焦化厂焦炉煤气精脱硫工艺分析与设计技术实施方案
焦化厂焦炉煤气精脱硫工艺分析与设计技术实施方案1.总则:关键词:一级脱硫;二级脱硫;脱硫剂;催化剂;脱硫效果;热平衡在焦炉煤气制甲醇工艺中,由于合成甲醇所用的铜系催化剂对原料气中的硫很敏感,极易发生硫中毒影响活性和使用寿命。
因此焦炉煤气在经焦化化产车间的湿法脱硫后,需进一步精细脱硫,使焦炉气中的总硫含量<0.1×10-6,以满足工艺生产的需要。
所采用的精脱硫工艺均为中温干法脱硫工艺,其主要特点为“两级有机硫加氢转化+两级硫化氢脱除”。
主要流程如下:压缩工段来的焦炉煤气经加热达到催化剂的活性温度后进入一级加氢转化器,在此焦炉气中大部分的有机硫加氢转化为硫化氢,后经一级脱硫槽将硫化氢脱除;然后经二级加氢转化器将焦炉煤气中剩余的少量有机硫进一步加氢转化为硫化氢,再通过二级脱硫槽脱除,最终使出工段的焦炉气中总硫<0.1×10-6。
设计上一、二级的脱硫负荷约为6∶1。
2.一级加氢转化:一级加氢转化器设计上为1台,在此焦炉煤气中大部分的有机硫在催化剂的作用下转化为硫化氢,在整个脱硫工艺中起着基础性作用。
设计上一级加氢转化器选用的催化剂是铁钼加氢转化催化剂,其活性成分是氧化钼和少量的氧化铁,使用前需预先进行升温硫化才能有较好的催化活性。
实际运行表明,只要对催化剂硫化充分,生产中温度控制合适,一级加氢转化器即能够将焦炉煤气中大部分的有机硫进行加氢转化生成硫化氢,满足生产需要。
目前存在的主要问题是,大部分的甲醇生产厂家都反映催化剂的使用寿命不够理想:好的状况下可使用2年,一般的在使用1年后催化剂活性就会大大削弱,有机硫加氢转化能力降低甚至会消失,即使提高催化剂床层的运行温度也不会有大的改观。
如此增加了催化剂的更换频率和脱硫成本。
理论上催化剂的活性是不会下降或消失的,造成这种现象有多方面原因。
催化剂的生产厂家认为是催化剂在使用前硫化不彻底所致,但这并非主要原因:因为催化剂在使用过程中始终是处在一个多硫和强还原性的氛围中,即使在投用前预硫化不十分彻底,但在使用过程中也会不断地有硫化反应发生,直至硫化彻底。
因此造成催化剂活性下降较快应该有以下两个原因:一是催化剂本身质量存在问题,如活性成分含量偏低、稳定性差;二是焦炉煤气成分复杂,其中含有的少量焦油、萘等物质逐渐累积、附着于催化剂颗粒表面,堵塞了活性微孔使催化剂的活性大大下降,另外催化剂床层内温度的波动,尤其是超温时出现的焦炉气析碳和催化剂结块也会导致催化剂活性下降,最终使一级加氢转化器的有机硫转化能力变弱。
实际生产表明,催化剂受到污染、活性微孔被堵是造成催化活性下降的主要原因。
因此要保证一级加氢转化器入口气体的洁净度。
对此设计流程上,在一级加氢转化器之前设置了常温过滤器和预加氢转化器。
常温过滤器可以过滤除去焦炉气中的少量焦油、萘等,预加氢转化器则可以在中温条件下进一步脱除焦炉气中的焦油、萘等,同时辅助一级加氢转化器进行少量的有机硫加氢转化。
由此可见确保常温过滤器和预加氢转化器的良好运行状况对于一级加氢转化器的稳定运行及催化剂的使用寿命有重要意义。
生产中要定期对常温过滤器进行排污,及时将过滤下的焦油等排掉以防止气体流量和温度波动时带至后系统,尤其在温度偏高时很可能会将之前过滤下的物质在相对高温下气化带入后系统。
对于预加氢转化器要充分发挥其在中温条件下的过滤作用,以保证一级加氢转化器的催化剂尽可能不被污染。
在一级加氢转化器的催化剂后期活性下降时,其有机硫加氢转化的辅助作用也很重要。
设计上常温过滤器为2台,可以倒换使用。
对于预加氢转化器,设计上有两台或是单台加副线流程,可在开车过程更换催化剂而不影响生产。
鉴于一级加氢转化器在整个脱硫工艺中的重要作用和催化剂使用寿命偏低的现状,近来有些厂家将一级加氢转化器设计为两台,如此虽然增加了部分前期固定资产投资,但作用还是明显的:一是可以在不停车、不影响生产的情况下更换催化剂;二是可以随时对催化剂进行再生操作,以尽量延长催化剂的使用寿命。
