第5章a煤气脱硫_-_复件

1、 煤气脱硫脱氰 萘醌法脱硫脱氰 萘醌法（TAKAHAX）脱硫 简介：本法又称塔卡哈克斯法，是一种高效湿式氧化脱硫法，在日本使用最为广泛，新日铁的每个焦化厂均采用此工艺。我国上海宝钢焦化厂也引进日本新日铁的塔卡哈克斯工艺进行焦炉煤气脱硫脱氰。它由湿法脱硫（TAKAHAX法）及脱硫废液处理（HIROHAX湿式氧化法）两部分组成，经处理后的脱硫液送往硫铵母液系统以制取硫铵。一塔卡哈克斯（TAKAHAX）法脱硫二希罗哈克斯（HIROHAX）湿式氧化法处理废液氨型塔卡哈克斯法与用湿式氧化法处理废液的希罗哈克斯（HIROHAX）法相结合，可组成两种类型的工艺：氨型塔卡哈克斯法脱硫废液SSCNNHOSNH、

2、43224)( 湿式氧化（HIROHAX装置）42424SOHSONH、）（硫酸铵母液 硫酸铵装置 氨型塔卡哈克斯法脱硫废液SSCNNHOSNH、43224)( 燃烧炉 硫酸装置42SOH2SO一塔卡哈克斯（TAKAHAX）法脱硫 1生产过程原理 本法使用的脱硫液为含有1，4-萘醌-2-磺酸铵（作为催化剂以符号NQ表示）的碱性溶液，碱源为焦炉煤气中的氨。由于要利用煤气中的氨，所以由鼓风机送来的焦炉煤气经电捕焦油器捕除焦油雾后即进入本装置的脱硫塔。在脱硫塔中，当焦炉煤气与吸收液接触时，煤气中的氨首先溶解生成氨水：NH3 + H2O NH4OH 然后氨水吸收煤气中的硫化氢和氰化氢，生成硫氢化铵和氰

3、化铵。硫氢化铵在NQ作用下析出硫： NH4OH + H2S NH4HS + H2O NH4OH + HCN NH4CN + H2O NH4HSSO3NH4OOH2ONH4OHSSO3NH4OHOH+ + 1塔卡哈克斯法脱硫脱氰原理 将含有硫氢化铵的吸收液送入再生塔底部，同时吹入空气，在催化剂的作用下氧化再生。此时，硫氢化铵与氧在NQ作用下生成氢氧化铵并析出硫；氰化铵与硫反应生成硫氰酸铵。 NH4HS + 1/2O2 NH4OH + S NH4CN + S NH4SCN NQ也进行再生反应，从还原态再生为氧化态。 再生时，还发生生成硫代硫酸铵的副反应： NH4HS + 2O2 （NH4）2S2O

4、3 NH4HS + 2O2 + NH4OH （NH4）2SO4 + H2 SO3NH4OHOHSO3NH4OOH2O+1/2O2+ 1生产过程原理 此法的脱硫效率除与设备构造、吸收液的循环量、脱硫塔内煤气的停留时间等有关外，主要与煤气中的氨含量有很大关系。根据生产实际资料，入塔煤气中NH3/H2S0.5（质量比）时，脱硫效率有下降趋势，为使脱硫效率保持在90%以上，此比值需保持在0.7以上。 再生反应速度（HS-离子的减少速度）同催化剂浓度的平方根值（即 mol催化剂/m3)及再生气体中氧的浓度成正比关系，同温度成反比关系。 再生后的吸收液返回脱硫塔循环使用。在循环过程中，吸收液里逐渐积累了上

5、述反应生成的硫磺、硫氰酸铵、硫代硫酸铵和硫酸铵等物质。为使这些化合物在吸收液中的浓度保持一定，就需提取部分吸收液（提取量1.5m3/1万m3煤气）作为脱硫废液送往废液处理装置予以处理。2工艺流程 如图9-8所示，焦炉煤气经捕除焦油雾后，先进入中间煤气冷却器由约50冷却至36。中间煤气冷却器由预冷段、洗萘段、终冷段三段空喷塔组成。在塔下部的预冷段，煤气由约50被直接冷却到不析出萘的温度，即约38。在塔中部的洗萘段，用含萘约5%的洗油喷洒，使煤气中的含萘量降至约0.36g/m3，这一含量可保证煤气在终冷段中无萘析出。洗萘富油的一部分送往粗苯工序处理。煤气最后在塔上部的终冷段被冷却至36，然后进入脱

