13湿法脱硫--NHD法

1、子清书屋湿法脱硫一NHD法煤化工笔记13湿法脱硫-NHD法NHD（聚乙二醇二甲醚）法是一种脱除酸性气体的物理吸收方法，具有吸收CO2、H2S、COS等体的能力强，能选择性吸收H2S、COS，溶剂无毒无味、无腐蚀性，化学稳定性和热稳定性好，净化流程短，操作稳定方便，净化度高，能耗低等特点。聚乙二醇二甲醚一般指有一定同系物分布的混合物，其结构式为CH3O（CH2CH2O）nCH3,聚合度n不同，有不同的物性。聚乙二醇二甲醚（NHD）溶剂（25C时）的物理性质如表4-10所 示。表4-10聚乙二醇二甲醚（NHD）溶剂（25C时）的物理性质分子式CH3OCH2CH2OnCH3 (n=2-8)燃点157

2、C分子量250280冰点-22 29 °C氯化物含量< 4ppm表面张力0.034 N/m密度1.027kg/m3比热2100 J根据不同的原料，聚乙二醇二甲醚的合成有着多种工艺路线，概括起来主要有醇钠法（又叫单醚法），相转移催化法。该技术可配各种原料用各种方法生产的原料气的净化，可灵活 地与各种脱硫（NHD本身也能脱硫）、变换、CO精制和合成（氨、甲醇）生产工艺配套，特别 适用于以煤为原料，硫化物和二氧化碳含量高的氨合成气和碳基合成气的净化，以及天然气、油田气、炼厂气、城市煤气中酸性气体的脱除，可以替代进口技术。1958年美国联合化学公司福朗克波特（Fra nk Porter

3、）发明了在高压下能溶解酸性气体的良好溶剂聚乙二醇二甲醚，商品名称为Selexol。利用此溶剂发展起来的气体净化方法称Selexol法。60年代初。联合化学公司进行了净化合成气、天然气的中型试验，1964年冬建立了第一座工业性试验工厂用来净化合成氨装置的合成气。1996年世界上已有50多个工业生产装置。南化集团研究院于 1980年起，经过静态平衡和模型试验，筛选出用于脱除H2S、CO2的聚乙二醇二甲醚溶剂（商品名称N助），测定了 CO?、H2S等组份在溶剂中的溶解度及其它热 力学数据，在模试中得出了脱硫、脱碳的较佳工艺条件，开发了与Selexol法相似的工艺过程， 命名为NHD法。1984年通过

4、化工部鉴定。由化工部第一设计院设计的鲁南化肥厂H期工程 脱碳装置（80000t/a合成氨）和郯城化肥厂第二套脱碳系统（40000t/a合成氨）均采用此技术，并分别于1993.10、1993.12投运。至今运转正常。NHD法已正式批准为我国第一批化工设计专有技术。据不完全统计，国内运转的生产装置50多个。该工艺在脱硫时其吸收温度控制在常温，脱硫时吸收温度控制在0-5 C,淮化180kt合成氨装置气化压力为 4.0MPa，变换气中H2S及CO2浓度较高，其中H2S含量为0.21%, CO2含 量44%，脱硫吸收压力为3.4MPa。一、脱硫工艺流程简介NHD脱硫工艺流程示意图如图 4-9所示。由变换

5、工序送出的3.4MPa变换气，以38C进入脱硫塔底部与塔顶喷淋而下的NHD贫液逆流接触，在这里大部分 H2S和COS被吸收，气体中含有的饱和水蒸气几乎全部吸收在NHD溶液中，脱硫塔顶出口的脱硫气中H2S+COS<5< 10-6，经脱硫后的气体去脱碳工序进行 CO2的脱除。脱硫塔底部出口 NHD富液经水力透平减压回收能量后进人高压闪蒸槽（1.2MPa）进行闪蒸，部分H2、N2和CO2在此得到解吸。高压闪蒸气与脱碳高压闪蒸气经气水分离后会合去 闪蒸气压缩机，经加压后回到脱硫塔以回收H2、N2气。脱碳高压闪蒸气脱硫气闪蒸汽压缩机再生气水冷器贫液水冷器回流泵变换气贫富液换热器贫液泵水力透平

6、高压贫液泵脱 硫 塔再 生 塔高压闪蒸槽低压闪蒸槽贫富液换热器再生气»Ute变换气图4-9 NHD脱硫工艺流程示意图由高压闪蒸槽出口的NHD溶液与NHD富液换热后进入低压闪蒸槽（0.7MPa）进行闪蒸，然后再进入脱硫再生塔进行再生，在再生塔下部设有一台变换气煮沸器，利用变换气（200 C ）的余热使得再生塔下部的溶液达到沸腾状，同时从塔上部回流的冷凝水产生部分水汽以实现气提的目的，大部分 H2S和CO2气体从溶液中被解吸出来。再生塔顶部出口的再生气与低压 闪蒸气经水冷后（40 C ）送到硫回收工序，冷凝水用泵打到再生塔顶作为再生回流水，同时补 充部分软水。再生后的 NHD贫液与NHD

7、富液经过两次换热后由高压贫液泵升压再进行冷却 （38 C），最后进脱硫塔循环使用。二、气体吸收各种气体在NHD溶剂中的相对溶解度见表 4-11。表4-11气体在NHD溶剂中的相对溶解度组分H2COCH4CO2COSH2SCS2H2O相对溶解度1.32.86.7100233893240073300由上表可知，NHD溶剂对H?S的选择性吸收非常好，一般来说在脱硫塔内，气 /液比宜 控制在200220。作为典型的物理吸收过程， 结合具体工艺特点， 选择3.4 MPa的中压脱硫吸 收压力。这样既可以提高脱硫净化度，又可以减小塔径，降低装置投资费用。脱硫塔3400mm，塔高50m。内设5层50的八四内弧

8、环”（VSP高效不锈钢填料，共 30m高。在每层填料上面都设有液体再分布器，以使气体能与NHD溶剂进行更好的接触，从而提高吸收率。三、主要工艺指标处理气量97000 m3/h、吸收压力3.4MPa、吸收温度38C、净化气H2S、COS含量w 5XI0-63NHD溶液循环量450m/h、溶剂含水量3%6%、再生效率94%。四、溶液再生NHD富液再生的好坏，直接影响到吸收效果，本装置采用热再生，利用变换气的余热加热再生塔内的NHD溶液，温度控制在125130C（设计温度142150C），再生压力为0.04 MPa表压（设计为0.15MPa绝压），从塔顶喷淋而下的回流水遇热后在塔内产生水蒸汽，起到 了气提的作用，增强了溶液再生效果。再生塔直径为2200/3600mm，高50m，下塔为再生段，内设4层50mm不锈钢填料，