3.一级脱硫:一级脱硫槽负责将一级加氢转化器生成的硫化氢脱除。
由于其脱硫负荷较大,设计上为3台,正常生产时开2备1或3台串联使用。
一级脱硫槽的脱硫剂是以氧化锰为主要脱硫组分的铁锰脱硫剂,使用前需进行预升温还原。
生产实践表明其投用初期的脱硫精度和硫容均比较理想,只是由于其在脱硫过程中有一定的反应热,调节不当时易使脱硫槽出口超温并进一步导致二级加氢转化器及二级脱硫槽等超温。
因此有部分厂家试用了中温氧化铁脱硫剂在一级脱硫槽,据脱硫剂的生产厂家讲中温氧化铁的性能要优于铁锰脱硫剂:硫容较高,反应热较小脱硫剂床层温度稳定且更易控制,生产成本相对较低。
然而实践证明其饱和硫容要差些,在相同的工况下,中温氧化铁脱硫剂的使用时间仅约为铁锰脱硫剂的一半,即硫容仅为铁锰脱硫剂的一半。
实际上对于氧化铁脱硫剂,其在常温状态下的脱硫效果还是十分理想的,脱硫精度和硫容都比较高。
而中温氧化铁的脱硫效果目前来说还不是很理想,需进一步改进。
一种新型氧化铁脱硫材料:无定型羰基氧化铁,硫容可达60%以上,以此为活性成分所生产的脱硫剂的硫容可达 45%,且脱硫剂可再生循环使用。
若能投入生产运行,将会减少脱硫剂的用量,大大降低中温干法脱硫工艺的脱硫成本。
近来,也有厂家尝试选用中温氧化锌作为一级脱硫槽的脱硫剂。
对于氧化锌脱硫剂其硫容受温度的影响比较大,据资料介绍,其脱硫温度在<100 ℃时,即常温氧化锌的硫容为10%左右;脱硫温度在 200~300 ℃时,其硫容可达20%左右;脱硫温度在 300~450 ℃时,硫容可达30%左右。
理论上在中温状态下氧化锌脱硫剂的硫容要优于铁锰脱硫剂,而在成本方面,中温氧化锌脱硫剂的成本要高于铁锰脱硫剂,大约是后者的2倍。
因此,针对一级脱硫槽脱硫负荷大、脱硫剂用量大的特点,宜选用硫容大、生产成本相对低的脱硫剂。
脱硫剂和催化剂不同,其中的活性成分会直接参与反应,与硫化氢反应生成相应的硫化物,直至达到吸硫饱和,最终会彻底失去脱硫作用,所以一级脱硫槽的使用时间取决于脱硫剂的硫容和入口气体的总硫含量。
对于脱硫剂,饱和后需尽快更换,以满足生产需要。
在生产中也有一个现象:即铁锰脱硫剂在使用一段时间后,会逐渐具备有机硫加氢催化转化的作用,且吸硫越多转化作用越明显,这是由于在脱硫过程中硫化氢和金属氧化物生成越来越多的金属硫化物在发挥作用。
对于这一现象,曾有厂家做了相关的运行试验,在一级加氢转化催化剂后期或活性较差时,没有立即更换催化剂而是用即将饱和的铁锰脱硫剂作为有机硫加氢转化催化剂辅助生产,实际运行证明效果还是比较良好的。
而中温氧化锌脱硫剂在使用中对有机硫的加氢转化作用却不是很明显,据此若选用中温氧化锌脱硫剂在一级脱硫槽,则对一级加氢转化器的要求较高:其催化剂的活性需始终保持良好,否则很可能会导致脱硫负荷后移,进一步影响整体脱硫效果。
因此对于一级脱硫的脱硫剂,目前铁锰脱硫剂是合理的选择。
选用中温氧化锌脱硫剂在一级脱硫槽,其经济性和稳定性还需进一步观察。
4.二级加氢转化:二级加氢转化器负责将经一级脱硫后焦炉煤气中剩余的少量的有机硫尤其是较难加氢转化的部分有机硫进一步加氢转化生成硫化氢。
设计上选用的催化剂是镍钼加氢转化催化剂,其作用机理与铁钼系列催化剂相同。
实际运行中由于到二级加氢转化器人口时气体温度相对较高,且催化剂床层温升大,常常导致二级加氢转化器出口及二级脱硫槽超温。
有的厂家为解决二级加氢转化器的超温现象,在其催化剂床层增加了冷激线,然而在实际生产中此冷激线不易开的过大,否则会导致脱硫负荷后移,影响脱硫工艺的整体经济运行。
因此控制二级加氢转化器的入口温度和催化剂床层温升才是优先调节手段。