6、硫塔。图9-8塔卡哈克斯湿法脱硫工艺流程2工艺流程 因中间煤气冷却器循环喷洒的氨水中含有萘、焦油雾及渣子等，所以需将其中一部分送至氨水澄清槽，再从氨水储槽送来补充氨水。 脱硫塔为填料塔，焦炉煤气从塔的下部进入，与从塔顶喷洒的吸收液对流接触，煤气中的H2S、HCN、NH3即被吸收液吸收。出塔的焦炉煤气送往硫铵工序。从塔底排出的吸收液用循环泵送入再生塔底部。再生塔为鼓泡塔，吸收液与空气并流流动，液中的硫氢根离子在催化剂作用下氧化而生成前述的各种铵盐和硫磺。 经过氧化再生的溶液具有吸收H2S的能力，使之从再生塔顶部自流返回脱硫塔顶部循环使用。为了保持各种铵盐及硫磺在吸收液中不大于一定的浓度，部分吸收

7、液需自再生塔顶部自流至HIROHAX装置，将硫磺及含硫铵盐湿式氧化为硫铵。 从再生塔顶部排出的空气（废气）送入第一洗净塔，用硫铵工序来的硫铵母液洗涤以吸收废气中的氨，吸氨后的母液再送回硫铵工序。自第一洗净塔出来的废气再进入第二洗净塔，在此用过滤水喷洒除去母液酸雾后，放入大气中。洗涤水自塔底排出送往活性污泥装置进行处理。2工艺流程 在脱硫塔内煤气的空塔速度为0.49m/s，吸收液喷淋密度为59m3/m2.h，液气比为33L/m3，每标准立方米煤气需填料面积1m2，煤气阻力约为90Pa/m填料。 本法不仅利用焦炉煤气中的氨作为碱源，降低了成本，而且在脱硫操作中，可把再生塔内硫磺的生成量限制在硫氰酸

8、铵生成反应所需要的量，过剩的硫则氧化成硫代硫酸盐和硫酸盐。这样，由于再生吸收液中不含固体硫，不仅改善了再生设备的操作，而且防止了吸收液起泡，减少了脱硫塔内的压力损失，避免了气阻现象的发生。二希罗哈克斯（HIROHAX）湿式氧化法处理废液 如图9-9所示，自TAKAHAX装置来的吸收液进入接受槽，在此加入从氨水蒸馏装置来的氨水，作为HIROHAX装置所产生的硫酸的中和剂。当氨水蒸馏装置停工时，则加入所需数量的气化液氨（氨气）。为了防止设备腐蚀，同时将缓蚀剂也加入接受槽中，用供料泵将接受槽中的混合液升压到8.8MPa，另混入8.8MPa的压缩空气，一起进入换热器与来自反应塔顶的蒸汽换热，并在加热器

9、内用高压蒸汽加热到200以上，然后进入反应塔。图9-9 希罗哈克斯湿式氧化法处理废液工艺流程二希罗哈克斯（HIROHAX）湿式氧化法处理废液 在反应塔内，脱硫液中的硫化物被空气氧化而变成硫酸或硫铵。这时，硫氰酸铵中的碳变成二氧化碳气体，氮变成铵离子。 S + 3/2O2 + H2O H2SO4 （NH4）2S2O3 + 2O2 + H2O （NH4）2SO4 + H2SO4 NH4SCN + 2O2 + 2H2O (NH4)2SO4 + CO2 H2SO4 + 2NH3 (NH4)2SO4 反应塔内的反应条件是：压力6.9 7.4MPa，温度273 295。在开工阶段需短时间用外部高压蒸汽（3

10、.9MPa）将脱硫液加热至200以上。但由于上述反应均为放热反应，塔内温度会上升到约275。以后，可用反应塔排出的废气与脱硫液进行换热，蒸汽加热器可停止使用，仅用反应放出的热量即可满足生成需要。二希罗哈克斯（HIROHAX）湿式氧化法处理废液 经氧化反应后的脱硫液称为氧化液（即硫铵母液），从反应塔断塔板处抽出，经氧化液冷却器冷却后进入氧化液槽，由此再用泵送往硫铵母液循环槽。从反应塔顶引出的气体用作加热脱硫液的热源，经换热器后成为气液混合物，进入第一气液分离器进行分离后，冷凝液经冷却器和第二气液分离器再送至TAKAHAX装置的脱硫塔，用作补充给水。废气送经洗涤器和洗涤冷却器冷却后，送至TAKAHAX装置的第一、第二洗净塔，同再生塔废气混合处理。 脱硫废液在此装置中处理后，硫代硫酸铵完全氧化分解，硫氰酸铵分解率可达99%，经湿式氧化装置处理前后废液的组成如表9-2所示。二希罗哈克斯（HIROHAX）湿式氧化法处理废液 在脱硫塔前，煤气含H2S4.9g/m3的情况下，采用此法所生成的硫酸量，可供生产硫铵所需硫酸量的60%以上。又由于焦炉煤气中HCN中的氮生成了铵离子，所以硫铵的总产量也有所增加，由1.0% 1.2%增至1.3% 1.4%。 综上所述，本法在脱硫及废液处理的整个过程中，