煤气中硫化氢的脱除PPT学习教案

1、会计学1煤气煤气(miq)中硫化氢的脱除中硫化氢的脱除第一页，共40页。脱除硫化氢的方法有好多种，例如：改良(giling)ADA脱硫法、AS脱硫法苦味酸法脱硫、氨水法脱硫等，本节针对焦炉煤气的成分和特性，以及甲醇合成工艺对脱硫的技术要求着重论述以上3种方法。第1页/共40页第二页，共40页。煤气中的硫化物按化合状态分硫的无机化合物：硫化氢（一般410g/m）硫的有机化合物：二硫化碳（CS2）硫氧化碳（COS）噻吩（C4H4S）等第2页/共40页第三页，共40页。概述(i sh)硫化氢的性质：有刺鼻性臭味的气体，密度为1.539g/m；硫化氢燃烧的产物二氧化硫（SO2）对人体(rnt)均有毒性

2、，在空气中含0.1%硫化氢就能使人致命，二氧化硫（SO2）可造成大气污染，形成酸雨。第3页/共40页第四页，共40页。概述(i sh)城市(chngsh)煤气 ：规定H2S含量小于20mg/m合成气：一般规定含H2S含量小于12mg/m，甚至更低 优质钢冶炼气：H2S含量小于12g/m脱除硫化氢的重要性：第4页/共40页第五页，共40页。第5页/共40页第六页，共40页。按脱硫剂物理(wl)状态按溶液的吸收和再生(zishng)性质借助于吸收溶液中载氧体的催化作用，将吸收的硫化氢氧化成硫黄以弱碱性溶液为吸收剂，与硫化氢尽心化学反应而形成有机化合物，进而分解放出硫化氢常用有机溶剂作吸收剂，其过程

3、完全是物理过程，当吸收富液压力降低时，则放出硫化氢该法的吸收液由物理溶剂和化学溶剂组成，有物理、化学吸收两种性质第6页/共40页第七页，共40页。硫剂得到硫剂得到(d do)再生，再重复再生，再重复使用。当煤气中含氧时，则使脱使用。当煤气中含氧时，则使脱硫剂的脱硫和再生同时进行硫剂的脱硫和再生同时进行第7页/共40页第八页，共40页。当有足够的水分时，脱硫剂的再生是用空气中的氢氧化铁脱硫所生成的硫化铁，发生下列(xili)化学反应，即再生反应。 2Fe2S3+302+6H2O4Fe(OH)3+6S 4FeS+302+6H2O4Fe(OH)3+4S第8页/共40页第九页，共40页。使用条件：脱硫

4、剂中氧化铁含量应占风干物料(w lio)质量的50以上，其中活性氢氧化铁含量应占70以上，其中不应含腐植酸或腐植酸盐，其pH应大于7。 注：当脱硫剂上积有3040(质量分数)的硫磺时，需更换新的脱硫剂。实践表明脱硫剂吸收硫化氢的最好条件为：温度2830，脱硫剂的水分不低于30。 第9页/共40页第十页，共40页。1.箱式脱硫装置：一般由四组设备组成，三组设备并联操作，另一组备用。 煤气通过进口(jn ku)管上的切换装置(阀门或水封阀)，根据操作要求以串联或并联形式通过脱硫箱，然后由煤气出口管输出。 第10页/共40页第十一页，共40页。第11页/共40页第十二页，共40页。脱硫箱操作(coz

5、u)温度/ 2530 每米高脱硫剂阻力/kPa 2脱硫箱操作(cozu)压力 常压 脱硫剂碱度pH 89脱硫剂水分/% 2535第12页/共40页第十三页，共40页。1.脱硫箱的设计参数 煤气通过干脱硫箱的气速/(mm/s) 711 每层脱硫剂厚度/mm 300500煤气与脱硫剂接触(jich)时间/s 130200第13页/共40页第十四页，共40页。五、脱硫箱的设计参数(cnsh)和脱硫剂量的计算 第14页/共40页第十五页，共40页。第15页/共40页第十六页，共40页。第16页/共40页第十七页，共40页。项项 目目方方 法法用用Na2C03配制溶液配制溶液用用NaOH配制溶液配制溶液

6、栲胶含量栲胶含量/(g/L)碱度碱度/(mol/L)氧化温度氧化温度/10301.02.5709030501.02.06090制备(zhbi)栲胶溶液的预处理条件第17页/共40页第十八页，共40页。NaOH进行预处理，其效果要比进行预处理，其效果要比Na2C03好。好。第18页/共40页第十九页，共40页。溶液类别溶液类别 总碱度总碱度/(mo1/L) Na2CO3/(g/L) 栲胶栲胶/(g/L) NaVO3/(g/L) 稀溶液稀溶液浓溶液浓溶液 0.40.50.750.85 3468 348.4 237.0 工业生产使用的栲胶脱硫剂溶液(rngy)组分 焦炉煤气脱硫一般采用稀溶液，pH在

