荒煤气脱硫系统
作者：来源：发表时间：2014-8-3 点击：14
工程概述
本项目为新疆金盛镁业镁合金循环经济工业园兰炭项目兰炭尾气（低温干馏煤气）
脱硫工程,工艺技术方案的选择是本着保证产品质量的前提下力求技术水平适度先进合
理、稳妥可靠，降低劳动强度，节约投资，合理布局，减少工程造价，实现环境污染总
量控制，做好洁净生产，以减少对环境污染。本工程设备的选型及设计遵照技术先进、
稳妥可靠、操作方便节能降耗的原则。
脱硫及硫回收
工艺技术方案的选择
脱硫分干法脱硫和湿法脱硫两种，干法脱硫主要以氧化铁、活性炭为主。湿法脱硫主要以栲胶法、改良ADA法、PDS法、HPF法、KCA法及几种催化剂复合法。
干法脱硫的工艺简单，脱硫精度高，当要求煤气净化度较高或煤气处理量较小时采用，但设备笨重，脱硫效率不稳定，随着催化剂使用时间的延长，脱硫能力不断降低，脱硫剂用量大，二次处理困难，对于失效（硫饱和）的脱硫剂，再生成本高，操作难度大，废弃处理，会造成二次污染；脱硫剂更换频繁，劳动强度大，并且容易造成煤气中毒；占地面积大。湿法脱硫具有处理能力大，操作弹性大，脱硫与再生都能连续化，劳动强度小，能回收硫膏（硫磺）等优点，但工艺较复杂，操作费用较高，由于本工程处理煤气量较大，故选用湿法脱硫工艺。
本方案选用以碱源脱除兰炭尾气中的硫化氢的湿式氧化喷射再生脱硫工艺。湿式氧化喷射再生脱硫工艺，是焦化工业目前推行的焦化煤气脱硫新工艺，具有节约能源、工艺顺畅、脱硫效率高、操作平稳等特点。湿法脱硫的催化剂多种多样，各有优缺点，本方案选用我公司研发生产的ISS-J焦炉煤气专用脱硫剂，与我公司的脱硫装置相配套，该催化剂不但能脱除H2S，还能脱除HCN和部分有机硫，具有脱硫效率高、副盐生成少，硫磺回收率高、废液排放量小，不堵塔、脱硫液对设备腐蚀小等优点，得到了广大用户的认可。
两种再生工艺脱硫效率的比较
高塔再生由塔底鼓入空气再生，再生时间长，再生彻底，脱硫效率较高。另外因溶液再生后直接从再生塔顶部进入脱硫塔，不需要用泵再次加压，减少了动力消耗。其次高塔再生不需要贫液槽、再生塔直径小，减少了装置的占地面。
喷射再生工艺运行时，再生后的脱硫液需要用泵再次加压打入脱硫塔内，动力消耗高的同时，还因喷射器在运行过程中经常因硫和副盐堵塞管道，造成吸气量减少，再生受影响，发生脱硫效率低的现象，日常维护工作量大。
我公司在采用高塔再生的同时，还对脱硫塔内的气体液体分器进行了改进，使煤气与脱硫液更加充分的接触（脱硫是气膜控制，脱硫的反应速度很快），进一步提高了脱硫效率，同样的设备情况下，我公司的脱硫效率比传统的提高20%左右。
硫回收工艺选择
硫回收生产工艺有两种，一种是熔硫釜生产硫磺，另一种压滤机或离心机生产硫膏工艺。熔硫釜生产硫磺，可实现硫泡沫连续进料、连续排液、连续熔硫、间断放硫的过程，工艺比较成熟、操作比较简单、操作环境相对比较干净，产品硫磺纯度较高、比较容易外销，但在生产过程中，需要消耗一定量的蒸汽,特别是产生的熔硫废液难以处理，而且熔硫后会使熔硫废液副盐生产量增加，加大了系统的总排放量。压滤机生产硫膏工艺，是将硫泡沫进行压滤，生产硫膏，此工艺操作比较简单、生产过程中不消耗蒸汽、投资比较小，但生产出的硫膏含水大（含水大约20%）、硫膏不易存放、操作环境较差、硫膏不易外销。离心机生产硫膏装置，产品硫膏含水量小，但投资大。
本方案综合考虑，设计将硫膏再进行连续熔硫生产硫磺的工艺，投资小，蒸汽消耗量少，而且生产的硫磺质量好，便于储存运输。
工艺流程说明
概述
本工段包括脱硫、溶液再生及硫回收三部分。脱硫的主要任务是将煤气中的硫化氢含量脱至50mg/Nm3，并回收硫磺。
脱硫工艺方案的确定
（1）本工段采用碱源（氨、纯碱、液碱），以高效环保无毒ISS-J型复合催化剂的湿式氧化喷射再生脱硫工艺，该法脱硫效率高，循环液中含盐量少，不易累积，产生的废液少且可回兑燃料煤矸石中，因此不仅具有投资省，操作费用低，运行稳定的特点，而且具有良好的环保效果。
（2）脱硫塔采用轻瓷填料、具有装卸方便、比表面积大、易清理和再利用等优点。
（3）为保证脱硫效果，满足后续工段煤气对兰炭尾气中硫化氢含量的要求，脱硫塔填料间设再分布器。
（4）脱硫富液的再生采用高塔再生工艺，是焦化工业目前推行的焦化煤气脱硫工艺，
具有节约能源、工艺顺畅、再生效率高、操作平稳等特点。
（5）硫的回收采用连续熔硫回收硫磺。
原料、产品的规格及数量
1、原料
（1）干煤气量：∽55000Nm3/h
煤气温度：18∽45℃
煤气压力：（常压）
名称N2(%) H2(%)CO2(%)CO(%)O2(%)
干煤气40-5017-302-3120.2
干煤气中的杂质含量：
名称焦油粗苯氨硫化氢氰化氢萘
g/Nm3干煤气 1.5
（2）脱硫剂型号：ISS-J型脱硫催化剂
2、产品：
（1）煤气：
数量：∽55000Nm3/h
温度：∽36℃ 压力：∽0.020MPa（表）
含杂质量（g/Nm3）：
焦油氨硫化氢HCN苯
0.050
（2）硫磺：产量：1.3-1.7吨，根据进口硫化氢不同，产量变化。
工艺流程说明
来自冷鼓工段的荒煤气先进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触洗涤后，煤气中H2S含量小于0.05g/Nm3，煤气经捕雾段除去雾滴后全部送至后工段。
从脱硫塔中吸收了H2S和HCN的脱硫液经液封槽至循环槽槽，用富液泵抽送至再生塔底部，与空压机系统来的空气接触，进行氧化反应；此时，空气成气泡状态分散于液体中，硫泡沫则由再生塔顶部扩大部分排至硫泡沫槽，再由硫泡沫泵加压后送至连续熔硫釜连续熔硫，生产硫磺外售。熔硫釜排出的清液进入缓冲槽降温后返回溶液循环槽。再生后的贫液经液位调节器进入，靠自身的位差流入脱硫塔，吸收硫化氢和氢氰酸，并吸收煤气中的氨作为反应碱源。经剩余氨水蒸氨后的浓氨水和催化剂贮槽中的催化剂溶液加入富液循环槽。
动力消耗
序号名称规格使用情况单小时耗量
位
正常
最大
2
电
380V
连续
KW 300
常用运行
主要设备的选型设计 脱硫塔
根据兰炭尾气量及硫化氢含量，通过我们工艺计算，拟选择脱硫塔直径Φ5500mm,高度～37200mm 完全能满足技术要求。但是必须采用专门设计的脱硫液分布器、再分布器、合理的填料形式及数量，使其能够达到低阻力、高脱硫效率的目的。脱硫塔阻力：≯2000Pa。
在保证脱硫效果、投入最少的资金保证用户的经济稳定运行。我们选择的塔型有散装填料塔、空塔喷淋、空塔喷淋连同填料塔混装、旋流板塔。我们涉及的塔型涵盖国内所有使用类型，设计经验丰富，经过大量实际使用效果检验。 填料（内件）选型
脱硫系统设计中最难是在最小投资下达到最大经济运行效果。如果设备投资最小，就要选择最小塔径、最大通气量、最大气液接触面积、最小的电耗。在塔径确定后，塔内件（填料）是关键，要尽可能选择最大比表面和最大空隙率，宁波院在这方面有自己的专利技术，我们的塔内件在尿素、甲醇精馏、脱硫、炼油等行业使用广泛，我们专业团队在填料设计能力和开发能力方面会根据客户的需求做一对一的开发利用。
我们的填料材质有聚丙烯、轻瓷、碳钢、不锈钢等，填料类型有规整和散装等等。在焦炉气脱硫系统实际运行中我们选择比表面积相对较大，空隙率高的轻瓷填料，独特的结构保证具有高比表面积和高孔隙率，同时增加脱硫液在填料上的停留时间，填料表面形成液膜，使气体在填料表面发生吸收反应。