然而控制入口温度又限制了一级加氢转化器床层及出口温度的提升而影响催化剂活性的充分发挥,尤其在后期需要提温增强活性时。
另外镍钼加氢转化催化剂的生产成本也较高,是铁钼系列的2~3倍。
鉴于此,一种新型钛系有机硫加氢转化催化剂(主要成分为二氧化钛):温升小,且其使用前不必硫化,用在二级加氢转化器的位置,可以适当提高一级加氢转化器的床层温度,而不用担心后系统超温。
但在使用过程也出现了新问题:由于其发热量低,床层温升偏小又导致二级脱硫槽及工段出口温度偏低,这对于预加氢转化器入口的焦炉气用高温转化气换热提温的工艺来说,脱硫工段出口温度的偏低导致与其换热的焦炉气预热器出口的转化气温度(亦即焦炉气初预热器入口的转化气温度)降低,从而进一步影响焦炉气初预热器出口的焦炉气温度(亦即预加氢转化器的入口温度)的提升,尤其是在预加氢转化器及一级加氢转化器使用后期,催化剂床层温升减小后,此影响更加明显,系统的热量平衡受到影响。
以上分析可知二级加氢转化器催化剂床层的温升对整个脱硫系统温度与热量平衡有很大的影响,因此对于其催化剂的选择要满足两点:一是具有少量的有机硫加氢转化作用,二是催化剂床层具有合适的发热量、温升,确保系统的热量平衡。
为此其催化剂的选择可考虑两种方案:一是将一级加氢转化器更换下催化剂中,状况较好的部分用于二级加氢转化器的位置;二是将二级加氢转化器的催化剂一半装填温升低的钛系催化剂,一半装填有温升铁钼系催化剂。
如此满足了二级加氢转化器的作用:既能将少量的有机硫转化,也能有一定的催化剂床层温升,保证全系统的热量平衡。
5.二级脱硫:二级脱硫槽主要负责将二级加氢转化器生成的少量硫化氢脱除,保证工段出口的硫含量小于0.1×10-6,设计上为2台,可串联使用也可单台投用。
二级脱硫槽所选用的脱硫剂为中温氧化锌脱硫剂。
实际生产表明中温氧化锌脱硫剂的脱硫精度较好,能很好地起到把关作用。
存在的主要问题是脱硫剂在使用中根本达不到饱和硫容即需更换,即脱硫剂的利用率不高。
造成中温氧化锌脱硫剂脱硫效率低下,达不到设计硫容的原因主要跟其在工艺流程中所处的位置及设计空速有关。
首先是在脱硫工艺中的位置。
中温氧化锌脱硫剂处于二级脱硫槽的位置,这个位置决定了二级脱硫槽入口的总硫含量已相当低,而出口的硫含量又不能超高,没有大量吸收硫化氢的机会,而一槽脱硫剂达到饱和的标志是其进出口气体中的硫含量相等。
其次是二级脱硫槽的空速。
设计上二级脱硫槽的脱硫利装填量仅约为一级脱硫槽脱硫剂装填量的五分之一。
脱硫剂装填量少,因此二级脱硫槽的空速很大,使得气体在脱硫剂床层中流动很快,所含的硫化氢还未完全被吸收就已到达出口,因此很容易被穿透。
而其所处的位置要求,只要脱硫剂达到穿透硫容即需更换新的脱硫剂。
较高的空速也决定了二级脱硫槽入口气体的硫含量不能太高:只要入口气体中硫含量稍有偏高,出口气体中硫含量就有超标的风险,进一步导致出工段气体的硫含量超标而影响生产。
因此二级脱硫槽,其所处的位置决定了其脱硫剂在使用过程中硫容不可能达到饱和。
若能将二级脱硫槽更换下的中温氧化锌脱硫剂部分回用至一级脱硫槽,则中温氧化锌脱硫剂必将能再次大量吸收硫化氢,直至硫容达到饱和,实现充分利用脱硫剂的目的。
焦化厂焦炉烟气氨法脱硫技术方案
宏盛焦化厂焦炉烟气氨法脱硫工程技术方案建业庆松集有团限公司2015年9月11日目录第一章概述 (3)1。
1工程概况 (3)1。
2设计依据 (3)1.3设计范围 (3)1。
4设计参数 (3)1.5设计思路 (3)1。
6技术标准及规范 (4)第二章脱硫工艺概述 (5)2。
1脱硫技术现状 (5)2.1。
1国外烟气脱硫现状 (5)2。
1.2国内烟气脱硫现状 (6)2.2氨法烟气脱硫概述 (6)2.2。
1 氨法烟气脱硫工艺的特点 (6)2。
2.2 氨法烟气脱硫工艺反应原理 (8)2。
2。
3副产品硫酸铵的利用 (9)第三章脱硫工程方案 (11)3。
