【精品】煤气净化煤气脱碳
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煤气化合成气净化工序工艺流程引言煤气化合成气净化工序是指通过煤气化工艺将煤转化为合成气,并对合成气进行净化处理,以提高合成气的纯度和稳定性,保证合成气的质量,以便用于后续的利用。
本文将介绍煤气化合成气净化工序的工艺流程,旨在提供一个清晰的工艺参考。
工艺流程概述煤气化合成气净化工序的工艺流程主要包括除尘、脱硫、脱氮和脱碳等净化步骤。
其中,除尘主要是去除煤气中的颗粒物,脱硫是去除煤气中的二氧化硫,脱氮是去除煤气中的氮氧化物,而脱碳则是去除煤气中的二氧化碳。
除尘步骤除尘是煤气化合成气净化工序中的第一步,其主要目的是去除煤气中的颗粒物,以防止颗粒物对后续设备和催化剂的损害,并提高合成气的纯度。
除尘步骤通常包括以下几个过程:1.预处理:将煤气中的大颗粒物先行去除,以减轻后续处理设备的负荷。
2.除尘器:采用除尘器将煤气中的细颗粒物去除,常见的除尘器有电除尘器、布袋除尘器和湿式除尘器等。
3.净化:除尘后的煤气进行净化处理,以进一步提高气体的纯度。
脱硫步骤脱硫是煤气化合成气净化工序中的重要步骤,其主要目的是去除煤气中的二氧化硫,以减少二氧化硫对环境和设备的危害。
脱硫步骤通常包括以下几个过程:1.吸收剂准备:选择合适的吸收剂,并将其与煤气进行接触,使二氧化硫被吸收。
2.吸收器:在吸收器中,煤气与吸收剂进行接触,并被吸收剂吸收二氧化硫。
3.脱附:吸收剂中的二氧化硫通过脱附过程被分离出来,以得到可再生的吸收剂。
脱氮步骤脱氮是煤气化合成气净化工序中的重要步骤之一,其主要目的是去除煤气中的氮氧化物,以减少氮氧化物对环境的污染。
脱氮步骤通常包括以下几个过程:1.催化剂还原:使用合适的催化剂还原氮氧化物,将其还原为氮气。
2.分离:将还原后的氮气与其他气体进行分离,以获取纯净的氮气。
脱碳步骤脱碳是煤气化合成气净化工序中的最后一步,其主要目的是去除煤气中的二氧化碳,以提高合成气的氢气含量和催化剂的稳定性。
脱碳步骤通常包括以下几个过程:1.吸收剂准备:选择适当的吸收剂,并将其与煤气进行接触,以吸收二氧化碳。
煤气净化工艺工艺流程煤气是燃烧煤炭时产生的一种气体,其中含有大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等有害物质。
为了减少对环境的污染和保护人们的健康,煤气净化工艺应运而生。
以下是一个常见的煤气净化工艺流程,详细介绍了各个工艺环节的作用和操作流程。
1.煤气进料系统煤气从燃烧煤炭的炉燃室进入煤气净化工艺系统的第一步是进料系统。
在进料系统中,煤气首先经过一个过滤器,用于去除颗粒物和大颗粒灰尘,以防止后面的设备受到堵塞和磨损。
然后,煤气进入预处理系统。
2.预处理系统预处理系统主要用于处理煤气中的高温粒子,包括灰尘和烟尘。
首先,煤气由预处理设备加热,然后通过旋风分离器,将大颗粒的灰尘和烟尘从煤气中分离出来。
分离出的灰尘和烟尘可用于回收处理。
3.硫化氢脱除系统硫化氢是煤气中的一种有害气体,会对环境和人体健康造成危害。
硫化氢脱除系统用于去除煤气中的硫化氢。