塑料新型鞍环填料特性数据
名称
规格
规格 D ×H ×δ mm
比表面积 α m 2
/m 3
空隙率 ε %
个数 n m -3
干填料因子 γρ kg/m 3
聚 鞍 环
φ76 76×38×3.0 130 52 3700 138 φ50 50×25×1.5 168 68 9400 184 φ38
38×19×1.2
178
75
25200
201
聚丙烯矩鞍环
聚丙烯共轭环
网孔填料金属丝网波纹填料气液分布器选型及设计
如何保证含硫化氢、羰基硫、二硫化碳原料气在脱硫塔内同脱硫液逆流充分接触是脱硫效率能否保证的前提。我们根据气液特点，在实验室设计了我们的模拟装置，根据塔径大小作不同的气液分布器设计，保证气体和液体分布均匀，不走短路，液体避免产生壁流现象。
液体无限喷淋点分布器：
特点：液体变原来的多点分布为无限点分布，大幅度提高分布效率，使“线分布”和“面分布”为现实；设计了防沉降物收集器，具备抗堵防堵能力，最大限度延长设备运行周期，降低塔阻；结构简单、高度低、材料使用量小、安装方便。
液体分布器：
是一种结构新式的液体再分布器，它带有收集与再分布的两重效果。能有效地再分布液体，并能减少有效塔的高度，是与槽式分布器广泛配合使用的二级分布器
硫液喷嘴
排管式分布器
管式分布器
液体无限喷淋
气体分布器
二级槽式分布器
再生塔（槽）槽设计选择性
在再生系统我们选择国内焦炉气脱硫系统通用的高塔再生，在保证系统溶液最佳再生
停留时间下，空气进口分布器安装、分布方式是重点；脱硫富液能否解析完全、保证最低残
硫、再生塔在长周期运行下积硫最少、再生空气分布器设置是关键，我们丰富的工程设计及
实践运行经验都很好解决以上问题，保证了溶液再生的最佳运行效果。
脱硫用泵及自控系统的选择
一套脱硫系统能否在投入最少劳动力下长期稳定运行自控配置十分重要，我们设计院有
专业人员做好DSC控制方面工作，做最好、最优设计和配置；脱硫系统运行中消耗最大部分
是电耗，如何做到节约每一度点是我们为客户设计的理念，一般我们在系统配置调频电机，客户可以根据生产负荷情况进行泵流量和电机频率调节，做到节电原则。
高效节能水泵采用三元流理论与CFD计算流体力学和优化方法相结合的技术路线，从考虑水力损失最小、效率最高和汽蚀性能最好着手，寻找不同的流动和几何参数的最优组合，而推出的新型高效率节能水泵。三元流动理论就是把叶轮内部的三元立体空间无限地分割，通过对叶轮流道内各工作点的分析，建立起完整、真实的叶轮内流体流动的数学模型，依据三元流动理论设计出来的叶片形状为不规则曲面形状，叶轮叶片的结构可适应流体的真实流态，能够控制叶轮内部全部流体质点的速度分布，因此，应用三元流动理论设计的水泵，运
行效率得以显著提高，具有明显的节能效果。
本工段贫富液泵循环量设计750m3/h，扬程不低于60米，过流部件304不锈钢，机械密封，因脱硫液腐蚀性很小，为降低造价，故脱硫用泵过流件选用304不锈钢。
硫回收装置
在正常设计气量下，每天脱除的总硫量达1.8吨，回收的硫泡沫可以生产硫磺1.3-1.7吨左右，所以配置1台熔硫滏即可。硫泡沫经处理后溶液清澈透明基本不含悬浮硫。
材料及防腐、保温, 的设计
2.5.1脱硫塔、喷射再生槽等塔内件采用304不锈钢制作；贫富液、蒸汽、倒淋管道采用无缝钢管。
2.5.2与脱硫液接触的塔类及槽罐采用喷砂除锈、环氧树脂防腐确保设备运行质量；所有的设备、管道、平台、爬梯、支架均采用氯磺化聚乙烯防腐。
2.5.3选用的隔热材料及施工方法
保温层:保温设备选用岩棉保温隔热材料；保温管道选用岩棉材料。
保护层:先在软质保温板材上刷稀料,然后粘贴在管子(或设备)上,在板材外包一层玻璃布，玻璃布外做镀锌铁皮保护层即可。
四.电气方案
设计依据
1.《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16-92;
2.《10KV及以下变电所设计规范》 GB50052-94;
3.《供配电系统设计规范》 GB50052-95;
4.《低压配电设计规范》 GB50052-95;
5.《建筑防雷设计规范》 GB50057-94;
6. 各专业提供的设计资料
设计范围
1.高、低压配电系统；
2.照明配电系统；
3.防雷及接地系统；
4.室内外照明系统；
供电设计
本工程负荷为二级负荷；
本工程从厂高压配电室引来10KV电源，承担脱硫泵电机供电；高压断路器为真空断路器，采用微机综合保护器检测控装置，设有：过流Ⅰ段保护；过流Ⅱ段保护（堵转保护）；负序过流保护；过负荷保护；低电压保护；过电压保护；零序过流保护；过热保护等及强大的辅助、测控功能。
低压动力配电柜设有：短路保护及电机过流保护；
电力配电、控制系统
本工程小于55KW的电动机采用直接启动方式； 55KW以上电动机采用软启动器启动。
所有电动机均设异地操作柱。
照明配电系统
光源一般场所采用日光灯；防爆场所采用防爆灯具，采用节能灯；
照明、插座分别由各支路供电，为单相二线制，均设漏电断路保护；
灯具安装高度2.8m,低于2.4m时需增加PE接地线；
电缆、导线的选型及敷设
高压电缆选用YJV-10KV交联聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套铜芯电力电缆；
低压电缆采用ZR-YJV-1KV交联聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套铜芯电力电缆，工作温度90℃。明敷在桥架或穿镀锌保护套管敷设。
照明导线选用BV-500V聚氯乙烯绝缘导线，穿镀锌钢管明敷设。
防雷、接地
本工程防雷等级为二级；
在顶层采用φ10镀锌圆钢作为避雷带，屋顶避雷接线网格不小于10mx10m;
室外接地用40镀锌扁铁连接成水平长接地装置，过门暗敷，垂直接地极为φ50镀锌管，长2.5m，每5m设一根，3根为一组；接地阻值小于4欧姆；
外墙引下线距地0.5m设测试卡子；
凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切用电设备金属外壳均可靠接地；
自控技术方案
设计依据
初步方案根据常规设计，详细设计将根据业主、工艺专业提供的条件及图纸资料进行设计。设计标准规范
《化工装置自控工程设计规定》（HG/T 20636-20639-1998）；
《自控安装图册》（HG/T 21581-95）；
《自动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093-2002）；
现场仪表和仪表安装材料选型
现场仪表选型本着经济实用、运行相对稳定的原则，根据公司从多个工程项目的使用情况和目前国内仪器仪表的发展情况，选择合理适合的产品。
温度测量：采用万向型双金属温度计；
压力表，根据介质和操作条件，使用了三种类型。有弹簧管压力表、膜盒压力表和隔膜压力表。
根据业主需要，确定是否配置现场液位计。推荐现场用浮球液位计或磁翻板液位计。
导压管、压力表接头、热电阻连接头等均采用不锈钢材质，仪表电缆采用铜芯屏蔽电缆。远传仪表选型
在操作室（控制室）能监控现场工艺状况，现场配置了一定数量的远传仪表，温度远传采用常用的Pt100热电阻，压力测量选用智能压力变送器，标准4-20mA输出信号；液位采用差压液位变送器或带远传的磁翻板液位计；流量计用涡街、转子流量计和电磁流量计。