1脱硫工艺系统 (11)3.1。
1工艺系统主要设计原则 (11)3.1。
2烟气系统 (11)3。
1.3 SO2吸收氧化系统 (13)3.1.4硫铵后处理系统 (14)3.1。
4硫铵溶液储存系统 (15)3.1。
5 吸收剂系统 (15)3。
1。
6 公用工程 (15)3。
1。
7 脱硫工艺布置 (15)3。
2热控系统 (16)3.3电气系统 (16)3。
3。
1供配电系统 (16)3。
3.2电气控制与保护 (17)3。
3。
3照明及检修系统 (17)3.4供货范围 (17)3.5 主要设备清单(见附件) (18)第四章公用工程消耗 (19)第五章经济效益评估 (20)5。
1概述 (20)5。
2经济效益分析的依据 (20)5。
3经济效益分析 (20)第六章本公司氨法脱硫技术特点 (21)第七章项目实施进度 (23)7。
1项目实施 (23)7.2项目实施进度安排 (23)附件:氨法脱硫业绩表 (28)第一章概述1.1工程概况略。
1。
2设计依据宏盛年产60万吨焦炉,烟囱污染物排放最大值.SO21800mg/m³烟气流量160000m3/h(100%)。
烟气温度260℃说明:此为生产二级冶金焦时参数。
脱硫脱硝技术方案应考虑生产高硫焦时脱除效率满足排放标准.要求:请根据以上参数设计焦炉满负荷时烟囱脱硫技术方案。
焦炉气脱硫技术
焦炉气脱硫技术焦炉煤气是宝贵的资源,作为工业或民用燃料,是一种清洁能源,具有较高的热值;作为化工原料气,可生产甲醇或二甲醚等。
在炼焦过程中原料煤中约30%~35%的硫转化成H2S等硫化物,与NH3和HCN等一起形成煤气中的杂质。
H2S和HCN具有很强的腐蚀性、毒性,在空气中含有0.1%的H2S就能使人致命。
焦炉煤气若不脱除H2S 会严重腐蚀设备;作为民用燃料会污染环境,损害人身健康;作为冶金燃料使用时则会严重影响钢铁产品与化工产品的质量;作为原料气生产甲醇会严重的影响合成催化剂的使用寿命,同时在燃烧时会产生大量的二氧化硫等有害物质,污染大气,严重时会形成酸雨。
本人曾在山西、云南、内蒙等多省数个焦化厂做过相关领域的考察和应用,可以说焦炉气脱硫很多不被企业所重视,许多焦化厂甚至没有脱硫装置。
最近几年随着国家环保政策的出台和加强以及延伸产品的生产,焦化厂纷纷开始增设脱硫系统,加强了脱硫技术的学习和改造。
所以借这次东狮协作网会议的平台从以下几个方面和大家交流一下。
1 焦炉气脱硫值得关注的几个问题焦炉气脱硫,经过几十年的发展形成了一些传统流程,该流程具有流程简单、易操作、生产稳定和建设投资低的优点,在多年的焦化生产中发挥了重要的作用。
最近几年,随着焦化技术的不断进步,为了达到更好的脱硫效果,很多厂在实际运行中有了些变化,这些变化应该说还是值得借鉴的。
1.1脱硫塔的设置对于焦炉气脱硫由于进口H2S含量一般都很高,从几克到几十克每标方不等。
在脱硫工程设计时一般都设计成双系统即可并联操作、亦可串联运行。
双脱硫塔并联操作时,脱硫系统阻力小,单塔负荷低不容易堵塔。
但脱硫效率不如双塔串联运行时高。
考虑到焦炉气入口硫化氢较高,脱硫装置最好采用双塔串联的运行方式。
从不断提高脱硫效率的角度来考虑,尤其是焦炉气制甲醇要求出口小于20mg/m3,焦化厂脱硫也应该采用串联流程。
为了克服塔阻力和塔堵的问题,脱硫塔的喷淋密度应大于50m3/m2·h,同时加强硫泡沫的浮选,降低悬浮硫含量等来减少堵塔的几率。
焦化厂焦炉煤气二级加氢转化、二级脱硫工艺分析与设计技术实施方案
焦化厂焦炉煤气二级加氢转化、二级脱硫工艺分析与设计技术实施方案1.二级加氢转化:二级加氢转化器负责将经一级脱硫后焦炉煤气中剩余的少量的有机硫尤其是较难加氢转化的部分有机硫进一步加氢转化生成硫化氢。
设计上选用的催化剂是镍钼加氢转化催化剂,其作用机理与铁钼系列催化剂相同。
