半水煤气脱硫技术

目前 在发生炉煤气的湿法脱硫技术中 应用较为广泛的是栲胶脱硫法 它是以纯碱作为吸收剂 以栲胶为载氧体 以NaVO2为氧化剂 其脱硫及再生反应过程如下 1 吸收 在吸收塔内原料气与脱硫液逆流接触硫化氢与溶液中碱作用被吸收 H2S Na2CO2 NaHS NaHCO2 2 析硫 在反应槽内硫氢根被高价金属离子氧化生成单质硫 NaHS NaHCO2 2NaVO2 S Na2V2O2 Na2CO2 H2O 3 再生氧化在喷射再生槽内空气将酚态物氧化为醌态 2HQ 1 2O2 2Q H2O以上过程按顺序连续进行从而完成气体脱硫净化 另有资料和实验证实 在酚被氧化为醌的同时有双氧水生成 故再生氧化也可按下式表达 2HQ O2 2Q H2O2生成双氧水H2O2 V 4 V 5 H2OHS V 5 S0 V 4 湿式栲胶法脱 湿式栲胶法脱硫优点湿式栲胶法脱硫整个脱硫和再生过程为连续在线过程 脱硫与再生同时进行 不需要设置备用脱硫塔 煤气脱硫净化程度可以根据企业需要 通过调整溶液配比调整 适时加以控制 净化后煤气中H2S含量稳定 运行费用低 经济效益好 湿式栲胶法脱硫缺点设备较多 工艺操作也较复杂 设备投资较大 经济效益 栲胶法根据碱源不同分为碱性栲胶 以橡椀栲胶和偏钒酸钠为催化剂 脱硫和氨法栲胶 以氨代替碱 脱硫 栲胶法适用于焦炉气脱硫 焦炉气与半水煤气的区别在于其含萘及煤焦油 HCN较多 而C02较少 因此 只要前工序 静电除尘除焦 脱萘等 正常 使用栲胶法是可行的 栲胶法和改良的ADA法工艺流程完全相同 工艺特点1 该工艺优点 2 原料为野生植物 资源丰富 价格低廉 3 无堵塔问题 4 栲胶既是氧化剂又是钒的配合剂 脱硫液组成简单 5 脱硫液腐蚀性小 该工艺缺点 1 管道容易淤积硫 2 没有脱除有机硫 3 栲胶需要预处理才能添加到系统中 否则会引起严重的溶液发泡 4 溶液本身的胶体功能和发泡性对脱硫操作和硫回收不利 5 脱高硫气体其脱硫效率更低 尤其是有含高挥发组份原料值得的高硫气体 6 随着副反应生成物增多和其他杂质增加 溶液腐蚀性增大 当溶液中Na2SO4 40g L时 设备开始腐蚀 Na2SO4 80g L时设备腐蚀相当严重 ADA 我公司甲醇系统改良ADA法脱硫流程 一 气体8n F C I0 Z中变气脱硫塔底部 与塔顶进入的Na2CO3溶液逆向接触 脱除H2S 使出塔气体中H2S含量 10PPm COS含量 5PPm 再分别进入脱硫塔后分离器分离夹带溶液 气体温度约50 压力2 4MPa G 送至脱碳工序 v2Y6 u y9w Y二 溶液脱硫塔底部排出的含硫富液进入氧化再生塔底部 来自空气压缩机J0502约0 5Mpa G 的压缩空气分别经U型管液封进入氧化再生塔底部空气分配器 在塔内充分鼓泡混合 反应 使硫化物氧化 析出元素硫 形成的硫泡沫由塔顶部溢流至硫泡沫槽F0201 经氧化再生后的贫液 由再生塔中上部扩大部分自流到脱硫溶液循环槽 贫液再经脱硫泵J0203a b升压后送入脱硫塔 继续吸收中变气中的硫化物 并循环使用 硫泡沫槽内的硫泡沫液 经硫泡沫泵J0201a b送至转鼓真空过滤机L0201 过滤出单质硫 该硫膏液经下料斗流到熔硫釜 F0203 沉积到釜内的硫量不断增多 当釜内硫膏充满度达80 时 进行间歇熔硫操作 利用0 4MPa G 蒸汽通入熔硫釜夹套加热釜内硫膏 使釜底部硫层的温度在120 130 保持4h 硫变成熔融状态 易于流动的液体硫 顺利地从釜内放出 到硫铸模内自然冷却成型 Na2CO353g lADA2g lNaVO32g l3C j S7K 0L PH值8 0 8 5总碱度 N 0 5 0 6 工艺特点该工艺优点 1 脱硫效率高 一般可大于99 能将H2S从6g m3 脱至2ppm 只需一次脱硫即可达到城市煤气标准 2 该工艺技术成熟 操作稳定 设备和材料均可在国内解决 是一种比较理想的脱硫脱氰工艺 该工艺缺点 1 磺 硫代硫酸钠和硫氰酸钠产品品位不高 操作环境较差 因此综合效益较差 2 改良ADA脱硫装置位于煤气净化处理末端 腐蚀性较强 对前端设备和管道材质要求较高 3 废液处理流程较长 能耗高 致使装置投资费用较高 PDS PDS工艺主要应用于煤气 焦炉气 合成氨厂 半水煤气 炼厂气等 一般是与ADA法和栲胶法配合使用 只需要在原脱硫液中加微量的PDS即可 消耗费用较低 PDS法脱硫的原理及工艺流程来自粗苯的温度为30 35 的煤气依次进入2台串联的脱硫塔底部 与塔顶喷淋的脱硫液逆向接触 脱除煤气中的大部分H2S 其基本反应为 H2S 气 H2S 液 Na2CO3 2H2S NaHS NaHCO3在PDS催化剂的作用下 可脱除无机硫与有机硫 同时促使NaHCO3进一步参加反应 NaHS NaHCO3 x 1 S Na2Sx CO2 H2ONa2Sx 1 2O2 H2O 2NaOH xS VDu L8NaHS 1 2O2 NaOH xS 脱硫液吸收H2S的过程还伴随以下副反应 2NaHS 2O2 Na2S2O3 H2O2HCN Na2CO3 2NaCN CO2 H2OT NaCN S NaCNS从2台脱硫塔底排出的脱硫液经液封槽进入溶液循环槽 用循环泵将脱硫液分别送入2台再生塔底部 与再生塔底部鼓入的压缩空气接触使脱硫液再生 再生后的脱硫液从塔上部经液位调节器流回脱硫塔循环使用 浮于再生塔顶部扩大部分的硫泡沫靠液位差自流入硫泡沫槽 用泵将硫泡沫连续送往离心机 离心后的硫膏外运 离心液经过低位槽返回脱硫系统 工艺流程见图1 PDS碱法脱硫包括气体进入液体的扩散过程 也包括化学反应过程 影响扩散的因素有温度 液气比 传质面积 脱硫液浓度等 影响化学反应的因素包括脱硫液组成 温度 化学反应种类 反应进行程度等 该工艺优点 1 适用范同广 能够脱除高含量硫 2 脱硫脱氰效率高 H2S脱除率可达96 以上