控制系统
本设计采用DCS系统。
系统组成
配置操作站/工程师站、控制站、打印机、UPS。
控制系统满足集中控制的需要，运行人员在控制室内通过LCD、键盘及鼠标完成整个工艺系统的监控、正常运行的监视及异常工况的处理。在控制室计算机显示器上，形象、直观的显示整个工段的工艺流程画面，工艺参数，工艺参数的变化曲线；液位显示采用数字和棒图两种方式。
系统配置
操作站：操作站和工程师站的LCD监视器，至少为21英寸高分辨的液晶显示器，分辨率至少为1280×1024。
控制站：控制站控制器、电源模块、通讯模块，全部冗余配置，增强系统的可靠性。（根据业主要求）
本方案设计投资少，脱硫效率高、纯碱消耗少，废液排放量小，对设备腐蚀小。
目录 一、概论 SO2是一种酸性气体，在大气中易形成酸雨，威胁生态环境及公众健康。SO2已成为大气环境污染中首要污染物。根据国家“节能减排”方针政策，对大气中首要污染物SO2的排放实行总量控制，曾经在“十一五”期间全国SO2排放量削减10%，随着国家经济发展进入十二五，对于二、三类地区的工业窑炉SO2的排放量将进行严格的限制。 以煤作为燃料，即以煤为原料转换为粗煤气，煤中大部分硫组分同期转换为H2S，煤气燃烧后，硫化物以SO2形式排放，将对大气环境造成污染。 煤气中硫化氢的脱除可分为湿法脱硫与干法脱硫。 湿式氧化法脱硫：以碱性溶液吸收酸性气体硫化氢，生成硫氢酸盐，同时选择适当的氧化催化剂，将溶液中吸收硫化氢后的硫氢酸盐氧化成单体硫，从而使脱硫溶液得到再生，并获得副产品硫磺。此后，还原态的氧
化剂可由空气氧化成氧化态再循环使用。此法采用溶液吸收，且氧化再生是其特点，故将此脱硫方法称为湿式氧化法脱硫，因加入不同的催化剂分为各种方法，目前常用有氨水氧化法、改良ADA法、栲胶法、PDS法、KCA 法、MSQ法、888法、DDS法、ISS法和络合铁法等。实际生产中也可同时加入两种催化剂而达到较好脱硫效率。制成的碱性溶液一般采用碳酸钠（纯碱），也有采用稀氨水，但由于稀氨水对环境有一定的污染，故建议不采用稀氨水。 化学反应： （1）无机反应 H2S+ Na2CO3= NaHS+ NaHCO3 （2）有机反应 CS 2+ 2Na2CO3+ H2O = Na2COS2+ 2NaHCO3 COS+ 2Na2CO3+ H2O = Na2CO2S+ 2NaHCO3 （3）溶液氧化与再生 2NaHS＋O2＝2NaOH＋2S↓ 2Na2CO2S＋O2= 2Na2CO3＋2S↓ Na2COS2＋O2= Na2CO3＋2S↓ 湿法脱硫的特点： （1）湿式氧化法脱硫的工艺成熟，技术可靠，操作稳定，但技术复杂，专业性强，处理设施应进行专业化设计和管理。 （2）大部分设备为非标设备，装置可根据不同处理规模进行设计，尤其适应于大规模煤气脱硫工程。
一、烟气除尘——高炉煤气干法布袋除尘 高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘两类，目前我国500m3级及以下高炉的煤气净化基本上全部采用干式布袋除尘，而1000m3级及以上高炉的煤气净化采用干法布袋除尘技术的较少。 高炉煤气干法布袋除尘技术是钢铁行业重要的综合节能环保技术之一,以其煤气净化质量高、节水、节电、投资省、运行费用低、环境污染小等优点,优于传统的湿法洗涤除尘工艺, 属于环保节能项目，位于国家钢铁行业当前首要推广的“三干一电”（高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、干熄焦和高炉煤气余压发电）之首。是国家大力推广的清洁生产技术。 1、工艺流程与设备 1.1系统组成 1 干法除尘由布袋除尘器、卸、输灰装置（包括大灰仓）、荒净煤气管路、阀门及检修设施、综 合管路、自动化检测与控制系统及辅助部分组成。 2 炉顶温度长期偏高的高炉宜在布袋除尘之前增设降温装置，有热管换热器和管式换热器两类， 应优先选用热管式换热器。 1.2过滤面积 1 根据煤气量（含煤气湿分，以下同）和所确定的滤速计算过滤面积 计算公式： V 60Q F = 其中 F ——有效过滤面积 m 2 Q ——煤气流量m 3/h （工况状态） V ——工况滤速 m/min 2 工况流量。 在一定温度和压力下的实际煤气流量称为工况流量。以标准状态流量乘以工况系数即为工况流量。 3工况系数 工况体积（或流量）和标况体积（或流量）之比称为工况系数，用η表示。 计算公式： ()()0 000P P P T t T Q Q ++==η 其中 η——工况系数 Q 0——标准状态煤气流量m 3/h Q ——工况状态煤气流量m 3/h T 0——标准状态0℃时的绝对温度273K t —— 布袋除尘的煤气温度℃ P —— 煤气压力（表压）MPa P 0——标准状态一个工程大气压，为0.1 MPa
《仪陇天然气脱硫》项目书 目录 1总论 (3) 1.1项目名称、建设单位、企业性质 (3) 1.2编制依据 (3) 1.3项目背景和项目建设的必要性 (3) 1、4设计范围 (5) 1、5编制原则 (5) 1.6遵循的主要标准、规范 (8) 1.7 工艺路线 (8) 2 基础数据 (8) 2.1原料气和产品 (8) 2.2 建设规模 (9) 2.3 工艺流程简介 (9) 2.3.1醇胺法脱硫原则工艺流程： (9) 2.3.2直流法硫磺回收工艺流程： (10) 3 脱硫装置 (11) 3.1 脱硫工艺方法选择 (11) 3.1.1 脱硫的方法 (11) 3.1.2醇胺法脱硫的基本原理 (12) 3.2 常用醇胺溶液性能比较 (13) 3.1.2.1几种方法性质比较 (14) 3.2醇胺法脱硫的基本原理 (17) 3.3主要工艺设备 (18) 3.3.1主要设备作用 (18) 3.3.2运行参数 (19) 3.3.3操作要点 (20) 3.4乙醇胺降解产物的生成及其回收 (21) 3.5脱硫的开、停车及正常操作 (22) 3.5.1乙醇胺溶液脱硫的开车 (22) 3.5.2保证乙醇胺溶液脱硫的正常操作 (22) 3.6胺法的一般操作问题 (23) 3.6.1胺法存在的一般操作问题 (23) 3.6.2操作要点 (24) 3.7选择性脱硫工艺的发展 (25) 4 节能 (25) 4.1装置能耗 (25) 装置中主要的能量消耗是在闪蒸罐、换热器和再生塔。 (25)
4.2节能措施 (25) 5 环境保护 (26) 5.1建设地区的环境现状 (26) 5.2、主要污染源和污染物 (26) 5.3、污染控制 (26) 6 物料衡算与热量衡算 (28) 6.1天然气的处理量 (28) 7.天然气脱硫工艺主要设备的计算 (33) 7.1MDEA吸收塔的工艺设计 (33) 7.1.1选型 (33) 7.1.2塔板数 (33) 7.1.3塔径 (34) 7.1.4堰及降液管 (36) 7.1.5浮阀计算 (37) 7.1.6 塔板压降 (37) 7.1.7塔附件设计 (39) 7.1.8塔体总高度的设计 (40) 7.2解吸塔 (41) 7.2.1 计算依据 (41) 7.2.2塔板数的确定 (41) 7.2.3解吸塔的工艺条件及有关物性的计算 (42) 7.2.4解吸塔的塔体工艺尺寸计算 (43) 8参数校核 (44) 8.1浮阀塔的流体力学校核 (44) 8.1.1溢流液泛的校核 (44) 8.1.2液泛校核 (44) 8.1.3液沫夹带校核 (45) 8.2塔板负荷性能计算 (45) 8.2.1漏液线（气相负荷下限线） (45) 8.2.2 过量雾沫夹带线 (45) 8.2.3 液相负荷下限 (46) 8.2.4 液相负荷上限 (46) 8.2.5 液泛线 (46) 9 附属设备及主要附件的选型和计算 (47) 10.心得体会 (49) 11.参考文献 (50)