实际运行中由于到二级加氢转化器人口时气体温度相对较高,且催化剂床层温升大,常常导致二级加氢转化器出口及二级脱硫槽超温。
有的厂家为解决二级加氢转化器的超温现象,在其催化剂床层增加了冷激线,然而在实际生产中此冷激线不易开的过大,否则会导致脱硫负荷后移,影响脱硫工艺的整体经济运行。
因此控制二级加氢转化器的入口温度和催化剂床层温升才是优先调节手段。
然而控制入口温度又限制了一级加氢转化器床层及出口温度的提升而影响催化剂活性的充分发挥,尤其在后期需要提温增强活性时。
另外镍钼加氢转化催化剂的生产成本也较高,是铁钼系列的2~3倍。
鉴于此,一种新型钛系有机硫加氢转化催化剂(主要成分为二氧化钛):温升小,且其使用前不必硫化,用在二级加氢转化器的位置,可以适当提高一级加氢转化器的床层温度,而不用担心后系统超温。
但在使用过程也出现了新问题:由于其发热量低,床层温升偏小又导致二级脱硫槽及工段出口温度偏低,这对于预加氢转化器入口的焦炉气用高温转化气换热提温的工艺来说,脱硫工段出口温度的偏低导致与其换热的焦炉气预热器出口的转化气温度(亦即焦炉气初预热器入口的转化气温度)降低,从而进一步影响焦炉气初预热器出口的焦炉气温度(亦即预加氢转化器的入口温度)的提升,尤其是在预加氢转化器及一级加氢转化器使用后期,催化剂床层温升减小后,此影响更加明显,系统的热量平衡受到影响。
以上分析可知二级加氢转化器催化剂床层的温升对整个脱硫系统温度与热量平衡有很大的影响,因此对于其催化剂的选择要满足两点:一是具有少量的有机硫加氢转化作用,二是催化剂床层具有合适的发热量、温升,确保系统的热量平衡。
焦化化产车间焦炉煤气的脱硫工艺及优化改造
焦化化产车间焦炉煤气的脱硫工艺及优化改造【摘要】:本论文旨在研究焦化化产车间焦炉煤气的脱硫工艺及其优化改造。
详细分析了目前常用的脱硫工艺,包括湿法脱硫、干法脱硫,并对它们的原理、特点和工艺进行了比较,表明了MEA法+氧化铁法干法脱硫工艺具有流程短、方法简单、环保效益显著、经济效益好等特点。
针对焦炉煤气脱硫存在的问题,提出了一系列的优化改造方案,包括工艺改进、设备升级和运行管理等方面。
希望可以通过本文的研究,促进生产工艺的发展和进步。
【关键词】:焦化焦炉煤气;脱硫工艺;优化改造引言焦炉煤气脱硫是化产车间的重要作用之一。
因焦炉煤气中含有硫化氢、氰化氢等杂质,对煤气净化设备及煤气输送设施造成严重腐蚀,因H2S在燃烧后产生的SO2会造成烟气SO2超标,因此,必须对焦炉煤气进行脱硫。
焦炉煤气脱硫不仅可以提高煤气质量,还可以有效降低对环境的伤害。
对焦炉煤气进行脱硫工艺的研究和优化改造,实现车间的清洁生产、减少污染物排放、提高环境质量具有重要的现实意义和应用价值。
1、焦化厂焦炉煤气脱硫工艺分析1.1湿法脱硫工艺焦炉煤气中的硫化物主要包括硫化氢(H2S)和氰化氢(HCN)。
脱硫的目的是减少硫化物对环境和设备的腐蚀作用,保护环境和提高设备的使用寿命。
湿法脱硫工艺是指在脱硫过程中使用液体吸收剂与煤气直接进行接触,将硫化物溶解或转化为易于处理的形式。
湿法脱硫工艺有HPF 法、TH 法、FRC 法、改良ADA 法、AS法、真空碳酸钾法、MEA法等。
AS法、HPF法、真空碳酸钾法和MEA法脱硫最为常用。
1.1.1 常用湿法脱硫工艺原理AS法煤气脱硫工艺是以焦炉煤气中的氨为碱源,用洗氨后的富氨水吸收煤气中的硫化氢;HPF法脱硫工艺是以煤气中的氨为碱源、HPF为催化剂来脱除煤气中的硫化氢;真空碳酸钾法煤气脱硫是利用碳酸钾溶液吸收焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢;MEA法脱硫工艺是采用15%的MEA溶液与焦炉煤气逆向接触,吸收煤气中的H2S、HCN等气体,之后焦炉煤气从吸收塔顶排出。
