年产十万吨煤气干法脱硫催化剂选择设计.doc

摘要煤气是重要的中高热值煤气燃料，既可用于钢铁生产，也可用于城市居民生产合成氨、甲醇等产品作为原料气体。 无论如何利用焦炉煤气，硫含量都要降低一定程度。 焦炉煤气中一般含有硫化氢48g/m3、氨49g/m3、氰化氢0.51.5g/m3。 硫化氢(H2S )及其燃烧产物二氧化硫(SO2 )对人体有毒性，氰化氢的毒性更强。 氰化氢和氨在燃烧时生成氮氧化物(NOX )，二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要物质，气脱氰洗氨主要基于环境保护的需要。 此外，轧制高质量钢材所用气体的硫含量也要求高，气体中H2S的存在不仅腐蚀粗苯系统设备，而且吸收粗苯洗油和水形成乳化物，影响油水分离。 因此，硫化氢的去除对减轻大气和水质污染，加强环境保护，减轻设备腐蚀具有重要意义。为了预防或减少煤炭燃料对环境和人体健康的危害，必须清除气体中的硫磺。 但是从企业的角度来看，在选择燃气净化工艺时，必须根据企业自身情况、燃气用途和脱硫目的，从投资、运行费用、环境、净化指标、设备材质、控制要求和产品结构等多方面进行综合分析比较，选择合适的燃气脱硫催化剂。研究表明，氧化铁脱硫剂是该生产工艺的最佳催化剂。关键词：煤气、干法脱硫、催化剂theeconectionofgasdesulfurizationcatalystintenthosandtonsonsannualAbstractgasistheimporthighcalorificgasfue，notonolyforironandssteeringproduction，but also for urban residents needs， besides 22222222222222222222222652 regardlessofusingcokeovengasinanyways.cokeovengasgenerlycontainshydrogensulfine48g/mm ammonia49g/m3includinghydrogencynide0.51.5g/m3. hydrogensulffide (h2s )和itscombustionproducts， sulfurdioxide(so2 ) aretoxictohuans lessthanhydrogencynide.nitrideoxidesarethecombustionproductsofhydrogencyanideandammonia hicharethemainfactorstock shydrogensulfine cynidegasdesulfurization和ammonawashingismainlybasedontheeneedofenvironmentationprotection.ini addition thereareh contentofsulfarinproductionofhigh-qualityrolledsteel.thepreserenceofh只是curititiesbenzenesystemequipment， butalsomakeswashoilandwaterabsorbingbenzeneformemlson verin goil-water separation.therefore，itsimportintfortheremoveroverfofhident对于22222222222222222222222222222222222222222公司， 为了我们必须结合自己的政策和气体的使用，andselecttheapproppritatiategasdesulfurizationcatalystbycomprehensiveandcomporterfortheinvestent， operating cost the environment，cleaning indicator，equipment materials，control requirements，productrestructureandmanotheraspects。thereservershowththarionoloidedesulfarizationisthemostsuitecatalystintheproductionproKey words: gas； dry desulfurization； catalyst目录摘要IAbstractII目录IV一开始一1.1论文的研究意义和目的11.1.1论文的研究意义11.1.2论文研究的目的21.2气体脱硫工艺21.2.1脱硫方法的分类21.2.2干法脱硫技术21.2.3干法脱硫的优缺点31.3干式脱硫剂41.3.1铁系脱硫剂41.3.2锌系脱硫剂51.3.3其他脱硫剂51.4几种常用脱硫剂的作用原理及其特点61.4.1氧化铁脱硫剂61.4.2氧化锌脱硫剂61.4.3活性炭脱硫剂72计算部92.1计算所需的特性数据92.1.1几种常见脱硫剂的特性数据92.1.2要求脱硫气体的主要成分及其含有率10%2.2干式脱硫的流程图112.3关于脱硫剂用量和周期的计算112.3.1预脱硫塔中脱硫剂的用量和周期的计算122.3.2精脱硫塔中脱硫剂的用量和周期的计算132.3.3脱硫剂成本核算142.3.4脱硫剂的填充计算143结果分析和讨论173.1计算数据比较173.2结论173.3对该设计若干问题的分析17参考文献19谢谢20一开始能源是人类生存和发展的基础，随着人们提高环境保护和企业最终产品的质量意识，人们越来越重视能源的清洁利用。 