河南城建学院 毕业设计 题目：焦炉煤气湿法脱硫工艺设计学生姓名：张炳麒 年级： 101209127 专业：化学工程与工艺 申报学位：学士学位 院系：化学与化学工程系 指导教师：李霞 完成日期：2011-05-15 2011年05月15日
摘要
目录 1﹒绪论 (1) 1.1概述 (1) 1.2焦炉煤气净化的现状 (1) 1.3栲胶的认识 (2) 1.4栲胶法脱硫的缺点 (3) 1.5设计任务的依据 (8) 2.生产流程及方案的确定·················································· 3.生产流程说明··························································3.1反应机理·························································· 3.2主要操作条件··························································3.3工艺流程·························································· 3.4主要设备介绍·························································· 4.工艺计算·························································· 4.1原始数据·························································· 4.2物料衡算·························································· 4.3热量衡算·························································· 5.主要设备的工艺计算和设备选型····································· 5.1主要设备的工艺尺寸··················································· 5.2辅助设备的选型··················································· 6 设备稳定性及机械强度校核计算············································6.1壁厚的计算··················································· 6.2 机械强度的校核···················································
荒煤气脱硫系统 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
荒煤气脱硫系统 作者：来源：发表时间：2014-8-3 点击：14 工程概述 本项目为新疆金盛镁业镁合金循环经济工业园兰炭项目兰炭尾气（低温干馏煤气） 脱硫工程,工艺技术方案的选择是本着保证产品质量的前提下力求技术水平适度先进合理、稳妥可靠，降低劳动强度，节约投资，合理布局，减少工程造价，实现环境污染 总量控制，做好洁净生产，以减少对环境污染。本工程设备的选型及设计遵照技术先进、稳妥可靠、操作方便节能降耗的原则。 脱硫及硫回收 工艺技术方案的选择 脱硫分干法脱硫和湿法脱硫两种，干法脱硫主要以氧化铁、活性炭为主。湿法脱硫主要以栲胶法、改良ADA法、PDS法、HPF法、KCA法及几种催化剂复合法。 干法脱硫的工艺简单，脱硫精度高，当要求煤气净化度较高或煤气处理量较小时采用，但设备笨重，脱硫效率不稳定，随着催化剂使用时间的延长，脱硫能力不断降低，脱硫剂用量大，二次处理困难，对于失效（硫饱和）的脱硫剂，再生成本高，操作难度大，废弃处理，会造成二次污染；脱硫剂更换频繁，劳动强度大，并且容易造成煤气中毒；占地面积大。湿法脱硫具有处理能力大，操作弹性大，脱硫与再生都能连续化，劳动强度小，能回收硫膏（硫磺）等优点，但工艺较复杂，操作费用较高，由于本工程处理煤气量较大，故选用湿法脱硫工艺。 本方案选用以碱源脱除兰炭尾气中的硫化氢的湿式氧化喷射再生脱硫工艺。湿式氧化喷射再生脱硫工艺，是焦化工业目前推行的焦化煤气脱硫新工艺，具有节约能源、工艺顺畅、脱硫效率高、操作平稳等特点。湿法脱硫的催化剂多种多样，各有优缺点，本方案选用我公司研发生产的ISS-J焦炉煤气专用脱硫剂，与我公司的脱硫装置相配套，该催化剂不但能脱除H2S，还能脱除HCN和部分有机硫，具有脱硫效率高、副盐生成少，硫磺回收率高、废液排放量小，不堵塔、脱硫液对设备腐蚀小等优点，得到了广大用户的认可。
煤气中的硫绝大部分以H2S的形式存在，而H2S随煤气燃烧后转化成SO2，空气中SO2含量超标会形成局域性酸雨，危害人们的生存环境，我国对燃烧发生炉煤气炉窑规定其SO2的最高排放浓度为900mg/m3；另一方面，SO2对诸如陶瓷、高岭土等行业的最终产品质量影响较大，鉴于以上因素，发生炉煤气中H2S的脱除程度业已成为其洁净度的一个重要指标。 1、煤气脱硫方法 发生炉煤气中的硫来源于气化用煤，主要以H2S形式存在，气化用煤中的硫约有80％转化成H2S进入煤气，假如，气化用煤的含硫量为1％，气化后转入煤气中形成H2S大约2-3g/Nm3左右，而陶瓷、高岭土等行业对煤气含硫量要求为20-50mg/Nm3；假如煤气中的H2S燃烧后全部转化成SO2为2.6g/m3左右，比国家规定的SO2的最高排放浓度指标高出许多。所以，无论从环保达标排放，还是从保证企业最终产品质量而言，煤气中这部分 H2S都是必须要脱除的。 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，而湿法脱硫以砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇具代表性。 2、干法脱硫技术 煤气干法脱硫技术应用较早，最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术，之后，随着煤气脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。 2.1氧化铁脱硫技术 最早使用的氧化铁脱硫剂为沼铁矿和人工氧化铁，为增加其孔隙率，脱硫剂以木屑为填充料，再喷洒适量的水和少量熟石灰，反复翻晒制成，其PH值一般为8-9左右，该种脱硫剂脱硫效率较低，必须塔外再生，再生困难，不久便被其他脱硫剂所取代。现在TF型脱硫剂应用较广，该种脱硫剂脱硫效率较高，并可以进行塔内再生。 氧化铁脱硫和再生反应过程如下： (1)脱硫过程 2Fe(OH)3+3H2SFe2S3+6H2O Fe(OH)3+H2S2Fe(OH)2+S+2H2O Fe(OH)2+H2SFeS+2H2O (2)再生过程 2Fe2S2+3O2+6H2O4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O4Fe(OH)2+4S