精脱硫
其主要化学反应为:
C4H4S(噻吩)+4H2C4H10+H2S (1)
R-SH(硫醇)+H2RH+H2S (2)
R1-S-R2(硫醚)+2H2R1H+
R2H+H2S (3)
COS+H2CO+H2S (4)
COS+H20 CO2+H2S (5)
利用大量点天灯外排的焦炉煤气,对建设资源节源
型社会,实现经济可持续发展具有重要意义。
1 焦炉煤气的利用途径
① 焦炉煤气的组成与杂质含量
焦炉煤气的主要组分为H2、CO、CH4、CO2等,
随着炼焦配比和操作工艺参数的不同,焦炉煤气的
组成略有变化。一般焦炉煤气的组成见表1,杂质
含量见表2。
近年来,随着钢铁工业对焦炭的巨大需求而高
速发展起来的炼焦产业,在焦炭产能无序扩张、产量
大幅度增长的同时,副产的大量焦炉煤气导致了焦
炭产区的环境急剧恶化,不少单一炼焦的独立焦化
企业“只焦不化”,对大量炼焦剩余的焦炉煤气采取
点天灯方式燃烧排空,既严重污染环境,又造成资源
浪费。作为贫油、缺气的能源需求大国,充分、合理
焦炉煤气中杂质含量高,净化难度大,净化成本
高,制约了其作为化工原料气的用途和经济性。通
常经过焦化厂化产回收预处理的焦炉煤气,仍然含
有微量焦油、苯、萘、氨、HCN、Cl-、不饱和烯烃,以
及H2S、噻吩(C4H4S)、硫醚、硫醇、COS、CS2等杂
质。其中,焦油、苯、萘、不饱和烯烃会在后续的焦炉
硫。
水解法脱除有机硫由于操作温度为中低温,可
煤化工(焦化厂)焦炉煤气6大脱硫技术详解与脱硫工艺选择
煤化工(焦化厂)焦炉煤气6大脱硫技术详解与脱硫工艺选择1、焦炉煤气脱硫技术焦炉煤气常用的脱硫方法从脱硫剂的形态上来分:包括干法脱硫技术和湿法脱硫技术。
1.1焦炉煤气干法脱硫技术干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢,同时脱除氰化物及焦油雾等杂质。
干法脱硫又分为中温脱硫、低温脱硫和高温脱硫。
常用脱硫剂有铁系和锌系,氧化铁脱硫剂是一种传统的气体净化材料,适宜于对天然气、油气伴生气、城市煤气以及废气中硫化氢含量高的气体。
常温氧化铁脱硫原理是用水合氧化铁(Fe2O3·H2O)脱除H2S,其反应包括脱硫反应与再生反应。
干法脱硫工艺多采用固定床原理,工艺简单,净化率高,操作简单可靠,脱硫精度高,但处理量小,适用于低含硫气体的处理,一般多用于二次精脱硫。
但由于气固吸附反应速度较慢,工艺运行所需设备一般比较庞大,而且脱硫剂不易再生,运行费用增高,劳动强度大,不能回收成品硫,废脱硫剂、废气、废水严重污染环境。
1.2焦炉煤气湿法脱硫技术湿法工艺是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢。
常用的方法有氨水法、单乙醇胺法、砷碱法、VASC脱硫法、改良 ADA法、TH 法、苦味酸法、对苯二酚法、HPF 法以及一些新兴的工艺方法等。
1.2.1 氨水法(AS法):氨水法脱硫是利用焦炉煤气中的氨,在脱硫塔顶喷洒氨水溶液(利用洗氨溶液)吸收煤气中 H2S,富含 H2S 和 NH3的液体经脱酸蒸氨后再循环洗氨脱硫。
在脱硫塔内发生的氨水与硫化氢的反应是:H2S+2NH3·H2O →(NH4)2S+2H2O。
AS 循环脱硫工艺为粗脱硫,操作费用低,脱硫效率在 90 %以上,脱硫后煤气中的 H2S 在200~500 mg·m-3。
1.2.2 VASC法:VASC法脱硫过程是洗苯塔后的煤气进入脱硫塔,塔内填充聚丙烯填料,煤气自下而上流经各填料段与碳酸钾溶液逆流接触,再经塔顶捕雾器出塔。
煤气中的大部分 H2S 和 HCN 和部分 CO2被碱液吸收,碱液一般主要是 Na2CO3或 K2CO3溶液。
焦炉煤气脱硫工艺分析与优化
