脱硫相关知识

半水煤气脱硫

2015-08-31 10:36:43 点击数:

1.工艺条件的选择

气体中硫化物的脱除方法主要有吸收,吸附,膜渗透,化学转化,凝缩等,根据原料气的种类,处理量大小和硫化物的种类,含量,可选用不同的脱除方法和工艺条件。一般在1套系统中采用2种以上脱硫方法。国内大型氮肥企业采取的脱硫工艺一般为低温甲醇洗,小型氮肥企业一般采取碱性溶液加催化剂吸收以及吸附或膜渗透等方法。碱性溶液加催化剂吸收方法工艺路线基本相同,区别在于不同企业根据自身情况而选用不同的脱硫催化剂。

2.半水煤气脱硫湿法脱硫一般的工艺路线

半水煤气由气柜经洗气塔,静电除焦器,罗茨风机和降温塔后,进入脱硫塔,在脱硫塔填料层中与脱硫液逆流接触,气体中的无机硫和部分有机硫被溶液吸收后,进入分离器和清洗冷却器,冷却分离后的气体经静电除焦器进入气体压缩机。脱硫泵从贫液槽抽取"贫液"进入塔内,吸收后的"富液"进入富液槽经泵加压后送入再生槽,经喷射器吸收空气氧化再生后,单质硫以泡沫的形式从再生槽中浮选出来,"富液"转化为"贫液""贫液"经液位调节器进入贫液槽,循环使用。

3.操作指标

国内催化剂的种类很多,除催化剂含量不同外,脱硫操作指标(湿法)一般在以下范围:①脱硫溶液循环量(与塔径,填料类型,进出口硫化氢含量等有关),;②脱硫吸收压力由前工段确定;③脱硫再生压力0.3~0.45MPa;④脱硫塔入口气体温度≤45℃;⑤脱硫再生温度35~45℃;⑥脱硫液总碱度(以Na2CO3计)≥20g/L(氨水脱硫滴度在8~12);⑦脱硫贫液中Na2CO3含量≥3g/L;⑧脱硫贫液中催化剂含量根据选择的催化剂种类定;⑨脱硫贫液中Na2S2O3,Na2SO4,NaSCN总含量≤350g/L;⑩脱硫贫液pH=8.2~9.0;(11)进出口硫化氢含量(与气质和后工段工艺要求有关,变换气脱硫后越低越好)。

4 .生产操作状况

脱硫生产操作的影响因素有气量大小,进口硫化氢含量,溶液循环量大小和稳定性,溶液的跑,冒,滴,漏现象,溶液大量损失后的大量补水,硫泡沫浮选,熔硫的温度,熔硫后清液量的大小和浊度等。虽然脱硫工艺相对较简单,但生产好坏同操作者的工作责任心,管理者的管理程度有直接关系,在日常操作和管理中要抓住每一细节。

湿法脱硫:一般半水煤气由气柜经洗气塔、静电除焦、罗茨风机和降温塔塔后,进入脱硫塔,在脱硫塔填料层中与脱硫液逆流接触,气体中的无机硫和部分有机硫被溶液吸收后,进入分离器和清洗冷却器,冷却分离后的气体进入静电除焦器后进入气体压缩机。脱硫泵从贫液槽抽取“贫液”进入塔内,吸收后的“富液”进入富液槽经泵加压后送入再生槽,经喷射器吸收空气氧化再生后,硫以泡沫的形式从再生槽中浮选出来,“富液”转化为“贫液”,“贫液”经液位调节器进入贫液槽,如此循环使用。

5.脱硫效果的影响因素

(1)相对于合成氨工艺的整体来说,脱硫工序的设备相对较简单。从设计角度看,要点是吸收塔和再生槽。由于当前原料煤品质参差不齐,多数企业为降低成本选用硫含量较高的煤种,而且现有的脱硫催化剂的品种多,质量较杂,每个催化剂的生产厂家提供的工作硫容不同,故实际效果差别会比较大。

(2)根据进出口硫化氢含量确定溶液循环量(不需考虑催化剂的硫容),可以先确定塔的喷淋密度范围(喷林密度取值范围为25~50m/h)。要根据实际选用合适的泵,扬程,流量要达到合理匹配。流量和扬程过大,则电耗增加。为了考虑再生停留时间,须增大再生槽的直径和高度。故各项因素均应统筹全局综合考虑。

(3)根据溶液循环量确定再生槽大小(脱硫液停留时间取12~20min)。现在一般企业均使用喷射再生,还有部分企业沿用原来的鼓泡再生和高塔再生,新上项目均为喷射再生。再生槽的确定一般根据循环量确定其有效段的容积,然后选择一合适的高径比(小直径时1:1.2~1.4,大直径时高径比可以小于1)。桶体尺寸确定后,上部一定要设置溶液缓冲扩大部分

由于各企业在不断的减轻职工的劳动强度,一般对泡沫采取连续熔硫。在连续溶硫时泡沫的量相对较大,副产物的生成量不断增加,当副产物累积的量过大时,严重影响脱硫效率;在溶液温度较低情况下,对塔可能发生盐堵现象,所以针对溶液要进行排放处理。从环保和生产稳定性考虑,结合国内处理好企业的实际看,对泡沫最好先进行过滤,把90%以上的溶液过滤、分离出来回到系统,滤饼送去溶硫;这样可以解决相关的问题,日常的碱耗、催化剂消耗都会降低,运行成本减少。

6.国内外发展现状

a.存在的问题

单系统的脱硫存在以下问题:①单套设备越来越大,塔堵处理难度大,人力,物力消耗大;②原料气中的硫化氢含量越来越高,副产物的生成速度快;③有机硫脱除率低;④催化剂品种繁杂,同一系列产品质量,价格差别较大,脱硫运行费用高;⑤溶液对环境的污染。

b.解决对策及发展现状

催化剂的性能优劣直接决定脱硫效率、副反应生成率、碱耗量等。经过多年发展,催化剂经过长久的改进,当前业内应用较多的催化剂及工艺主要有改良ADA法、栲胶法、MSQ法、PDS法、SY法等。SY法作为较先进的工艺,采用酞菁钴磺酸盐为主体催化剂,具有以下优点:①硫容高,悬浮硫含量低,不堵塔②副反应生成率低,碱耗低③脱硫效率高,无机硫脱除率98%以上,有机硫脱除率75%以上④产品环保,无废液排放,对设备、管道无腐蚀。

 

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