HPF脱硫工艺流程图
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HPF法脱硫第一节HPF法脱硫HPF法脱硫属液相催化氧化法脱硫,HPF催化剂在脱硫和再生全过程中均有催化作用,是利用焦炉煤气中的氨作吸收剂,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元素硫。
HPF法脱硫选择使用HPF(醌钻铁类)复合型催化剂,可使焦炉煤气的脱硫效率达到99%左右。
一、HPF法脱硫的基本反应1、脱硫反应NH3+H2O NH4OHNH4OH +H2S NH4HS + H2ONH4OH + HCNNH4CN+H2ONH4OH+CO2 NH4HCO3NH4OH+NH4HCO3(NH4)2CO3+H2ONH4OH+ NH4HS +( x-1)SX(NH4)2 SX + H2O2NH4HS+(NH4)2CO3 +2( x-1)S2 (NH4)2 SX+ CO2+ H2ONH4++ NH4HCO3NH4HOO-+H2ONH4HS + NH4HCO3+( x-1)S(NH4)2SX+CO2+H2ONH4CN+(NH4)2 SX NH4CNS+ (NH4)2S(X-1)(NH4)2S(X-1) +S(NH4)2SX2、再生反应NH4HS+1/2O2 S↓+ NH4OH(NH4)2SX+1/2O2+H2O SX↓+2 NH4OHNH4CNS H2N-CS-NH2 H2N-CHS=NHH2N-CS-NH2+1/2O2 H2N-CO-NH2+S↓H2N-CO-NH2 +2H2O (NH4)2CO3 2 NH4OH + CO23、副反应2NH4HS+2O2 (NH4)2 S2O3+H2O2(NH4)2 S2O3+O2 (NH4)2 SO4+2S↓HPF脱硫的催化剂是由对苯二酚(H)、PDS(双环酞氰酤六磺酸铵)、硫酸亚铁(F)组成的水溶液其中还含有少量的ADA,硫酸锰,水杨酸等助催化剂,关于HPF脱硫催化剂的催化作用机理目前尚在进一步研究之中,各组分在脱硫溶液的参考浓度为:H(对苯二酚) 0.1~0.2g/l;PDS (4~10)×10-6(质量分数);F(硫酸亚铁) 0.1~0.2g/l ;ADA0.3~0.4g/l,其它组分的最佳含量仍在探索中。
HPF脱硫工艺该工艺是改进的PDS脱硫工艺,两者的区别在于所使用的催化剂:前者使用的苯二酚加PDS及硫酸亚铁的复合催化剂(HPF),后者使用PDS催化剂。
HPF法脱硫工艺就是将催化剂HPF配入脱硫液(氨水)中,利用煤气中的氨作为碱源来脱除煤气中的H2S。
这项工艺具有国内自主知识产权,是由鞍山焦化耐火材料设计院和无锡焦化厂共同研制开发的。
一、工艺原理粗煤气首先进入预冷塔,被循环冷却氨水直接喷洒冷却至28℃以下,以达到吸收H2S所需的较低温度。
循环冷却氨水经间接式冷却器用低温水冷却后循环使用。
为防止预冷循环氨水中杂质的积累和可能出现的奈沉积,向预冷循环氨水系统注入适量经冷却的剩余氨水,同时将等量的排污水送往循环氨水系统。
预冷后的煤气随后进入脱硫塔,在塔内自下而上流动并与自上而下的洗涤液逆流接触,从脱硫塔顶部逸出,送往后续的脱氨工序。
在脱硫塔中,煤气被再生塔来的脱硫循环液喷淋洗涤,从而脱除煤气中的H2S、HCN。
基本反应如下:H2S+NH4OH→NH4HS+H2O2NH4OH+H2S→(NH4)2S+2H2ONH4OH+HCN→NH4CN+H2ONH4OH+CO2→NH4HCO3NH4OH+NH4HCO3→(NH4)2CO3+H2O从脱硫塔底排出来的脱硫循环也经液封槽满流入反应槽,在此可依据脱硫循环液中催化剂浓度和净化后煤气H2S含量向反应槽内投放催化剂(如PDS、HPF\888等)。
槽内的脱硫循环液由脱硫循环液泵抽出后送入再生塔底部,再生塔底部鼓入压缩空气使脱硫循环液得以再生,再生空气在再生塔顶放散。