焦炉煤气脱硫工艺分析与优化摘要:随着工业化进程的加快,大量的焦炉煤气被排放到大气中,其中含有大量的二氧化硫等有害气体,对环境和人类健康造成了严重的影响。
因此,煤气脱硫技术的研究和应用变得越来越重要。
关键词:焦炉煤气;脱硫;工艺优化1常用焦炉煤气脱硫的工艺1.1HPF法脱硫工艺HPF法脱硫工艺是一种常用的焦炉煤气脱硫方法,其全称为高压催化氧化法脱硫工艺。
该工艺主要通过高压催化氧化反应将煤气中的硫化氢转化为硫酸,从而达到脱硫的目的。
HPF法脱硫工艺的主要步骤包括:煤气预处理、催化氧化反应、吸收塔脱硫和尾气处理等。
具体来说,煤气预处理主要是通过除尘、除水和降温等措施,将煤气中的杂质去除,为后续的催化氧化反应提供良好的条件。
催化氧化反应则是将煤气中的硫化氢与氧气在高压催化剂的作用下进行反应,生成硫酸。
吸收塔脱硫则是将催化氧化反应后的煤气通过吸收塔进行吸收,将硫酸吸收下来,从而实现脱硫。
尾气处理则是将吸收塔中的尾气进行处理,将其中的二氧化硫等有害物质去除,达到环保要求。
该工艺具有脱硫效率高、操作简单、设备投资少等优点,因此在焦化、化工等行业得到广泛应用。
但是,该工艺也存在一些缺点,如催化剂易失活、催化剂寿命短、对煤气中的氧气要求高等,需要在实际应用中加以注意。
1.2湿法脱硫湿法脱硫是一种常见的焦炉煤气脱硫工艺,其主要原理是利用化学反应将煤气中的二氧化硫转化为硫酸盐(如CaSO3、CaSO4等)或硫酸,从而达到脱硫的目的。
湿法脱硫的主要步骤包括:喷雾吸收、氧化还原、沉淀和过滤等。
首先,将煤气通过喷雾器喷入吸收液中,吸收液通常是一种碱性溶液,如氢氧化钠或碳酸钠溶液。
煤气中的SO2会与吸收液中的碱性物质发生反应,生成硫代硫酸盐或硫酸。
接着,将生成的硫代硫酸盐或硫酸通过氧化还原反应转化为硫酸盐。
这一步通常需要加入一些氧化剂,如氯化钙或过氧化氢,使硫代硫酸盐或硫酸被氧化为硫酸盐或硫酸。
然后,将生成的硫酸盐通过沉淀反应沉淀下来。
焦炉煤气脱硫工艺技术资料
焦炉煤气脱硫工艺技术资料目录1 技术描述1.1 工厂概念1.2 工艺描述1.2.1 V ACASULF-工厂1.2.2 MONOCLAUS-工厂1 技术描述1.1 工厂概念在所提供的工厂概念中,在现有BTX洗涤器下游,将安装一套V ACASULF 洗涤装置。
K2CO3溶液(氢氧化钾溶液)用作洗涤液。
为了在COG中取得更低的H2S,将在洗涤器的上部再增加一个用NaOH溶液的洗涤段。
普遍认为,再进入脱硫工艺前,已经将氨从焦炉煤气中洗掉了。
富集V ACASULF溶液将在V ACASULF解吸塔中处理并返回洗涤器。
V ACASULF洗涤后的酸煤气将在MONOCLAUS工厂中进一步处理,以生产液硫,液硫在另外的刨片厂中固化。
V ACASULF的少量废液以及MONOCLAUS的尾气将返回现有煤气处理厂。
用过的NaOH溶液可用于氨洗提塔,裂解氨组分。
从这个洗涤塔出来的氨蒸汽将返回氨洗涤塔。
1.2 工艺描述1.2.1 V ACASULF工厂V ACASULF洗涤器中待处理的粗煤气,除其他组分外,含有H2S和HCN。
为了从预清洗煤气中除去这些组分,被转到V ACASULF洗涤器。
在洗涤器中,部分H2S和HCN还有部分CO2被氢氧化钾溶液除去。
在H2S洗涤器的上部,将增加一个使用NaOH的洗涤段,以减少H2S含量。
富集K2CO3溶液转到解吸塔再生。
产生的酸煤气用真空泵抽出并含有洗涤过的H2S和CO2, 以及HCN的主要部分。
小部分被去除的HCN将被洗涤剂化学束缚。
1.2.1.1 H2S洗涤从现有工厂来的预清洗COG将首先经过一个分离器,以保留BTX洗油颗粒。
然后COG由下向上通过V ACASULF洗涤器的洗涤段,经过一个除雾器离开洗涤器。
为了取得较低H2S含量的清洗过的COG,将在洗涤器上部安装额外的使用NaOH溶液的洗涤段;通过这个段,所有NaOH将被首先用来减少H2S含量;然后再用来裂解氨洗涤器中煤水的固定氨组分。
