 전에 이러한 구분을 해야 합니다.

PDS-HY 제품 사양

Honrel은 촉매 활성 및 조성 요구 사항에 따라 세 가지 등급의 제품을 제공합니다.

안건	단위	최상급 등급	최우수 등급	자격 등급
모습	—	청회색 가루	청회색 가루	청회색 가루
입자 크기	μm	≤850	≤850	≤850
밀도	g/cm³	≤0.80	≤0.80	≤0.80
불용성 물질	중량%	≤5.0	≤8.0	≤10.0
촉매 활동	분⁻¹	≥0.040	≥0.030	≥0.020
코발트 함량	중량%	≥3.0	≥2.70	≥2.50
디클로로포르피린 코발트 설포네이트	중량%	≥70.0	≥65.0	≥60.0

최상급 등급은 더 높은 촉매 활성, 코발트 함량 및 활성 성분 함량을 제공하며, 불용성 물질 한도는 더 낮습니다.

등급 선택은 현재 공정, 목표 투입량, 용액 상태 및 플랜트 성능 요구 사항을 반영해야 합니다. 더 높은 등급의 용액을 사용한다고 해서 통기 불량, 불충분한 기체-액체 접촉 또는 비효율적인 황 분리 문제를 해결할 수 있는 것은 아닙니다.

참조 공정 조건

Honrel에서 제시한 코크스 오븐 가스 및 반수성 가스 관세에는 다음과 같은 조건이 적용됩니다.

프로세스 매개변수	단위	코크스 오븐 가스	반수성 가스
휘발성 암모니아, 암모니아 공정	g/L	6.0–8.0	6.0–8.0
알칼리 공정을 이용한 탄산나트륨 제조	정부	0.4–0.6	0.4–0.6
촉매 농도	ppm	30세 이상	30세 이상
흡수 온도	°C	30~35세	25~35세
재생 온도	°C	35~40세	35–45
용액 pH	—	8~9세	8~9세
재생 탱크 폭기	m³/m²·h	35~110세	35~110세
재생탑 통기	m³/m²·h	110~130	110~130
재생 효율	%	≥80	≥80
액체 대 기체 비율	리터/미터³	12세 이상	12세 이상
부유 황	g/L	≤1.5	≤1.5
부산물 염류	g/L	≤250	≤250

이는 일반적인 설정값이 아닌 참고 조건입니다. 가동 중인 장치를 조정하기 전에 가스 조성, 흡수기 설계 및 기존 작동 절차를 검토해야 합니다.

황 분리가 중요한 이유

높은 H₂S 제거율만으로는 플랜트의 안정적인 운영을 보장할 수 없습니다. 재생 과정에서 생성되는 황 또한 효율적으로 제거해야 합니다.

매우 미세한 황 입자는 부유 상태로 남아 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다.

• 용액 점도가 더 높음
• 거품 형성
• 필터 과부하
• 분무 노즐 막힘
• 포장재 오염
• 타워 저항 증가
• 기체-액체 접촉 감소

PDS-HY는 더 큰 황 입자를 생성하여 분리를 용이하게 하도록 제조되었습니다. 이는 부유 황을 제어하고 분리탑 및 순환 시스템에서 황 침전을 제한하는 데 도움이 될 수 있습니다.

촉매는 또한 타워 세척 및 저항 감소를 지원할 수 있지만, 기계적 오염, 타르 및 심각한 고형물 축적은 여전히 ​​적절한 유지 관리 및 상류 처리가 필요합니다.

알칼리성 순환 용액에서의 안정성

PDS-HY는 95°C 이하에서 안정하며 암모니아수 및 알칼리 용액에 용해도가 우수합니다. 이 제품은 탈황액 제조 및 작동 과정에서 접하는 다양한 산-알칼리 범위에서 화학적으로 안정하도록 설계되었습니다.

실질적인 특징은 다음과 같습니다.