关于焦化厂HPF法脱硫工艺方案 1
关于焦化厂HPF法脱硫工艺方案 近年来,各焦化厂的煤气净化系统中普遍采用了流程短、投资省的HPF法脱硫工艺,但熔硫装置普遍运行不正常,甚至被迫改用板框压滤机生产硫膏。经过对各厂生产实际的分析,在沙钢的设计中作了许多改进,经过1年的生产实践,成功地实现了连续熔硫。 1.HPF法煤气脱硫的现状 已投产的4×55孔6m焦炉,年产焦炭220万t,煤气处理量10万m3/h,由2套5万m3/h的HPF法脱硫装置并联操作,备用设备共用。第1套设备投产已1年,生产正常,能够连续熔硫,脱硫塔前煤气含硫量为 8g/m3,脱硫塔后煤气含硫量＜300mg/m3,硫磺纯度＞80%,销路很好。第2套设备已生产近半年,也很正常。。 2.工艺改进及效果 (1)初冷器分上下两段喷洒,以除煤气中的焦油和萘,有效避免了预冷塔的堵塞。 (2)增设了剩余氨水除焦油器,保证了蒸氨塔的正常运行,确保氨汽能连续进入预冷塔,使脱硫液碱度适宜。 (3)增加了预冷塔,保证脱硫塔入口温度在30～40℃,系统温度稳定。 (4)增加清液回送冷却器,避免了由熔硫釜排出的温度较高的清液进入脱硫液系统。 (5)终冷塔上段加碱,进一步净化煤气,使塔后煤气含硫量＜200mg/m3。 (6)增加泡沫槽回流管,有效防止了泡沫至熔硫釜的管道堵塞。 (7)熔硫釜硫磺出口管改为直管段,避免了堵塞,且易操作。 (8)脱硫塔底加1个直径133mm的清扫排液口,防止塔底沉积。 (9)脱硫液泵出口加1个直径50mm的管道至废液槽底部,一则防止废液槽堵塞,二则可冷却和稀释熔硫釜排出的清液。 3.注意事项 (1)液气比(脱硫液与压缩空气的比例)对脱硫效率的影响。增加液气比可使传质面迅速更新,同时可降低脱硫液中硫化氢的分压差,有利于提高吸收推动力。但液气比不宜过大,否则,脱硫效率的增加不明显,还有可能造成脱硫液进入煤气管道。 (2)再生空气量。氧化lkg硫化氢理论上需要的空气量虽不足2m3,但在实际生产中,考虑到浮选硫泡沫的需要,再生塔的鼓风强度比理论计算要高。我厂的单塔空气量控制在1500m3/h左右,风量对硫泡沫及脱硫液的质量影响很大。我们的经验是一定要保持稳定的风量和压力,及时将脱硫液中的悬浮硫吹出。 2
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100 ℃) 、中温(100 ℃～400 ℃) 和高温(> 400 ℃)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TH法、FRC法、ADA法和HPF法。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。 HPF法脱硫工艺流程： 来自煤气鼓风机后的煤气首先进入预冷塔，与塔顶喷洒的循环冷却液逆向接触，被冷却至25℃～30℃；循环冷却液从塔下部用泵抽出送至循环液冷却器，用低温水冷却至2 3℃～28℃后进入塔顶循环喷洒。来自冷凝工段的部分剩余氨水进行补充更新循环液。多余的循环液返回冷凝工段。
预冷塔后煤气并联进入脱硫塔A、脱硫塔B，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，以吸收煤气中的硫化氢（同时吸收煤气中的氨，以补充脱硫液中的碱源）。脱硫后煤气进入下道工序进行脱氨脱苯。 脱硫基本反应如下： H2S+NH4OH→NH4HS+H2O 2NH4OH+H2S→(NH4)2S+2H2O NH4OH+HCN→NH4CN+H2O NH4OH+CO2→NH4HCO3 NH4OH+NH4HCO3→(NH4)2CO3+ H2O 吸收了H2S、HCN的脱硫液从脱硫塔A、B下部自流至反应槽，然后用脱硫液循环泵抽送进入再生塔再生。来自空压机站压缩空气与脱硫富液由再生塔下部并流进入再生塔A、B，对脱硫液进行氧化再生，再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。 再生塔内的基本反应如下： NH4HS+1/2O2→NH4OH+S （NH4）2S+1/2O2+ H2O→ 2NH4OH+S （NH4）2Sx+1/2O2+ H2O→2NH4OH+Sx 除上述反应外，还进行以下副反应： 2NH4HS+2O2→（NH4）2S2O3+ H2O 2（NH4）2S2O3+O2→2（NH4）2SO4+2S 从再生塔A、B顶部浮选出的硫泡沫，自流入硫泡沫槽，在此经搅拌，沉降分离，排出清液返回反应槽，硫泡沫经泡
焦炉煤气变压吸附制氢新工艺的开发与应用焦炉煤气变压吸附(PSA)制氢工艺利用焦化公司富余放散的焦炉煤气，从杂质极多、难提纯的气体中长周期、稳定、连续地提取纯氢，不仅解决了焦化公司富余煤气放散燃烧对大气的污染问题;而且还减少了大量焦炭能源的耗用及废水、废气、废渣的排污问题；是一个综合利用、变废为宝的环保型项目；同时也是一个低投入、高产出、多方受益的科技创新项目。该装置首次采用先进可靠的新工艺，其经济效益、社会效益可观，对推进国内PSA技术进步也有重大意义。 1942年德国发表了第一篇无热吸附净化空气的文献、20世纪60年代初，美国联合碳化物(Union Carbide)公司首次实现了变压吸附四床工艺技术工业化，进入20世纪70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展。装置数量剧增，装置规模不断扩大，使用范围越来越广，主要应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。本套大规模、低成木提纯氢气装罝，是用难以净化的焦炉煤气为原料，国内还没有同类型的装置，并且走在了世界同行业的前列。 1、焦炉煤气PSA制氢新工艺。 传统的焦炉煤气制氢工艺按照正常的净化分离步骤是： 焦炉煤气首先经过焦化系统的预处理，脱除大部分烃类物质；经初步净化后的原料气再经过湿法脱硫、干法脱萘、压缩机、精脱萘、精脱硫和变温吸附(TSA)系统，最后利用PSA制氢工艺提纯氢气，整个系统设备投资大、工业处理难度大、环境污染严重、操作不易控制、生产成本高、废物排放量大，因此用焦炉煤气PSA制氢在某种程度上受到一定的限制，所以没有被大规模的应用到工业生产当中。 本装置釆用的生产工艺是目前国内焦炉煤气PSA制氢工艺中较先进的生产工艺，它生产成本低、效率高，能解决焦炉煤气制氢过程中杂质难分离的问题，从而推动了焦炉煤气PSA制氢的发展。该工艺的特点是： 焦炉煤气压缩采用分步压缩法、冷冻净化及二段脱硫法等新工艺技术。 1.1工艺流程。 PSA制氢新工艺如图1所示。