焦炉煤气精脱硫工艺分析
焦炉煤气精脱硫工艺分析一、工艺原理:焦炉煤气中的H2S主要通过煤气中的Fegl肟羧酸盐、CaS等吸收剂进行吸收。
Fegl肟羧酸盐是一种高效的硫化物吸收剂,可在较低的温度下将煤气中的H2S和COS吸收。
而CaS则可以将煤气中的剩余H2S去除。
二、工艺流程:1.气体预处理:首先对焦炉煤气进行预处理,去除其中的悬浮颗粒物和水分,以净化煤气。
2.前骤吸收:采用Fegl肟羧酸盐作为吸收剂,通过吸收剂床将煤气中的H2S、COS等硫化物吸收。
床层中的吸收剂会与煤气中的硫化氢进行反应,生成硫化铁,并将其捕集。
3.普鲁士蓝阳极液循环:将废液中的硫化铁氧化为硫酸铁,通过循环泵送到反应床顶部,实现循环利用。
4.精脱硫:采用CaS作为吸收剂,通过床层吸收煤气中剩余的硫化氢,并将其转化为CaS。
此过程需要保持一定的温度和压力,以促使吸收反应的进行。
5.再复焦炉:将经过精脱硫的煤气送入焦炉进行再加热,以提高炉内温度。
三、工艺特点:1.高效: 采用Fegl肟羧酸盐和CaS作为吸收剂,可以高效地吸收煤气中的硫化物,使硫化氢的去除率达到90%以上,保证煤气的质量。
2.安全:精脱硫过程中对温度和压力的要求较高,可以有效地防止硫化氢的泄漏,保证了生产环境的安全。
3.循环利用:工艺中的废液通过循环泵送到反应床顶部,实现了废液中的硫化铁的循环利用,减少了废液的排放,具有较好的环保效益。
总结起来,焦炉煤气精脱硫工艺通过床层吸收剂的反应,有效地去除焦炉煤气中的硫化氢等硫化物,以保证煤气的质量达到环保要求。
该工艺具有高效、安全、循环利用等特点,在焦化行业得到广泛应用。
焦炉煤气脱硫技术路线
焦炉煤气脱硫技术路线、现状及五种工艺对比焦炉煤气中的硫化物是一种有害物质,若不对其进行脱除,不仅会腐蚀生产设备,而且会带来环境污染,因此焦炉煤气在使用前必须进行脱硫处理。
本文对目前国内应用较多的焦炉煤气脱硫技术方案进行介绍,包括PDS法、HPF法、改良ADA法等。
通过对这些脱硫工艺在脱硫效果、碱源、成本等方面进行比较,发现PDS法和HPF法因其脱硫效率高、不需要外加碱源、生产流程简洁,被大多数企业所青睐,综合效益最佳。
引言煤在炼焦生产时一般72%~78%转化为焦炭,22%~28%转化为荒煤气,干煤中含有质量分数为0.5%~1.2%的硫,其中有20%~30%的硫转到荒煤气中,形成有机和无机硫化物。
而焦炉煤气中,硫化氢的含硫量占总含硫量的90%以上。
焦炉煤气中的硫化氢是一种有害物质,它会对化学产品回收设备和煤气输送管道产生腐蚀。
硫化氢含量高的焦炉煤气用于炼钢,会导致钢的质量下降; 用于合成氨生产,会导致催化剂中毒失效和管道设备等腐蚀;用于工业和民用燃料,其燃烧所排放废气中的硫化物会污染环境,对人体健康造成危害。
因此,焦炉煤气不论是用作工业原料还是城市燃气都需要对其进行脱硫净化。
煤气脱硫不仅可以改善煤气质量,减轻设备腐蚀,还可以提高经济效益。
本文对目前企业中常用的焦炉煤气脱硫方法进行分类介绍,主要对常用的一些湿式氧化脱硫法,包括PDS法、HPF法、改良ADA法等进行分析对比,说明各种工艺的优缺点。
1 焦炉煤气脱硫方法焦炉煤气脱硫工艺发展至今已经有50余种。
虽然工艺数量众多,但是根据反应的接触条件以及催化剂的种类的不同,总体上可以分为两大类: 一类是干法脱硫; 另一类是湿法脱硫。
1.1 干法脱硫干法脱硫是利用固体吸附剂,例如活性炭、氢氧化铁等脱除煤气中的硫化氢,使煤气中硫化氢的含量达到1~2mg/m3。
该工艺在脱硫反应中无液体存在,脱硫环境完全干燥。
一般适用于量不大的煤气脱硫或者精度要求较高的焦炉煤气二次脱硫( 即为在一次脱硫的基础上根据煤气的使用需要来进行第二次精脱硫)。