煤气首先通过一个吸收装置,其中含有一种吸附剂,可以吸附硫化氢。
吸附剂可以是碱性物质,如氢氧化钠或氢氧化钾。
一旦硫化氢被吸附,清洁的煤气通过分离装置被分离出来,而被吸附的硫化氢则被进一步处理。
4.硫化氢处理被吸附的硫化氢通常被处理成为硫化物或废硫。
这个过程通常包括两个步骤:再生和转化。
再生是将吸附剂中的硫化物与氧气反应,生成可再生吸附剂和硫气的反应。
转化是将硫气转化为硫化物或废硫。
常用的转化方法是将硫气转化为硫酸,再将硫酸处理成为硫化物或废硫。
5.二氧化硫脱除系统除了硫化氢,煤气中通常还含有二氧化硫等硫化合物。
二氧化硫脱除系统用于去除煤气中的二氧化硫。
煤气首先通过一个吸收装置,其中含有一种吸附剂,可以吸附二氧化硫。
吸附剂可以是氨水或乙二醇。
一旦二氧化硫被吸附,清洁的煤气通过分离装置被分离出来,而被吸附的二氧化硫则被进一步处理。
6.二氧化硫处理被吸附的二氧化硫通常被处理成为硫酸。
这个过程包括将二氧化硫转化为硫酸的反应。
常用的转化方法是将二氧化硫与氧气反应,生成硫三氧和水。
1
煤气的生产流程
下面是煤气生产流程的介绍:
1.原料准备(yuán liào zhǔn bèi):选xuǎn 择合适的煤种,经过破碎、筛分、洗净等处理,去除杂质,为后续的煤气化过程做好准备。
2.煤气化(méi qìhuà):将处理好的煤送入煤气化装置,与空分装置来的高纯氧气和中压蒸汽进行反应,生成粗煤气(cūméi qì)。
这个过程中,煤在气化炉中与氧气和蒸汽发生化学反应,生成一氧化碳、氢气等气体。
3.粗煤气净化(cūméi qìjìng huà):粗煤气中含有硫化氢(huáng liúsuān)、二氧化碳等杂质,需要通过变换冷却、低温甲醇洗等装置进行脱硫(tuōliú)脱碳处理,得到所需的净煤气。
1。
煤气净化工艺流程煤气净化是指将煤气中的有害物质通过物理或化学手段进行去除、分离或转化,以提高煤气的质量,减少对环境和人体的影响。
下面是煤气净化的工艺流程。
首先,煤气净化的第一步是进行预处理。
预处理通常包括去除粗杂质,如石块、泥土、水分和油脂等。
这些粗杂质会对后续设备和工艺产生影响,所以需要将其去除。
接下来,进行干燥处理。
在输送过程中,煤气中会带有水分,如果不进行干燥处理,会对后续的设备和工艺产生影响。
常用的干燥方法包括加热和冷却再压缩。
然后进行除尘处理。
煤气中的颗粒物会对环境产生污染,所以需要进行除尘处理。
常用的除尘设备有旋风除尘器、静电除尘器和袋式除尘器等。
通过这些设备的运用,可以将煤气中的颗粒物去除。
接着进行脱硫处理。
硫化物是煤气中的一种主要污染物质,如果不进行脱硫处理,会对环境产生严重的污染。
常用的脱硫方法有湿法脱硫和干法脱硫。
其中湿法脱硫是指将煤气中的硫化物与一定量的吸收剂接触,使其发生化学反应,生成不溶于水的沉淀物,从而将硫化物去除。
干法脱硫是指通过向煤气中喷射吸收剂或将煤气通过吸收剂层,使其与煤气中的硫化物发生化学反应,生成不溶性产品,从而将硫化物去除。
最后进行气体的净化。
这一步是为了进一步提高煤气的质量,去除煤气中的其他有害物质。
常用的气体净化方法有吸附法、催化法和冷却法等。
吸附法是指利用吸附剂将煤气中的有害物质吸附在其表面上,从而将其去除。
