焦炉煤气湿法脱硫工艺设计

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1、概述焦炉煤气粗煤气中硫化物按其化合态可分为两类：无机硫化物，主要是硫化氢（代S）,有机硫化物，如二硫化碳（CS2）,硫氧化碳（COS,硫醇（C2H5SH）和曝吩（C4H4S）等。有机硫化物在温度下进行变换时，几乎全部转化为硫化氢。所以煤气中硫化氢所含的硫约占煤气中硫总量的90%Z上，因此，煤气脱硫主要是指脱除煤气中的硫化氢，焦炉煤气中含硫化氢815g/m3,此外还含吊氟化氢。硫化氢在常温下是一种带刺鼻臭味的无色气体，其密度为nnl硫化氢及其燃烧产物二氧化硫（SO2）对人体均有毒性，在空气中含有%勺硫化氢就能致命。煤气中硫化氢的存在会严重腐蚀输气管道和设备，如果将煤气用做各种化工原料气，如合成氨

2、原料气时，往往硫化物会使催化剂中毒，增加液态溶剂的黏度，影响产品的质量等。因此，必须进行煤气的脱硫。粗焦炉煤气脱硫工艺有干法和湿法脱硫两大类。干法脱硫多用于精脱硫，对无机硫和有机硫都有较高的净化度。不同的干法脱硫剂，在不同的温区工作，由此可划分低温（常温和低于100C）、中温（100C400C）和高温（400C）脱硫剂。干法脱硫由于脱硫催化剂硫容小，设备庞大，一般用于小规模的煤气厂脱硫或用于湿法脱硫后的精脱硫。湿法脱硫又分为“湿式氧化法”和“胺法”。湿式氧化法是溶液吸收H2s后,将H2S直接转化为单质硫，分离后溶液循环使用。目前我国已经建成（包括引进）采用的具有代表性的湿式氧化脱硫工艺主要有T

3、H法、FRCJt、ADAt和HPFW。胺法是将吸收的H2S经再生系统释放出来送到克劳斯装置，再转化为单质硫，溶液循环使用，主要有索尔菲班法、单乙醇胺法、AS法和氨硫联合洗涤法。湿法脱硫多用于合成氨原料气、焦炉气、天然气中大量硫化物的脱除。当煤气量标准状态下大于3000m3/h时，主要采用湿法脱硫。焦炉煤气的现状煤气的脱硫方法从总体上来分有两种：热煤气脱硫和冷煤气脱硫。在我国，热煤气脱硫现在仍处于试验研究阶段，还有待于进一步完善，而冷煤气脱硫是比较成熟的技术，其脱硫方法也很多。冷煤气脱硫大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两种方法，干法脱硫以氧化铁法和活性炭法应用较广，而湿法脱硫以种碱法、ADA改良A

4、DAW榜胶法颇具代表性。湿法脱硫可以处理含硫量高的煤气，脱硫剂是便于输送的液体物料，可以再生，且可以回收有价值的元素硫，从而构成一个连续脱硫循环系统。现在工艺上应用较多的湿法脱硫有氨水催化法、改良慈酿二磺酸法（法）及有机胺法。其中改良慈酿二磺酸法的脱除效率高，应用更为广泛。但此法在操作中易发生堵塞，而且药品价格昂贵，近几年来，在改良的基础上开发的榜胶法克服了这两项缺点。它是以纯碱作为吸收剂，以榜胶为载氧体，以NaVO2为氧化剂。基于此，在焦炉煤气脱硫工艺的设计中我采用湿式榜胶法脱硫工艺。榜胶的认识早在1960年日本就有单宁及其盐类从气体重脱除H2s并同时回收硫磺的小试验报道，但一直未在工业上应

5、用。我国广西化工研究所、百色榜胶厂、广西林业科学研究所等单位合作于1977年8月完成榜胶法脱硫小试验后直接在都安氮肥厂，柳州化肥厂和上林氮肥厂进行了工业生产试验。1978年7月通过自治区技术鉴定。根据鉴定会的建议，由原化工部有关部门委托北京化工试验厂补做了中间试验并于1979年9月通过了中间试验鉴定。楞胶是由植物的皮，果，茎及叶的萃取液熬制而成的。其主要成分为丹宁，约占66%以榜胶来配制脱硫液效果最佳。楞胶的主要成分为多种水解丹宁，是有许多结构相似的酚类衍生物所组成的多酚基化合物，由于其含有许多活泼的姓基，所以具有很强的吸氧能力，在脱硫过程中起着载氧的作用。碱性榜胶脱硫液是由榜胶，碳酸钠及偏铀