发生炉煤气作为我国的主要能源之一是煤的清洁利用方式，广泛应用于我国玻璃、建材、化工、机械、耐火材料等行业，近年来对煤气净化程度的认识已不仅仅是煤气中的含尘量、焦油含量和含水量等概念，更重视煤气中的硫含量气体中H2S的去除程度已成为其清洁度的重要指标1 .干法脱硫工艺多采用固体吸收剂去除气体中的硫化氢，采用固定床原理，操作简单可靠，脱硫精度高，但处理量少，适用于低含硫气体的处理，一般用于二次精脱硫。 但是，由于气固吸附反应速度慢，在该工艺中运转的设备一般庞大，而且由于吸附剂硫容量的限制，脱硫剂的更换频繁，消耗量多，而且脱硫剂难以再生，运转费用高，劳动强度大，同时不能回收产品硫，因此废脱硫剂、废气、 由于废水严重污染环境，大型焦炭和钢铁行业如果不对焦炉煤气进行深加工(如焦炉煤气制甲醇)，一般不考虑干式脱硫的中小型焦炭工厂主要采用干式法技术。气干法脱硫技术应用迅速，气干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术，随后随着气体脱硫活性炭研究成功和生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始得到广泛应用2 .现在干法中使用的脱硫剂有氧化铁、氧化锌、氧化铜、氧化钙、氧化锰、活性炭、分子筛和复合氧化物，以及近年来出现的第二代脱硫剂氧化铈等，其中最常用的是铁系和锌系脱硫剂。1.1论文的研究意义和目的1.1.1论文的研究意义焦炉煤气在炼焦企业炼焦生产时产生。 从焦炉集气管流出的气体称为粗气，其硫化氢含量与装炉炭材料的总硫量有关。 一般的干煤全硫的质量分率为0.5%-1.2%，其中20%-45%转化为粗气体，气体中硫的95%以上以硫化氢的形态存在，其他为有机硫。 硫化氢在气体中的质量浓度一般为3g，标准m3干气体 15 nm 3干气体。 由于气体中的硫化氢是极其有害的物质，气体脱硫具有非常重要的意义(1)可防止设备腐蚀。 降低设备维修费用，降低生产成本，提高回收产品的质量和产量。(2)提高焦炉煤气质量，减少焦炉煤气燃烧后产生的污染。 煤气脱硫可以有效地减少煤气燃烧后产生的二氧化硫等有害物质，保护周围环境。(3)降低钢铁企业用气中硫化氢的含量，能使钢铁企业生产优质钢材。(4)回收的硫磺可用于医药、化工等领域，随着行业的发展，需求量进一步增大3。1.1.2论文研究的目的煤气干法脱硫是一种精脱硫技术，在干法脱硫中选择最合适的脱硫剂既能满足企业的煤气净化要求，又能为企业节约尽可能多的人工和成本。 同时根据脱硫剂脱硫成分的不同和去除标准的不同，满足不同行业对煤气的需求。1.2气体脱硫工艺1.2.1脱硫方法的分类近年来，随着钢铁企业的快速发展，焦炭行业也形成了快速的发展趋势，国内外气体脱硫脱氰技术也随着世界环境意识的加强，加快了其技术更新，干式氢氧化铁法、湿式碱法、改良ADA法等脱硫方法相继出现。 一般来说，气体的脱硫方法根据吸收剂的形态分为干法和湿法两种4。由于该设计要求的气体含量标准极高，只能达到干法脱硫，因此该设计只能选择干法脱硫。1.2.2干法脱硫技术干法脱硫技术是煤气深加工和有效利用中不可缺少的脱硫方法。气干法脱硫技术应用迅速，气干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术，随后随着气体脱硫活性炭研究成功和生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始得到广泛应用。(1)氧化铁脱硫技术最初使用的氧化铁脱硫剂是沼铁矿和人工氧化铁，为了增加气孔率，脱硫剂以木屑为填充材料，喷洒适量的水和少量的消石灰，反复晒黑，PH一般为89左右，该脱硫剂脱硫效率低，必须在塔外再生，再生困难。 目前TF型脱硫剂应用广泛，脱硫效率高，可在塔内再生。(2)活性炭脱硫技术活性炭脱硫主要利用活性炭的催化剂和吸附作用。 活性炭的催化活性强，气体中的H2S在活性炭的催化作用下与气体中的少量O2发生氧化反应，反应生成的单体s吸附在活性炭表面。 活性炭脱硫剂的吸附饱和后脱硫效率显着降低，需要再生。 活性炭的再生通过吸附的物质，s在常压下在190开始溶解，在440左右升华成为气体状。 因此，一般用450500左右的过热蒸汽再生活性炭脱硫剂，脱硫剂的温度上升一定程度后，从活性炭析出单质硫，析出的硫流入硫回收池，水冷形成固态硫5。1.2.3干法脱硫的优缺点(1)干法脱硫的优点在选择反应活性好、硫容量高的脱硫剂的前提下，干法脱硫效率高，较适当地处理含H2S的低气体，气体中H2S过高会使脱硫剂立即失效。(2)干法脱硫的缺点干式氧化铁法脱硫。 设备重，脱硫剂再生间歇再生多，每次再生完成，必须用蒸汽吹走塔内的剩馀空气。 气体分析合格后，如不反送塔，还会引起爆炸，更换脱硫剂，作业劳力大，不当作业容易着火，危险。干式活性炭法脱硫。 脱硫剂再生中使用的过热蒸汽难以获得，难以获得再生效果，很多制造商不再生，取出来更换新的活性炭。干法脱硫通过硫的吸附增加脱硫剂床层的阻力，引起气体压力的变动，不利于窑前气体的正常燃烧，而采用干法脱硫则随着脱硫剂应用时间的延长，脱硫效率降低，不利于最终产品的质量控制。 而且。 干法脱硫多为间歇再生，不影响企业连续生产，必须设置预脱硫塔，设备浪费。1.3干式脱硫剂1.3.1铁系脱硫剂铁系脱硫剂是主要以氧化铁为主的脱硫剂的总称，氧化铁具有廉价易得、资源丰富、脱硫速度高、硫容量高等特点，是开发最快、应用最广泛的气体脱硫剂。 国内常用的铁类脱硫剂主要有天然沼铁矿、合成氧化铁、颜料厂和硫酸厂