焦炉煤气脱硫值得关注的几个问题.docx

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1、焦炉 煤气脱硫值得关注的 几个问 题目录1 .硫化氢的性质22 .脱硫的要点32. 1.脱硫要求32. 2.脱硫塔的设置32. 3.高塔再生和喷射再生32. 4.调整初冷温度，加强脱硫预净化42. 5.脱硫系统低温化（以氨为碱源最好在2025）43. 6.脱硫工段的位置54. 脱H2s方法64.1. 干式法脱硫61. 1. 1.氧化铁干式脱硫法63. L 2.活性炭法73.1. 3.膜分离法93. 2.湿法脱硫93. 2. 1.碱性液体吸收法93. 2. 2.改良的ADA法103.2.3.HPAS氧化一空气再生法123. 3.生物脱硫133. 3. 1,原理133. 3. 2,生物脱硫过程13

2、3. 3. 3,工艺流程图1333.4.常用微生物144.催化剂的选择144. 1. AS法脱硫脱鼠工艺144. 2.改良A.D.A法脱硫工艺154.3. H.P.F法焦炉煤气脱硫工艺154. 4. 888-JDS 法154. 5.榨胶法165.主要工艺参数的控制165. 1.脱硫温度161.2. 溶液成份的控制161.3. 再生空气量的控制161.4. 煤气中焦油雾和蔡含量问题166 .脱硫液的回收和利用177 .加强副盐的处理188 .重视数据加强分析199 考资料191 .硫化氢的性质硫化氢（H2S）是硫的氢化物中最简单的一种。其分子的几何形状和水分子相似，为弯曲形。因此它是一个极性分子

3、。硫化氢由于H-S键能较弱，所以300左右硫化氢分解。常温时硫化氢是一种无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体，应在通风处进行使用必须采取防护措施。硫化氢是一种神经毒剂。亦为窒息性和刺激性气体。其毒作用的主要靶器是中枢神经系统和呼吸系统，亦可伴有心脏等多器官损害，对毒作用最敏感的组织是脑和粘膜接触部位。急性硫化氢中毒一般发病迅速，出现以脑和（或）呼吸系统损害为主的临床表现，亦可伴有心脏等器官功能障碍，偶可伴有或无呼吸衰竭,其程度因接触硫化氢的浓度和时间而异。因硫化氢毒性极大，但硫化氢比空气重（相对密度为1.17）,且易溶于水而形成氢硫酸。故地势低处危险性比高处大；下风向硫化氢浓度大，上风向则浓度低等；在突

4、发事故中用湿毛巾等捂嘴鼻、向高处避毒、向上风向撤离等，均可避免或减轻伤亡。此外，硫化氢的化学活动性极大，电化学失重腐蚀、“氢脆”和硫化物应力腐蚀、破裂等对金属管线的腐蚀作用强烈。2 .脱硫的要点2. 1 .脱硫要求焦炉煤气脱硫，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。2. 2.脱硫塔的设置对于焦炉煤气脱硫由于进口 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

5、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。考虑到焦炉煤气入口硫化氢较高，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，尤其是焦炉煤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/m2h,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。另外，前塔可以尝试空塔喷塔（即采用高效雾化喷头取代轻瓷填料,后塔采用空塔喷淋+填料的复合型塔（即脱硫塔的中、下段采用高效雾化喷头、空塔喷淋,上段使用填料）的科学组合方式。目前这种

6、组合方式已广泛的应用在化肥行业，具有工作硫容大、溶液循环量小，脱硫效率高，系统压降小等诸多优点，效果十分理想。我想这也可作为今后焦炉煤气脱硫发展的方向，不过由于焦炉煤气成分复杂，脱硫液比较脏，所以采用空塔喷淋堵塞问题还需要解决。2. 3.高塔再生和喷射再生目前焦炉煤气脱硫的再生采用高塔再生和喷射再生两种方式。这两种方式各有特色。其区别如下：高塔再生采用空压机提供的压缩空气，需要动力。压缩送风相对稳定，液位、泡沫溢流可以自动控制，由于再生塔比较高，操作不是太方便，但有很多厂增加了视频监控系统后，操作起来比以前方便多了。再生槽再生采用喷射器自吸空气，再生槽再生占地面积稍大一些，高度低，不需要空压机