煤气脱硫的几种方法 2006-07-06 前言：能源是人类赖以生存和发展的基础，随着人们环境保护和保证企业最终产品质量意识的提高，人们对能源的洁净利用开始日趋重视。发生炉煤气作为我国主要能源之一煤炭的一种洁净利用方式，在我国的玻璃、建材、化工、机械、耐火材料等行业被广泛的应用，近年，人们对煤气净化程度的认识已经不止是煤气中的含尘量、含焦油量和含水量等的概念，人们开始更加重视煤气中的含硫量。 煤气中的硫绝大部分以H2S的形式存在，而H2S随煤气燃烧后转化成SO2，空气中SO2含量超标会形成局域性酸雨，危害人们的生存环境，我国对燃烧发生炉煤气炉窑规定其SO2的最高排放浓度为900mg/m3；另一方面，SO2对诸如陶瓷、高岭土等行业的最终产品质量影响较大，鉴于以上因素，发生炉煤气中H2S的脱除程度业已成为其洁净度的一个重要指标。 1、煤气脱硫方法 发生炉煤气中的硫来源于气化用煤，主要以H2S形式存在，气化用煤中的硫约有80％转化成H2S进入煤气，假如，气化用煤的含硫量为1％，气化后转入煤气中形成H2S大约2-3g/Nm3左右，而陶瓷、高岭土等行业对煤气含硫量要求为20-50 mg/Nm3；假如煤气中的H2S燃烧后全部转化成SO2为2.6g/m3左右，比国家规定的SO2的最高排放浓度指标高出许多。所以，无论从环保达标排放，还是从保证企业最终产品质量而言，煤气中这部分H2S都是必须要脱除的。 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，而湿法脱硫以砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇具代表性。 2、干法脱硫技术 煤气干法脱硫技术应用较早，最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术，之后，随着煤气脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。 2.1氧化铁脱硫技术 最早使用的氧化铁脱硫剂为沼铁矿和人工氧化铁，为增加其孔隙率，脱硫剂以木屑为填充料，再喷洒适量的水和少量熟石灰，反复翻晒制成，其PH值一般为8-9左右，该种脱硫剂脱硫效率较低，必须塔外再生，再生困难，不久便被其他脱硫剂所取代。现在TF型脱硫剂应用较广，该种脱硫剂脱硫效率较高，并可以进行塔内再生。 氧化铁脱硫和再生反应过程如下： (1)脱硫过程 2Fe(OH)3+3H2S Fe2S3+6H2O Fe(OH)3 + H2S 2Fe(OH)2+S+2H2O Fe(OH)2 + H2S FeS+2H2O (2)再生过程 2Fe2S2+3O2+6H2O 4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O 4Fe(OH)2+4S 氧化铁脱硫剂再生是一个放热过程，如果再生过快，放热剧烈，脱硫剂容易起火燃烧，这种火灾现象曾在多个企业发生。 活性氧化铁脱硫工艺流程如图1 2.2活性炭脱硫技术 活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用，活性炭的催化活性很强，煤气中的H2S在活性炭的催化作用下，
范守谦（鞍山立信焦耐工程技术有限公司） 1 气体在液体中的溶解度——亨利定律 任何气体在一定温度和压力下与液体接触时，气体会逐渐溶解于液体中。经过相当长的时间，气相和液相的表观浓度不再发生变化，即处于平衡状态。这时，对于不同气体，如果组分在气相中的分压（对单组分气体即为总压）保持定值，则不同气体在液体中的浓度称为气体在液体中的溶解度。该组分在气相中的分压称为气相平衡分压，表示了气相的平衡浓度。 很多气体的液相平衡浓度X与气体的平衡分压P*有定量关系。如：二氧化碳为直线关系，硫化氢和氨只有在较大浓度范围时不呈直线关系，在浓度较小时，可视为直线关系。因此，在一定温度下，对于接近于理想溶液的稀溶液，在气相压力不大时，气液平衡后气体组分在液相中的浓度与它在气相中的分压成正比，即亨利定律。 P* ＝ EX 式中的 P* 为气体组分在气相中的分压，大气压； X为气体组分在液相中的浓度，分子分数； E 为亨利系数（与温度有关）。 上式经浓度单位换算后可改写为： C ＝HP* 式中的P*为气体组分在气相中的分压，mmHg；C 为气体组分在液相中的浓度，gmol；H为亨利系数， gmol/mmHg。 注：①亨利定律是一个稀溶液定律，它只适用于微溶气体；
②只适用于气相和液相中分子状态相同的组分。如： NH3（气态）? NH3（溶解态） NH3（溶解态）+H2O ? NH4OH ? NH+4+ OH－ 用亨利定律时，应把NH+4的量减去，才能得到水溶液中氨的浓度C氨 C氨＝ H0P*氨 式中的 H0为氨在纯水中的亨利系数，kgmol/(m3·mmHg)。 温 度，℃ H0 20 0.099 40 0.0395 60 0.017 80 0.0079 90 0.0058 在氨水脱硫过程中
脱硫塔施工方案 1、安装方案 1.1制造安装工艺流程 施工准备——会审图纸、备料——技术交底——筒体卷弧胎具、胀圈、组装平台等技术措施准备——划线、号料套裁——筒体壁板分片制作——塔内件、人孔、接管附件制作——塔体单节筒体组对——于基础上组对安装塔底及相关内件——分段预组对塔体——筒节焊接质量检测——安装塔内填料支撑、液体再分布器、附件等——塔体分段吊装立式正装组对——液体分布器及喷喷淋试验——焊缝无损检测、塔器安装压力、致密性试验。 1.2 施工准备 ( 1) 仔细了解图纸中有关塔器结构、细节尺寸及各技术样图之间的衔接和要求有无矛盾; ( 2) 会审图纸, 明确工艺、材料要求及特别的制作要求, 并据此提供材料采购计划( 塔体尽量采用原平板以提高塔体的强度和韧性) 。 ( 3) 施工技术负责人组织人员进行技术交底和安全文明教育; 详细明确塔器的具体制作步骤、图样、技术法规、标准规范, 现场条件、质量标准、必要的技术措施等。 ( 4) 根据施工现场平面布置图清理、规划制作场地, 预留吊装机械等车辆行走路线, 与建设单位沟通架设施工用用电线路、电焊机棚等临时设施; ( 5) 铺设9×15.6 m钢板平台用以制作单塔节及分段组对塔体; 配置相应的施工设备、工具、准备工卡具、样板和检测量具、胎具、胀圈等; 并将设
备机具按施工现场平面布置图规定的位置就位; 卷板机放置于规定场地, 若放置处有电缆沟需铺设钢板垫板并找平; ( 6) 现场的安全设施配置齐全, 按施工现场平面布置图布置做好隔离防护措施; 充分与建设单位协调沟通做好安全工作; 保护好现有生产设施。 1.3 基础的检查 ( 1) 校验基础是否符合设计要求( 位置、几何尺寸) , 提请建设单位及土建基础施工单位提供的地耐力试验及预压和沉降方面的资料, 确保具备施工条件; ( 2) 验证基础的水平度以及中心线、标高、地脚螺栓孔的数量间距等是否符合设计及施工要求; 1.4 材料的存放与保管 ( 1) 购进的钢板、型材和附件, 应符合设计要求, 并有质量证明书; 板材规格尽量考虑长宽尺寸符合筒体展开尺寸, 以减少焊缝并增加塔体强度; ( 2) 塔体用钢板逐张进行外观检查, 钢板表面不得有气孔、结疤、拉裂、折叠, 特别不得有分层; ( 3) 对于设计要求的特种钢材或屈服强度较高的板材, 应由建设单位会同供料单位进行要的检测; ( 4) 钢板做标记, 并按材质、规格、厚度等分类存放; 存放过程中, 应防止钢板变形, 严禁用带棱角的物件垫底; 1.5筒体壁板的预制与组对(因塔体直径较大, 故筒体壁板采用分片制作、分段组对) ( 1) 放样划线: 依设计尺寸合理的套裁下料以节约钢板,预留加工余量;