• 간단한 용액 준비
• 저용량
• 촉매 소모량 적음
• 알칼리 용해도가 우수함
• 제한된 불용성 물질
• 부작용 발생량이 적음
• 권장 조건 하에서의 비부식성 작동
• 더 쉬운 황 분리

명시된 95°C 이하에서의 안정성은 권장 흡수체 온도와 혼동해서는 안 됩니다. Honrel의 기준 흡수 조건은 일반적으로 25°C에서 35°C 사이로 훨씬 낮습니다.

구매자는 어떤 정보를 제공해야 할까요?

유용한 제품 추천을 위해서는 업계명 외에도 더 많은 정보를 제공해 주세요.

필수 정보	왜 중요한가
가스 또는 액체 원료	황화수소 제거 공정과 메르캅탄 감미료 공정을 분리합니다.
기체 또는 액체 유량	프로세스 부하를 정의합니다.
H₂S 농도	대량 탈황 부하를 나타냅니다.
유기황 화합물	COS, CS₂ 또는 메르캅탄이 존재하는지 여부를 보여줍니다.
HCN 농도	코크스 오븐 가스에 중요합니다
CO₂ 농도	알칼리도 소비에 영향을 미칩니다
전류 흡수제	암모니아, 탄산염 또는 가성소다와의 호환성을 확인합니다.
기존 촉매	교체품 비교를 지원합니다.
작동 온도	용액 및 촉매 상태를 점검합니다.
용액 pH	흡수 및 재생에 영향을 미칩니다.
필수 배출 황	연마가 필요한지 여부를 판단합니다.
현재 작동 문제	거품 발생, 황으로 인한 막힘 또는 낮은 재생률을 식별합니다.

Honrel은 적절한 제품 등급과 초기 투여량 기준을 확인하기 전에 이 정보를 검토할 수 있습니다.

코발트 프탈로시아닌 촉매 선택

올바른 선택은 수행하는 작업에 따라 다릅니다.

코크스 오븐 가스, 반수성 가스, 합성 가스, 바이오가스 및 유사한 가스 흐름의 경우 다음 사항에 집중하십시오.

• H₂S 제거
• 솔루션 호환성
• 재생 효율
• 황 입자 분리
• 염분 조절
• 타워 저항
• 촉매 소비

LPG 또는 석유 분획물의 경우 다음 사항에 집중하십시오.

• 메르캅탄 유형
• 추출 또는 고정층 공정
• 촉매 용해도
• 부식성 호환성
• 이황화물 분리
• 기존 단위 요구 사항

Honrel은 추가 공급을 제공합니다. 산업용 촉매 가스 정화 및 화학 처리에 사용됩니다. 관련 원자재 및 기타 산업 제품은 종합적인 공급망을 통해 이용 가능합니다. 제품 카탈로그.

결론

코발트 프탈로시아닌 탈황 촉매는 여러 산업 분야에 사용되지만, 크게 두 가지 주요 용도로 나뉩니다. 하나는 산업용 가스에서 습식 산화법을 이용한 H₂S 제거이고, 다른 하나는 특정 탄화수소 스트림에서 메르캅탄을 이용한 탈황입니다.

PDS-HY는 주로 코크스, 비료, 화학, 야금, 바이오가스 및 관련 가스 처리 시스템의 습식 탈황에 적합합니다. 높은 촉매 활성, 알칼리 용해도, 적은 투입량 및 더 큰 황 입자 생성 특성은 약한 재생, 부유 황 및 탑 막힘과 같은 일반적인 플랜트 문제를 해결합니다.

석유 정제에 사용되는 촉매는 사용 전에 원료 물질 및 기존 공정에 적합한지 확인해야 합니다.

혼렐 당사는 PDS-HY를 세 가지 규격 등급으로 공급합니다. 제품 데이터를 요청하거나 기존 탈황 설비에 대해 논의하려면 공급 원료 구성, 운전 조건 및 목표 배출량을 제출해 주십시오. 연락처 페이지.