催化法是指使用催化剂催化有害物质的分解或转化,使其变为无害物质。
冷却法是指通过冷却煤气,使其中的有害物质凝结成为固体或液体,从而将其去除。
通过以上的一系列工艺流程,煤气中的有害物质可以得到有效去除,从而提高煤气的质量,减少对环境和人体的影响。
煤气净化工艺流程的具体选择需要根据煤气中污染物的种类和浓度、净化要求等因素进行综合考虑,以达到最佳的净化效果。
摘要:本文对我国煤气净化工艺的开展进行了回忆,提出了我国焦炉煤气净化工艺开展的方向以及选择工艺流程的原那么。
并推荐采用的焦炉煤气净化工艺流程以及各单元中应采用的行之有效的环保、节能技术。
1 焦炉煤气净化工艺的历史回忆我国焦炉煤气净化开展是与炼焦工业的开展紧密相连的。
建国以前,我国焦化工业几乎是一片空白。
建国以来,随着炼焦工业的开展,煤气净化工艺从无到有,蓬勃开展,技术水平和装备水平得到了不断提高。
概括起来,大体上经历了三个阶段。
第一个阶段是从20世纪50年代末到60年代中期,我国焦化厂的焦炉煤气净化工艺主要是以50年代从原苏联引进的工艺为根底、消化翻板饱和器法生产硫铵的老流程,以当时的武钢焦化厂、包钢焦化厂、鞍钢化工总厂、太钢焦化厂、马钢焦化厂等一批大型厂为代表。
但该工艺存在流程陈旧、能耗高、环保措施不健全、装备水平低等问题。
主要表现在初冷采用立管冷却器,冷却效率低;硫铵装置设备庞大,煤气阻力大,产品质量差,设备腐蚀严重;没有配套建设脱硫装置,终冷系统不能闭路,对大气和水体污染严重;在粗苯蒸馏系统采用蒸汽法,不但耗用大量蒸汽,产品质量也得不到保证。
第二阶段是从60年代中期至70年代末期,随着我国自行设计的58型焦炉不断推广及炭化室高5.5米焦炉的诞生,对煤气净化工艺开展了与石油、化工行业找差距进行技术革新的阶段。
在广阔技术人员的努力下,在此期间我们将初冷流程改为二段冷却;开发了多种油洗萘代替终冷水洗萘;研制成功了终冷水脱氰生产黄血盐,解决了终冷水的污染问题;推广采用了溶剂脱酚和生物脱酚装置;以管式炉脱苯代替蒸汽脱苯,开发了双塔、单塔脱苯新工艺;在个别焦化厂设置了改良ADA脱硫装置〔如:梅山焦化厂、北京焦化厂等〕。
除此之外,为了适应当时国内硫酸供应紧张的情况,开发和推广了一大批采用氨水流程的焦化厂〔如:济钢、莱钢、邯钢、杭钢、安钢、攀钢等〕。
当时,我国生产浓氨水的厂家曾占了整个焦化厂总数的三分之一。
煤气净化学生:许杨0815010206李锦0815010205史冲0815010120目录一:前言二:煤气中的杂质及其危害三:煤气湿法脱硫四:煤气除尘五:一氧化碳的变换六:二氧化碳的脱除七:煤气中其他杂质的脱除八:参考文献一、前言据统计,全国共有焦化企业200余家,分布于冶金、化工、城建、煤炭等部门,其中年生产能力超过1000 kt的企业约占10%。
全国炼焦年生产能力超过亿吨,焦炭产量已跃居世界第一位,焦化产品有百余种。
在炼焦过程中,原料煤中约30%一35%的硫转化成H2 s等硫化物,是煤气中的杂质,H 2s的质量浓度一般为5—8 g/m ,。
H2s具有很强的腐蚀性、毒性,空气中H 2s的体积分数为0.1%时就能使人致命。