7、，节省了空压机的动力消耗。高塔再生只有循环泵，贫液从再生塔顶靠位压自流到脱硫塔内。再生槽再生需要贫液泵和富液泵，单从动力消耗上来讲，再生槽再生比高塔再生动力消耗要大些。关于再生效果，从我个人来看，喷射再生更便于观测再生、溢流状况，稍优于高塔再生，很多厂再生后贫液悬浮硫能达到0.2g/L以下，这在焦化行业属领先水平。关于投资方面，高塔再生占地面积小，但设备投资较大。喷射再生，设备投资相对较小。当然喷射再生时喷射器易发生硫堵而影响吸空气量，造成再生槽内硫泡沫时好时坏，日常需要维护检修。具体采用那种再生方式，可根据厂家的实际情况考虑。2.4.调整初冷温度，加强脱硫预净化由于初冷的操作温度高，使煤气中

8、的焦油和禁等不能在初冷工序中回收下来,使焦油和蔡在流程中后移,造成后续工序的严重污染,很多厂脱硫液严重的发黄，影响脱硫效率的同时也影响了硫黄质量。因此，初冷温度必须降到尽可能低的程度使其保持W22C,并确保电扑焦电器正常工作，使煤气中的焦油状的物质得到充份净化，防止其在横管预冷器中冷却时形成堵塞，导致被迫停运清扫或冷却效果降低。2. 5.脱硫系统低温化（以氨为碱源最好在2025）焦炉煤气中的氨和硫化氢在气相中并未发生化学反应，但一旦进入液相则立即发生化学反应，形成新的化合物。硫化氢溶于水，其溶解度决定于溶液温度，温度降低则硫化氢的溶解度增高，换句话说硫化氢的吸收是放热反应，且在溶液中H2S的浓

9、度5%时，气液相的H2S平衡受亨利定律pH2s=HC支酉已，式中PH2S平衡时，液体表面H2s的分压，xlO-6mmHgH亨利系数，xlO-6mmHgC单位体积溶液中h2s的摩尔分数而亨利系数的大小取决于温度，且随温度的升高而升高，如下列数据所表示的。温度，05101520253040亨利系数H0.2030.2390.2780.3210.3670.4140.4630.566可见，欲提高H2s的吸收推动力，降低吸收温度是最有效的措施之一。当然提高液相的碱度提也能有效降低液相表面的PH2S值。在没有煤气预冷塔的情况下，进入脱硫塔的煤气温度高达3035。有专家计算过如果温度能控制在2225,氨含量可

10、提高3g/L5g/L, H2s的解离度提高近30%。所以，脱硫系统中不设置煤气预冷却设备导致脱硫效率低下的教训，要得到重视。当然很多厂设置了直接式煤气预冷却设备效果也不是很好。直接式煤气预冷却设备在运行中，冷却介质与煤气直接接触，且喷洒密度较大，煤气中的焦油、蔡等被洗涤混入其中，并悬浮于冷却氨水中，当冷却氨水进入冷却器冷却时，焦油和蔡等杂质会沉附于传热壁表面，极大地恶化传热条件,有的甚至导致冷却器严重堵塞，以至不得不停运处理。另外直接式煤气预冷塔存在煤气冷却过程中氨的流失，两次换热，均需要温差，以至煤气难以降至25以下。在此基础上，很多厂选择间接横管冷却器作脱硫前煤气预冷却设备，效果很不错。2