7、8.59。第19页/共40页第二十页，共40页。在脱硫塔底及富液槽中，NaHS(或NH4HS)被V5+氧化成单质硫，同时V5+被还原成V4+ ；而部分V4+又被醌态(氧化态)的栲胶及其降解物氧化成V5+，该部分栲胶则变成酚态(还原态)： 2V5+HS-2V4+H+S TQ(醌态)+V4+2H2OTHQ(酚态)+V5+OH-同时醌态栲胶氧化HS-亦析出(xch)硫磺，醌态栲胶被还原成酚态栲胶： TQ(醌态)十HS-THQ(酚态)+S第20页/共40页第二十一页，共40页。H202氧化(ynghu)V4+和HS- ： H202+V4+V5+20H- H202+HS-H2O+S+OH-第21页/共4

8、0页第二十二页，共40页。第22页/共40页第二十三页，共40页。NaV03含量理论含量可与液相中HS-物质的量浓度相当，但在配制时往往过量，控制过量系数(xsh)在1.31.5左右。提高总碱度是提高硫容量的有效途径 NaV03起加快反应速率的作用，其含量取决于脱硫液的操作硫容量 栲胶含量根据实践经验，比较适宜的栲胶与钒的比例为1.1 1.3左右。NaV03含量理论含量可与液相中HS-物质的量浓度相当，但在配制时往往过量，控制过量系数在1.31.5左右。栲胶在脱硫过程中的作用与ADA相同均是起载氧的作用 4.操作条件讨论(1)溶液组分NaV03起加快反应速率的作用，其含量取决于脱硫液的操作硫容

9、量 第23页/共40页第二十四页，共40页。(3)C02的影响在适宜的操作条件下，它能从含99的CO2原料气中将200mg/m的H2S脱除至45mg/m以下。但由于(yuy)溶液吸收CO2后会使溶液的pH降低，使脱硫效率稍有降低。常温范围内，H2S、CO2、脱除率及NaS2O3生成率与温度关系不敏感栲胶脱硫液具有相当高的选择性第24页/共40页第二十五页，共40页。第25页/共40页第二十六页，共40页。一、HPF法脱硫的基本(jbn)反应第26页/共40页第二十七页，共40页。3.3.副反应副反应 2NH4HS+202(NH4)2S203+H20 2NH4HS+202(NH4)2S203+H

10、202(NH4)2S203+02(NH4)2SO4+2S2(NH4)2S203+02(NH4)2SO4+2SH2O第27页/共40页第二十八页，共40页。二、HPF法脱硫工艺流程(n y li chn)预冷塔脱硫塔再生(zishng)槽反应槽剩余氨水冷却器预冷循环水冷却器预冷塔循环泵液位调节槽脱硫液循环泵泡沫槽泡沫泵熔硫釜清液槽清液泵清夜冷却器槽车硫黄冷却盘第28页/共40页第二十九页，共40页。从鼓风( fn)冷凝工段来的煤气，温度约55，首先进入直接式预冷塔1与塔顶喷洒的循环冷却水逆向接触，被冷至30 35；然后进入脱硫塔2 预冷塔自成循环系统，循环冷却水从塔下部用泵抽出送至循环水冷却器，

11、用低温水冷却至20-25后进入塔顶循环喷洒(pns)。采取部分剩余氨水更新循环冷水，多余的循环水返回鼓风冷凝工段，或送往酚氰污水处理站预冷后的煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触(jich)以吸收煤气中的硫化氢、氰化氢(同时吸收煤气中的氨，补充脱硫液中的碱源)脱硫后煤气含硫化氢降至50mg/m左右，送入硫酸铵工段吸收了H2S、HCN的脱硫液从塔底流出，经液封槽进入反应槽，然后用脱硫液循环泵9送入再生塔同时自再生塔底部通入压缩空气，使溶液在塔内得以氧化再生再生后的溶液从塔顶经液位调节器8自流回脱硫塔2循环吸收第29页/共40页第三十页，共40页。浮于再生塔底部扩大部分的硫 泡沫，利用位

12、差自流入泡沫槽10经澄清(chngqng)分层后，清夜经泵14返回反应槽4，硫泡沫用泡沫泵11入熔硫釜12,经数次加热、脱水，再进一步加热熔融，最后排出熔融硫磺，冷却后外销系统(xtng)中不凝性气体经尾气洗净塔洗涤后放空为避免脱硫液盐类积累(jli)影响脱硫效果，排出少量废液送往配煤第30页/共40页第三十一页，共40页。以氨为碱源、HPF为催化剂的焦炉煤气脱硫新工艺,脱硫效率高、流程短、废液处理(chl)简单、节约资源。 脱硫塔中可填充聚丙烯填料，不易(b y)堵塞，脱硫塔操作阻力较小。易腐蚀设备材质可用碳钢，内壁涂防腐涂料；输送脱硫液的设备为耐腐蚀不锈钢。脱硫废液送往配煤，工艺简单，对周