目录 一、概论 (2) 二、脱硫工艺方案 (5) 三、设备技术规格及功能描述 (6) 四、电气控制方案 (9) 五、公用工程消耗 (11) 六、运行综合分析 (12) 七、设备明细表 (13) 八、初步报价 (16)
一、概论 SO2是一种酸性气体，在大气中易形成酸雨，威胁生态环境及公众健康。SO2已成为大气环境污染中首要污染物。根据国家“节能减排”方针政策，对大气中首要污染物SO2的排放实行总量控制，曾经在“十一五”期间全国SO2排放量削减10%，随着国家经济发展进入十二五，对于二、三类地区的工业窑炉SO2的排放量将进行严格的限制。 以煤作为燃料，即以煤为原料转换为粗煤气，煤中大部分硫组分同期转换为H2S，煤气燃烧后，硫化物以SO2形式排放，将对大气环境造成污染。 煤气中硫化氢的脱除可分为湿法脱硫与干法脱硫。 湿式氧化法脱硫：以碱性溶液吸收酸性气体硫化氢，生成硫氢酸盐，同时选
择适当的氧化催化剂，将溶液中吸收硫化氢后的硫氢酸盐氧化成单体硫，从而使脱硫溶液得到再生，并获得副产品硫磺。此后，还原态的氧化剂可由空气氧化成氧化态再循环使用。此法采用溶液吸收，且氧化再生是其特点，故将此脱硫方法称为湿式氧化法脱硫，因加入不同的催化剂分为各种方法，目前常用有氨水氧化法、改良ADA法、栲胶法、PDS法、KCA法、MSQ法、888法、DDS法、ISS法和络合铁法等。实际生产中也可同时加入两种催化剂而达到较好脱硫效率。制成的碱性溶液一般采用碳酸钠（纯碱），也有采用稀氨水，但由于稀氨水对环境有一定的污染，故建议不采用稀氨水。 化学反应： （1）无机反应 H2S+ Na2CO3= NaHS+ NaHCO3 （2）有机反应 CS 2+ 2Na2CO3+ H2O = Na2COS2+ 2NaHCO3 COS+ 2Na2CO3+ H2O = Na2CO2S+ 2NaHCO3 （3）溶液氧化与再生 2NaHS＋O2＝2NaOH＋2S↓ 2Na2CO2S＋O2= 2Na2CO3＋2S↓ Na2COS2＋O2= Na2CO3＋2S↓
焦炉荒煤气净化工艺 焦炉荒煤气中一般含硫化氢为4～8 g/m3、含氨为4～9 g/m3、含氰化氢为0.5～1.5 g/m3。硫化氢（H2S）及其燃烧产物二氧化硫（SO2）对人身均有毒性，氰化氢的毒性更强。氰化氢和氨在燃烧时生成氮氧化物（NOx）。二氧化硫（SO2）与氮氧化物（NOx）都是形成酸雨的主要物质，煤气的脱硫脱氰洗氨主要是基于环境保护的需要。此外在冶金工厂，高质量钢材的轧制，对其使用的燃气含硫也有较高的要求。随着科学技术的进步和焦化工业的发展，产生了众多各具特色的煤气脱硫洗氨净化工艺。 HPF 法脱硫属湿式催化氧化法脱硫工艺，是PDS 脱硫工艺的改进工艺，两者的区别在于所使用的催化剂略有差异：前者使用对苯二酚加PDS 及硫酸亚铁的复合催化剂（HPF），后者使用PDS 催化剂。HPF 催化剂在脱硫和再生过程中均有催化作用，是利用焦炉煤气中的氨做吸收剂，以HPF 为催化剂的湿式氧化脱硫。煤气中的H2S 等酸性组分由气相进入液相与氨反应，转化为硫氢化铵等酸性铵盐，再在空气中氧的氧化下转化为硫。HPF 法脱硫选择使用HPF(醌钴铁类)复合型催化剂，可使焦炉煤气的脱硫效率达到99%左右。 HPF 法脱硫工艺置于喷淋式饱和器法生产硫铵的工艺之后。从鼓风冷凝工段来的温度约55 ℃的煤气，首先进入直接式预冷塔与塔顶喷洒的循环冷却水逆向接触，被冷至30~35 ℃；然后进入脱硫塔。 工艺特点 （1）以氨为碱源、HPF 为催化剂的焦炉煤气脱硫脱氰新工艺，具有较高的脱硫脱氰效率（脱硫效率99%，脱氰效率80%），而且流程短，不需外加碱，催化剂用量小，脱硫废液处理简单，操作费用低，一次性投资省。 （2）硫磺收率一般为60%，硫损失约为40%，其废液量约为300~500 kg/（103m3·h），废液回兑至配煤中，对焦碳的质量有一定的影响。 （3）硫膏产品质量不理想，外观多为暗灰色，纯度90%左右，产品销售难度大。若后续能再配置硫膏生产硫酸的工艺，硫酸用于硫铵生产，则HPF工艺不失为一种完善的工艺。
焦炉煤气脱硫及硫回收工艺分析 (冶金工业规划研究院; Email:dengdpan@https://www.doczj.com/doc/e46544508.html,) 潘登 摘要：简述了几种具有代表性的脱硫、脱氰工艺，分析了不同工艺特点。介绍 了常用的几种硫回收工艺，并总结了脱硫工艺组合硫回收工艺的原则和方法，为企业选择焦炉煤气净化工艺提供参考依据。 关键词：焦炉煤气，脱硫，硫回收，工艺分析 一．前言 炼焦煤在干馏过程中，煤中全硫的20～45%会转到荒煤气中，荒煤气中的硫 以有机硫和无机硫两种形态存在，有机硫主要有二硫化碳、噻吩、硫醇等，煤气 中95%以上的硫以H2S无机硫形态存在，由于荒煤气中的有机硫含量很少而且在煤气净化洗涤过程中大部分会被除去，因此焦炉煤气的脱硫主要是脱除煤气中的H2S，同时除去同为酸性的HCN。据生产统计焦炉炼焦生产的荒煤气中H2S 含量为2～15g/m3，HCN含量为1～2.5 g/m3。荒煤气中H2S在煤气处理和输送过程中，会腐蚀设备和管道危害生产安全，未经脱硫的煤气作为燃料燃烧时，会生成大量SO2，造成严重的大气污染，同时H2S含量较高的焦炉煤气用在冶炼，将严重影响钢材产品质量，制约高附加值优质钢材品种的开发。出于生产安全，环保要求及煤气有效利用方面考虑，那种五、六十年代老焦化厂采用荒煤气→冷凝鼓风工段→硫铵工段→粗苯工段的无脱硫工段老三段模式与绿色环保的现代生产理念相悖，这样焦炉煤气脱硫已经成为煤气净化不可或缺的重要组成部分。焦炉煤气脱硫，不但环保，而且还可以回收硫磺及硫酸等化学品，产生一定的经济效益。在淘汰落后产能以及清洁生产政策下，对煤气脱硫的要求是越来越高，《焦化行业准入条件》已明确要求焦炉煤气必须脱硫，脱硫后煤气作为工业或其它用时H2S含量应不超过250 mg/Nm3，若用作城市煤气，H2S含量应不超过20mg/Nm3。本文将对焦炉煤气常用脱硫工艺进行介绍，分析不同工艺的特点，同时对硫回收工艺作简要说明。 二．工艺概述 近年来，焦炉煤气脱硫技术经不断发展与完善已日益成熟和广泛应用，脱硫 产品以生产硫磺和硫酸工艺为主。煤气脱硫主要有干法脱硫和湿法脱硫两大类，
荒煤气脱硫系统 作者：来源：发表时间：2014-8-3 点击：14 工程概述 本项目为新疆金盛镁业镁合金循环经济工业园兰炭项目兰炭尾气（低温干馏煤气） 脱硫工程,工艺技术方案的选择是本着保证产品质量的前提下力求技术水平适度先进合 理、稳妥可靠，降低劳动强度，节约投资，合理布局，减少工程造价，实现环境污染总 量控制，做好洁净生产，以减少对环境污染。本工程设备的选型及设计遵照技术先进、 稳妥可靠、操作方便节能降耗的原则。 脱硫及硫回收 工艺技术方案的选择 脱硫分干法脱硫和湿法脱硫两种，干法脱硫主要以氧化铁、活性炭为主。湿法脱硫主要以栲胶法、改良ADA法、PDS法、HPF法、KCA法及几种催化剂复合法。 干法脱硫的工艺简单，脱硫精度高，当要求煤气净化度较高或煤气处理量较小时采用，但设备笨重，脱硫效率不稳定，随着催化剂使用时间的延长，脱硫能力不断降低，脱硫剂用量大，二次处理困难，对于失效（硫饱和）的脱硫剂，再生成本高，操作难度大，废弃处理，会造成二次污染；脱硫剂更换频繁，劳动强度大，并且容易造成煤气中毒；占地面积大。湿法脱硫具有处理能力大，操作弹性大，脱硫与再生都能连续化，劳动强度小，能回收硫膏（硫磺）等优点，但工艺较复杂，操作费用较高，由于本工程处理煤气量较大，故选用湿法脱硫工艺。 本方案选用以碱源脱除兰炭尾气中的硫化氢的湿式氧化喷射再生脱硫工艺。湿式氧化喷射再生脱硫工艺，是焦化工业目前推行的焦化煤气脱硫新工艺，具有节约能源、工艺顺畅、脱硫效率高、操作平稳等特点。湿法脱硫的催化剂多种多样，各有优缺点，本方案选用我公司研发生产的ISS-J焦炉煤气专用脱硫剂，与我公司的脱硫装置相配套，该催化剂不但能脱除H2S，还能脱除HCN和部分有机硫，具有脱硫效率高、副盐生成少，硫磺回收率高、废液排放量小，不堵塔、脱硫液对设备腐蚀小等优点，得到了广大用户的认可。