11、. 6.脱硫工段的位置考虑到对传统净化流程的改造和脱硫工艺的选择，很多厂煤气净化脱硫位置为：初冷器T电捕焦油器T鼓风机T中间冷却器T脱硫T洗苯塔T间接终冷塔。流程说明如下：初冷器选用横管冷却器，并设有轻质焦油喷泗洗蔡装置，用低温水冷却,保证集合温度为22左右。这项工艺操作对后流程的打通，关系十分密切。为保证脱硫温度，在脱硫塔前，必须设有煤气中间冷却器，确保脱硫的低温吸收。为提高脱硫液中氨含量，将氨水蒸僧塔的氨气补充到脱硫液中，以提高脱硫效率。目前很多厂考虑到煤气流程中温度梯度的合理性，采用了全负压工艺流程。如由我公司设计某厂全负压操作工艺流程：初冷器T洗苯塔T电捕焦油器T脱硫塔T鼓风机T硫氨塔

12、T脱硫。全负压脱硫与上面提到的流程的比较如下：由于脱硫工序后置，前面设置了洗苯、电捕焦油器等设备减轻了煤气中夹带的焦油、苯、蔡等有机杂质，提高了苯、秦、焦油的回收率。温度变化控制合理。煤气经初冷器冷凝降温，即使再经过洗苯、洗蔡、除油、除尘等处理，温度低于30,满足氨法脱硫要求的吸收温度。脱硫后充分利用了鼓风机的压缩热能，将煤气温度提升至4858,又满足了硫钱生产50左右最佳操作温度，系统温度实现自动控制，煤气无须再经历预冷和预热的两次换热处理，减少了水、电消耗以及剩余氨水循环降温过程的氨损失，既节能又降耗。降低了投资和运行费用。由于不再使用对脱硫煤气降温的预冷塔、剩余氨水冷却器、循环冷却氨水换

13、热器、循环冷却氨水泵和对硫钱的煤气预热器等设备,极大的减轻了企业运行费用。3.脱H2S方法现行的焦炉煤气脱硫方式按照理化性质，大致可以分别采用物理、化学和生物三种方法。但是根据脱硫方法的原理不同，焦炉煤气脱硫方法还可以可分为直接脱硫和间接脱硫两大类。直接脱硫就是将焦炉煤气中H2s气体直接分离除去;而间接脱硫是指在焦炉煤气的产生过程中采用具体方法，以减少或抑制H2S气体的产生。而焦炉煤气直接脱硫方法按照原理的不同又可分为湿式法和干式法。以下就着重介绍湿式法、干式法和生物法。3. 1.干式法脱硫干法脱硫技术是一种利用氧气将h2s气体氧化为单质硫或硫氧化物的焦炉煤气脱硫方式。其常用的方法为氧化铁干式

14、脱硫法、活性炭法、膜分离法等，适宜理H2s浓度较低的气体，因其结构简单、脱硫技术成熟而在工业上得到广泛应用。但干法脱硫技术的装置占地面积大、操作不连续、脱硫剂再生困难且更换脱硫剂劳动强度大、脱硫效率低等因素制约了其发展。3.1. L氧化铁干式脱硫法3.2. 1.1.原理氧化铁（主要是a-Fe2O3-H2O和丫下62（）3出0）是一种古老的脱硫剂，又名海绵铁。Fe3+具有相当高的氧化还原电位，H2s被氧化为单质硫而非硫酸盐等高价态含硫化合物，故可对单质硫进行回收利用，而反应生成的单质硫对整个吸收过程具有催化作用。3.1. 1. 2.反应过程氧化铁干式脱硫法由脱硫与氧化再生两个过程组成。脱硫反应如下：Fe2O3-H2O+3H2S2FeS+S+4H2O - (3-1)氧化再生反应如下：4FeS+3O22Fe2O3+4S - (3-2)3. 1. 1.3.工艺流程图3.1.1. 4.优点氧化铁对H2S进行的是不可逆的化学吸收，在数秒内就能将H2s脱除到lmg/n?以下，做到精细脱硫；氧化铁资源丰富，价廉易得，能够降低脱硫成本,且此方法操作简单、净化度高、工艺成熟1。3.1. 2,活性炭法3.1. 2.L原理活性炭又名碳分子筛，是一种多孔性物质，主要是利用其的催化和吸附作用，可用于脱除焦炉煤气中的H2s气体。活性炭法由脱硫与活性炭再生两个过程组成。活性炭具有储存氧气的能力，