HPF脱硫工艺流程图上课讲义
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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。
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+2H2ONH4OH+HCN→NH4CN+H2O NH4OH+CO2→NH4HCO3NH4OH+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。
H P F脱硫工艺(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除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)。
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。
以氨为碱源的HPF法焦炉煤气脱硫工艺开发成功时间:2012-1-11 | 点击:5 | 字体:大小钟锦明(无锡市焦化厂)董天和 杜占文(鞍山焦耐设计研究院)1 对苯二酚法的脱硫现状无锡焦化厂的JN43-80型(42孔)新焦炉在1991年1月投产时,焦炉煤气脱硫选用了以氨为碱源的对苯二酚法,回收工序采用了如下流程:焦炉煤气→初冷器→鼓风机→电捕→预冷塔→脱硫塔→洗氨塔→终冷塔→洗苯塔→煤气柜几年来的生产实践表明,其脱硫效率并不理想,见表1。
分析其原因是生产操作中未达到最佳操作条件及对苯二酚的催化性能欠佳。
为提高脱硫效率,就必须保持足够的氨硫比和严格执行操作制度。
另外,脱硫塔的堵塔现象也直接影响其脱硫效率的提高。
表1 对苯二酚法煤气脱硫的生产数据(1993年)2 以氨为碱源的HPF法脱硫新工艺为提高脱硫效率和消除脱硫塔的堵塞,我们在总结无锡焦化厂对苯二酚法脱硫生产数据的基础上,筛选了几种类型的催化剂,最后选用了HPF(醌钴铁类)复合型催化剂。
经几个月的探索,可使焦炉煤气的脱硫效率提高到99%以上,见表2。
表2 HPF法煤气脱硫的生产数据(1995年)2.1 工艺流程无锡市焦化厂的焦炉煤气脱硫工艺流程见图1。
图1 以氨为碱源的HPF法焦炉煤气脱硫工艺流程图1、2-脱硫塔;3、4-再生塔;5,、6-水封槽;7、8-反应槽;9、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。
如图1所示,焦炉煤气依次经两台串联的脱硫塔后去氨回收装置。
两台脱硫塔各自配有再生系统,脱硫富液从塔底流出经液封槽进入各自的反应槽,再由循环泵送入再生塔。
压缩空气从再生塔底部送入,再生后的脱硫液经液位调节器返回脱硫塔循环使用。
再生塔中生成的硫泡沫自流入硫泡沫槽,经搅拌澄清后,清液返回反应槽,硫泡沫放入熔硫釜,熔融硫冷却成型后装袋外运。
2. 2 HPF法脱硫的反应机理HPF法属液相催化氧化法,且HPF催化剂在脱硫和再生全过程中均有催化作用,但脱硫反应为全过程的律速反应。
H P F脱硫工艺流程图
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23℃~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+H2O2NH4OH+H2S→(NH4)2S+2 H2O
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→2N H4OH+Sx
除上述反应外,还进行以下副反应:
2NH4HS+2O2→(NH4)2S2O3+ H2O2(NH4)2S2 O3+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。