再生塔内发生的基本反应如下:NH4HS+1/2O2→NH4OH+S(NH4)2S+1/2O2+H2O→2NH4OH+S(NH4)2SX+1/2O2+H2O→2NH4OH+SX除以上反应外,还进行以下副反应:2NH4HS+2O2→(NH4)2S2O3+H2O2(NH4)2S2O3+O2→2(NH4)2SO4+2S脱硫循环液从再生塔顶部的液位调节器溢出自流到脱硫塔循环使用,浮于再生塔顶部扩大段的硫泡沫溢出自流至硫泡沫槽,硫泡沫槽内设有加热蒸汽盘管,硫泡沫槽内加热澄清分离,分离后的清液送回脱硫液系统的反应槽,硫泡沫经泡沫泵送至溶硫釜,在釜内经加热脱水分离出的残余脱硫液送入反应槽(或澄清槽)。
HPF氨法脱硫工艺的开发*方蔚朱学初(无锡市焦化厂,无锡214026)关键词HPF脱硫工艺催化剂硫容中图分类号TU996.61 TQ546.5我厂长期进行了氨法脱硫的试验及生产,曾采用H法氨法脱硫工艺,但脱硫效率低,煤气质量差。
在这种情况下,我们开发了HPF氨法脱硫新工艺并取得成功。
二年来在满足工艺要求的条件下,脱硫效率可保持在99 %以上,显示了该工艺良好的发展前景。
1 HPF脱硫工艺介绍HPF脱硫工艺是利用焦炉煤气中的氨作吸收剂,以HPF为催化剂的湿法氧化脱硫,首先把煤气中的H2S转化成硫氢铵盐,在空气的氧化下转化成元素硫,吸收液得到再生。
反应式如下:(1) 吸收反应NH3+H2ONH4OHNH4OH+CO2HPFNH4HCO3NH4OH+H2S HPFNH4HS+H2O2NH4OH+CO2(NH4)2CO+H2ONH4OH+HCN NH4CN+H2ONH4CN+S NH4SCN(2) 再生反应(3) 付反应2NH4HS+2O2(NH4)2S2O3+H2O2(NH4)2S2O3+O22(NH4)2SO4+2S↓HPF在脱硫和再生全过程中均有催化作用。
工艺流程示意见图1。
1-1号脱硫塔; 2-2号脱硫塔; 3-1号再生塔; 4-2号再生塔;5-1号水封槽;6-2号水封槽; 7-1号反应槽; 8-2号反应槽;9-循环泵; 10-循环泵;11、12-液位调节器; 13-泡沫槽;14-熔硫釜; 15-中间槽; 16-冷却盘图1 HPF脱硫工艺流程图此工艺流程基本与ADA脱硫相同。
进入脱硫工段的煤气依次进入串联的空喷脱硫塔和填料脱硫塔,与脱硫液逆向接触,煤气脱除了H2S和HCN去脱氨;1号和2号脱硫塔有自己独立的再生系统,吸收了H2S和HCN 的脱硫液分别送入各自对应的再生系统,在空气作用下溶液得到再生,循环使用;硫泡沫自流入泡沫槽,经搅拌澄清分层,进一步熔融生成硫磺产品。
我厂脱硫主要工艺指标见表1。
脱硫除尘工艺流程图
脱硫除尘工艺流程图
脱硫除尘是一种重要的工艺过程,用于减少工业排放中的硫化物和颗粒物的含量,以达到环境保护的目的。
下面是一个简化的脱硫除尘工艺流程图:
1. 原料处理:原料通过输送带进入预处理区,进行破碎和筛分,确保适当的颗粒大小和均匀性。
2. 硫化氢去除:原料进入脱硫设备,通过化学反应将硫化氢转化为硫酸盐,减少硫化氢的含量。
3. 碱液喷雾:将含有碱性成分的溶液喷雾到燃烧气体中,与硫酸盐反应生成硫酸和水,进一步降低硫化物的含量。
4. 干燥除尘:将湿气通过旋风分离器和静电除尘器进行干燥和过滤,去除悬浮颗粒物,使燃烧气体更加清洁。
5. 脱硫剂循环:将脱硫后的燃烧气体重新循环到燃烧爐中,提高能源利用效率。
6. 烟气排放:经过以上工艺处理后,燃烧气体中的硫化物和颗粒物含量大幅降低,可以安全排放到大气中,不会对环境造成污染。
以上是一个简化的脱硫除尘工艺流程图,实际的工艺流程可能
会更加复杂,需要针对具体的工业排放特点进行调整和优化。
脱硫除尘工艺的目标是降低硫化物和颗粒物的含量,保护环境和人类健康。
通过持续改进和创新,可以不断提高脱硫除尘工艺的效率和性能,实现更高的环境保护标准。
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
沫泵加压后送压滤机进行脱水,形成硫膏成品。
为了达到脱硫效果及硫泡沫易分离,必须在循环液中加入催化剂,在生产中由于各种消耗,也需定期补充催化剂。
将HPF催化剂及新鲜水加入反应槽上部催化剂槽人工搅拌,使催化剂溶解,再均匀滴加到反应槽A、B中。
一但出现事故或停产时,反应槽内脱硫液经脱硫循环泵送入事故槽,或直接进入脱硫液放空槽,待检修完毕或停产开工再打回系统中,严禁将脱硫液直接排入下水道。