13、边环境无污染。再生塔采用空气与脱硫液预混再生，节省压缩空气，从而使再生过程排放的尾气量少，排放的尾气含氨量远远低于国家有关标准。第31页/共40页第三十二页，共40页。脱硫 入脱硫塔煤气温度 30-35 入脱硫塔溶液温度 35-40 进再生塔空气压力 0.4MPa 熔硫釜内压力 0.41MPa 釜内外压差 0.2MPa 外排清液温度 60-90 脱硫溶液组成 pH=8-9 游离氨： 5g/l PDS含量： 8-10mg/kg 对苯二酚： 0.15-0.2 g/L 悬浮硫： 1.5 g/L NH4CNS和(NH4)2S2O3总含量： 250 g/L预冷塔再生(zishng)塔脱硫塔2013/4/

14、21 10:49 am预冷塔脱硫塔再生(zishng)塔预冷塔脱硫塔2013/4/21 10:49 am再生塔预冷塔脱硫塔2013/4/21 10:49 am再生塔预冷塔脱硫塔第32页/共40页第三十三页，共40页。脱硫液中盐类的积累：增长速度较为(jio wi)缓慢。煤气和脱硫液温度(wnd)：T煤气=28-30，T脱硫液=30-35 T，PNH3 ，NH3被煤气带走T，不利于再生反应和硫析出液气比对脱硫效率的影响：增加液气比有利于脱硫效率，但到达一定程度后，反而会增加泵的动力消耗，故液气比也不应太大。脱硫液和煤气中的含氨量：含氨量对该法影响很大当氨硫比1，单塔，脱硫效率也可达99%左右当氨

15、硫比1，双塔，也必须调整操作参数才能保证脱硫效率当煤气含氨量3g/m时，脱硫效率就会明显下降第33页/共40页第三十四页，共40页。再生空气量Q和再生时间t：理论氧化1kgH2S 需空气量2m实际考虑浮选(f xun)硫泡沫，再生塔鼓风强度一般控制在100m/h 再生停留时间控制在20min左右煤气中杂质对脱硫效率影响：实践表明，煤气中的杂质对脱硫效率有较大的影响，会使硫黄(li hun)发黑。要求进入脱硫塔中焦油含量50mg/m，萘含量0.5g/m。再生空气尾气：尾气含氨达2.46g/m，直接排往大气损失了氨、污染环境。故尾气必须进一步净化处理。系统中的不凝性气体可经尾气洗净塔洗涤后放空。

16、第34页/共40页第三十五页，共40页。以焦炉煤气中的NH3作为(zuwi)脱除H2S的碱源，同时可脱除HCN，在理论上比较完善的方法。在年产焦炭30万吨规模焦化厂(煤气(miq)量15000m/h左右)配备有无水氨工艺的煤气(miq)净化系统获得成功，脱硫后煤气(miq)含H2S在5060mg/m左右，HCN脱除率在80左右。该法不仅涉及气液相间及液相内部的传热传质过程，而且涉及带催化过程的催化反应过程，从而使设计问题变的十分复杂。第35页/共40页第三十六页，共40页。事故事故 可能产生的原因可能产生的原因处理措施处理措施脱硫脱硫效率效率下降下降（塔（塔后后H2S高）高）液气比不当液气比不

17、当 溶液成分不当溶液成分不当 再生空气量少再生空气量少 人口人口H2S高高 填料堵或有偏流现象填料堵或有偏流现象 煤焦油、萘含量高，将溶液污煤焦油、萘含量高，将溶液污染染 溶液温度高或低溶液温度高或低 溶液活性差副反应高，溶液黏溶液活性差副反应高，溶液黏度大，吸收不好度大，吸收不好 调节循环量调节循环量按分析情况具体添加按分析情况具体添加 增加鼓风强度增加鼓风强度调整溶液循环量，提高溶液成分调整溶液循环量，提高溶液成分用稀氨水或硫化铵溶液洗涤填料或用稀氨水或硫化铵溶液洗涤填料或停车检修停车检修请示上级处理，排放溶液，重新制请示上级处理，排放溶液，重新制备新液备新液调节溶液温度合乎规定调节溶液温度合乎规定加大脱硫液的排放，提高氨含量，加大脱硫液的排放，提高氨含量，加大催化剂量，并补充一部分新液加大催化剂量，并补充一部分新液 第36页/共40页第三十七页，共40页。事故事故 可能产生的原因可能产生的原因处理措施处理措施再生再生塔跑塔跑液液 空压机换车未减小空压机换车未减小循循 环量环量去脱硫塔的管道半去脱硫塔的管道半堵或堵塞堵或堵塞再生塔硫泡沫管道再生塔硫泡沫管道堵塞堵塞出口溶液管上阀门出口溶液管上阀门坏坏调节不当跑液调节不当跑液 在换空压机时或开空压机时要在换空压机时或开空压机时要减小循环量，空压机正常后在逐减小循环量，空压机正常后在逐渐加大循环量渐加大循环量停车处理停