6、酸钠等主要成分构成的水溶液。楞胶水溶液在空气中易被氧化，即丹宁中较活泼的羟基易被空气中的氧氧化，生成酿态化合物。特别是当溶液的PH值大于9的时候，丹宁的氧化特别显著。由于榜胶水溶液在较高浓度时成为典型的胶体溶液，并且在较低温度时容易出现NaVO3及NaHCO3沉淀，因此在配制脱硫液前必须对榜胶水溶液进行熟化预处理。即将含榜胶2033g/l,NaCO380133g/l的榜胶谁溶液直接通蒸汽与空气，在80900C的条件下氧化1024h,破坏其胶性。然后加NaVO3及软水或稀氨水，配制成含榜胶l,NaCOl,NaHCO3g/l,NaVO32l脱硫液，送入脱硫液储存槽，稀释后使用。脱硫过程中，酚类物质

7、经空气再生氧化成酿态，因其具有较高电位，故能将低价铀氧化成高价铀，进而使吸收在溶液中的硫氢根氧化、析出单质硫。同时丹宁能与多种金属离子（如锐、铭、铝等）形成水溶性络合物；在碱性溶液中丹宁能用与铁、铜反应并在其材料表面形成丹宁酸性薄膜，因而具有防腐蚀作用。由于榜胶水溶液是胶体溶液，在将其配制成脱硫液之前，必须对其进行预处理，以消除共胶体性和发泡性，并使其由酚态结构氧化成酿态结构，这样脱硫溶液才具有活性。在榜胶溶液氧化过程中，伴随着吸光性能的变化。当溶液充分氧化后，其消光值则会稳定在某一数值附近，这种溶液就能满足脱硫要求。通常制备榜胶溶液的预处理条件列举在表1中：表1制备榜胶溶液的与处理条件方法项

8、目.用NaCO配制溶液榜胶浓度/(gr1)1030碱度/N氧化温度/C7090空气量溶液/、翻出器外消光值稳定在将纯碱溶液用蒸汽加热，通入空气氧化，并维持温度8090C,恒温10h以上，让丹宁物质发生降解反应，大分子变小，表面活性物质变成非表面活性物质，达到预处理目的。榜胶法脱硫工艺，将碱性榜胶溶液打入溶液循环槽，自循环槽出来，经过滤加压后进入系统的裂脱塔，吸收气体中的HS,由裂脱塔出来的溶液进入裂脱再生塔，再生好的溶液由塔底流到溶液循环槽，经过滤加压循环使用。脱硫溶液从循环槽出来后经过滤加压送到变脱塔，吸收气体中的HS,由变脱塔出来的溶液进入变脱溶液再生塔，再生好的溶液由变脱再生塔出来，进入

9、变脱溶液循环槽，再经过滤加压，如此循环使用。将胶法脱硫的优缺点优点榜胶法脱硫是目前工业化生产中应用较多的湿式脱硫方法，它本身有许多优越之处,但是与此同时，也存在着许多的不足榜胶是聚酚类(丹宁)物质，可替代ADA乍为载氧体，价格低廉，楞胶本身还是良好的络合剂，不需要添加洒石酸钾钠的络合剂。此法的吸收效果与ADAf目近，且具有不容易堵塞脱硫塔填料，楞胶资源丰富，价格便宜以及脱硫液活性好，性能稳定，腐蚀性小等优点。止匕外，脱硫效率大于98%,所析出的硫容易浮选和分离。楞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

10、比调整，适时加以控制，净化后煤气中HS含量稳定。(1)榜胶资源丰富、价格低廉、无毒性、脱硫溶液成本低，因而操作费用要改良ADA法低。(2)脱硫溶液的活性好、性能稳定、腐蚀性小。楞胶本身既是氧化剂，又是铀的络合剂，脱硫溶液的组成比改良ADA&简单，且脱硫过程没有硫磺堵塔问题。(3)脱硫效率大于98%,所析出的硫容易浮选和分离。(4)榜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。(5)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HS含量稳定。缺点(1)配制脱硫液和往系统中补加时都要经过加热溶化制备过程。(2)设备

11、较多，工艺操作也较复杂，设备投资较大。硫化物对作为原料气生产工艺过程有何危害(1)对催化剂的危害硫使甲烷化催化剂，高(中)温变换催化剂，甲醇合成催化剂何氨合成催化剂的主要毒物之一，能使它们的活性和寿命降低；(2)对产品质量的危害碳钱生产过程中，当变换气中硫化氢含量高时，在碳化母液中积累增高。使母液粘度增大，碳钱结晶变油，不仅造成分离困难，同时，由于生成FeS沉淀致使碳钱颜色变黑；(3)在尿素生产过程中，硫化氢进入尿素合成塔时会生成硫月尿，污染尿素产品，降低产品质量;(4)对铜洗操作的危害铜氨液吸收硫化氢生成CuS沉淀，这种沉淀物颗粒很细，悬浮在溶液中导致溶液粘度增大，发泡性增强，铜耗上升，破坏