SULFIBAN法煤气脱硫工艺 SULFIBAN法即索尔菲班法脱硫工艺,酸性气体制取硫酸,简称MEA法 1 工艺流程和技术特点 1.1 工艺流程 SULFIBAN工艺由脱硫脱氰和硫酸制造两部分组成。脱硫脱氰部分用15％的 单乙醇胺（MEA)作为脱硫剂，在低温条件下吸收焦炉煤气中的H 2S、HCN和CO 2 ， 再用蒸汽解析出溶液中的酸性气体，酸性气体作为制硫酸原料。为减少脱硫液中 的副产物和杂质含量，需将一定量的脱硫液引入再生器中加热再生，所得固体残渣经沉降分离后排出系统外。 从解析塔逸出的酸性气体在燃烧炉内与空气混合，在煤气助燃条件下燃烧生成SO 2 。高温的燃烧废气经废热锅炉回收余热后送入酸冷却塔，用12％～13％的 稀硫酸冷却。然后在脱湿器中用3～7℃的冷冻水间接冷却，以除去SO 2 气体中的水分。再经电除酸器除去酸雾后进入干燥塔，在此用95％的浓硫酸进一步除去 SO 2 气体中的水分。最后，经转化和吸收工序后生产98％浓硫酸。从硫酸吸收塔顶逸出的尾气进入第一除害塔，用pH＝6～6.7的氨水洗涤后送入第二除害塔，废气经清循环水洗涤后排入大气。 1.2 技术特点 (1) SULFIBAN法是以MEA为脱硫剂的脱硫脱氰工艺，可将煤气中的H 2 S脱除到200mg/m3以下，基本可满足钢铁企业对煤气的质量要求。 (2）煤气中的CO 2、COS、CS 2 等杂质与脱硫液中的MEA易生成不能再生的聚 合物，故MEA的耗量较高。解析时所需的蒸汽量也较大。另外，为过滤去除富液中＞10μm、贫液中＞5μm的悬浮粒子，还需消耗一定量的纤维滤芯。 (3) 硫酸装置燃烧炉的炉体结构简单，操作和维护方便。在SO 2 气体净化时， 采用了低温冷却和电除酸雾工艺。用V 2O 5 作为SO 2 转化成SO 3 的催化剂，其转化 效率≥97% 。 SO 3 的吸收效率≥99.5%，硫酸制造工艺成熟。但在装置出现故障时，酸性气体无其他出路，虽可将酸性气体引入一期脱硫装置的脱硫塔中，但对脱硫操作有一定影响。 (4) 煤气中的苯类物质易使MEA溶液发泡，造成系统恶化。大量的氨被吸收 到溶液中后，NH 3可以与CO 2 、H 2 S反应生成（NH 2 ) 2 CS（硫尿），硫尿在热态下又
更换脱硫塔煤气阀门安全措施审批表 主管副总经理： 总工程师： 安全管理部： 消防部门： 技术管理部： 生产调度室： 车间主任： 主管副主任： 编制人员： 化产一车间（盖章） 20**年3月18日
施工时间： 20**年 3 月 25 日至 20**年 4 月 30 日施工地点：脱硫工段 影响区域：区域内煤气系统 施工内容：对脱硫工段煤气阀门进行更换。 安全负责人： 施工负责人： 措施贯彻人： 施工过程中危险辨识：
施工示意图： 施工用材料及工具明细：吊车一辆、吊装用4分钢丝绳套一个或视情况而定；安全带、扳手若干；防爆照明设施。 施工方案： 1.检修前准备工作：完成更换阀门螺栓的松动、更换（松动一条，更换、紧固一条）； 2.通知调度室，将一期同二期连接煤气管路切断、气柜进口煤气阀门关闭。 3.通知调度室，脱硫工段更换脱硫塔出口煤气阀门作业，鼓风机进行停车处理。 4.区域内粗苯工段管式炉灭火，停止加温作业。 5.将脱硫区域交通煤气阀门打开，然后关闭进出脱硫塔煤气阀门。 6.停止电捕运行，降低鼓风机转速，煤气鼓风机做停机处理，炼焦车
间进行放烟作业。 7.关闭鼓风机前煤气阀门、粗苯区域交通阀、终冷器后煤气阀门、脱硫区域交通阀，打开脱硫塔顶部放散阀门，对脱硫塔内煤气进行放散。 8.松开预更换阀门进出口法兰处螺栓时采用隔条松开的方式进行松卸。 9.使用顶镐将更换阀门处法兰顶开。 10.使用吊车吊钩绳套将阀门固定好后进行螺栓的拆除，及阀门的吊装、更换阀门作业。 11.更换阀门过程中需使用铜质工具或铁质工具涂抹黄油，防止产生火花。 12.阀门更换完毕，对加阀门法兰处利用肥皂水进行试漏作业。 13.更换阀门顺序采用，先更换进口阀门，等进口阀门修复完好后，再更换出口阀门。 14.更换完毕后开启终冷器蒸汽吹扫阀门对终冷器、硫铵至粗苯工段煤气管路进行置换，见大量蒸汽冒出后，关小蒸汽阀门。 15.开启鼓风机后下液蒸汽吹扫阀门，使用蒸汽对冷鼓至硫铵工段管路进行置换，见大量蒸汽冒出后，关小蒸汽阀门。 16.打开预热器前煤气管路置换阀门，使用蒸汽对该管路进行置换，见大量蒸汽冒出后，关小蒸汽阀门。 17.打开饱和器直接蒸汽阀门使用蒸汽对饱和器进行置换，见大量蒸汽冒出后，关闭饱和器顶部放散阀门及其他蒸汽阀门。 18.经确认无误开煤气鼓风机。 19.不合格煤气通过中心放散进行放散。
焦炉煤气净化技术现状 在2004年国家公布的《焦化准入条件》中，明确规定新建或改造焦炉要同步配套建设煤气净化设施。至2006年底，经国家发改委核准的厂家仅108家，这些家的产能之合仅占当年焦炭总产能的30％左右。还有大量企业未被核准，其主要原因之一就是煤气净化设施配套不完善。煤气净化设施主要包括冷凝鼓风装置、脱硫脱氰装置、氨回收装置及苯回收装置。所谓配套不完善，是指缺某个或某些装置，特别是缺脱硫脱氰装置。 主流工艺技术 我国焦炉煤气净化工艺通过不断引进国外先进技术和创新发展，已经步入世界先进行列；煤气净化工艺已基本涵盖了当今世界上较为先进的各种工艺流程。目前，年产焦炭100万t以上的大型焦化厂全部设有煤气净化系统，对来自炼焦炉的荒煤气进行净化处理，脱除其中的硫化氢、氰化氢、氨、焦油及萘等各种杂质，使之达到国家或行业标准，供给工业或民用用户使用；同时，对化工副产品进行回收利用。 煤气净化工艺采用的主要技术包括：焦炉煤气的冷凝冷却及排送、焦油氨水分离、焦油、萘、硫化氢、氰化氢、氨等杂质的脱除以及粗苯的回收等。 焦炉煤气的冷凝冷却 焦炉煤气的冷凝冷却，即初步冷却，普遍采用了高效横管间冷工艺。其特点是：煤气冷却效率高，除萘效果好；当煤气温度冷却至20～22℃，煤气出口含萘可降至0.5g/m3，不需另设脱萘装置即可满足后续工艺操作需要。 高效横管间冷工艺通常分为二段式或三段式初冷工艺。当上段采用循环冷却水，下段采用低温冷却水对煤气进行冷却时，称为二段式初冷工艺。为回收利用荒煤气的余热，通常在初冷器上部设置余热回收段，即构成三段初冷工艺。采用三段初冷工艺，回收的热量用作冬季采暖或其它工艺装置所需的热源，不仅可以回收利用荒煤气的余热，同时也可节省大量循环冷却水，节能效果显著，应大力倡导采用。 除上述普遍采用的横管间冷工艺外，焦炉煤气的冷凝冷却也可采取先间冷，