煤气用作燃料时,H 2S及其燃烧产物SO2 均有毒,会严重污染环境,所以煤气作为燃料使用之前必须进行脱硫,使煤气得到净化。
净化煤气的方法,包括从炼焦炉或固定床煤气炉上部出来的煤气中,采用降温冷凝、常温物理吸收和化学吸收方法除去煤气中的沥青、焦油、中油、轻油、萘、苯、氨、硫化氢及各种烃类等化合物,得到符合要求的燃料煤气或化工原料煤气。
煤气净化包含三方面的任务:除尘、脱硫、除酸性气体。
煤气净化工艺原则性流程图如下所示:二、煤气中的杂质及其危害1、煤气的主要成分煤气的主要成分随生产方法的不同而有差别,以空气和水蒸气为气化剂的半水煤气,其主要成分有:H2、Nr 、CO 、CO2、CH4、未反应的H2O ,以水蒸气、氧气为气化剂时,其主要成分有:H2、CO 、CO2、CH4未反应的水蒸气等。
2、煤气杂质成分和杂质含量煤气杂质成分和杂质含量因生产方法的区别而有所不同,但主要是矿尘、各种硫的化合物、煤焦油等。
硫:硫大部分转变成了H2S约占总量的95%,但也有极少量COS 、SO2 以及各种硫醇(C2H5SH)和噻吩(C4H4S)。
煤气中的含硫量与燃料中的硫含量以及加工方法有关。
以含硫较高的焦炭或无烟煤为原料制得的煤气中,硫化氢可达4—6g/m³,有机硫0.5—0.8 g/m³;以低硫煤或焦为原料时,硫化氢一般为1—2 g/m³,有机硫为0.05—0.2 g/m³。
煤气净化工艺工艺流程及主要设备煤气净化设施1概述煤气净化车间生产规模按2 X65孔5.5m捣固焦炉焦炉年产130万t干全焦配套设计。
焦炉煤气处理量为75300m 3/h (标况)。
煤气净化车间由冷凝鼓风工段、脱硫工段、硫铉工段(含蒸氨系统)、终冷洗涤及粗苯蒸僻工段、油库及其相关的生产辅助设施组成。
2设计原则对煤气净化车间本着经济、实用、可靠的原则,在满足国家环保、职业卫生与安全、能源等法规要求的前提下,尽量简化工艺流程,并合理配备工艺装备,以节省投资和工厂用地。
3设计基础数据a)煤气量基础数据焦炉装煤量(干基):206.98t/h煤气产量:340Nm 3/t(干煤)b)煤气净化指标表1煤气净化指标表4原材料及产品指标4.6煤气净化车间对荒煤气的初步冷却采用三段冷却工艺,并在煤气鼓风机前设置蜂窝式电捕焦油器脱除煤气中的焦油雾;随后煤气脱硫采用以PDS为催化剂的湿式催化氧化法脱硫工艺;煤气脱氨采用喷淋式饱和器法生产硫铉工艺;煤气脱苯采用焦油洗油洗苯工艺,富油脱苯采用管式炉加热及带蔡油侧线的单塔生产粗苯工艺。
其煤气净化主要生产工艺如下:焦炉来荒煤气T初冷器T电捕焦油器T煤气鼓风机T预冷塔T 脱硫塔T煤气预热器T 喷淋式饱和器T终冷塔T洗苯塔T净煤气供焦化厂自用及外送。
煤气净化工艺流程说明1.冷凝鼓风工段①工艺流程来自焦炉82 C的荒煤气,与焦油和氨水沿吸煤气管道至气液分离器,气液分离后荒煤气由上部出来,进入3台并联操作的横管初冷器(2开1备)。
在此分三段段冷却,初冷器上段为余热采暖段,用丁冬季厂前区余热采暖。
采暖水供水温度为65 C ,回水温度为50 C。
中段用32 C循环水,下段用16 C低温水将煤气冷却至22 C 由横管初冷器下部排出的煤气,经过折流板捕雾器后进入电捕焦油器,除掉煤气中火带的焦油,再由鼓风机压送至脱硫工段。
为保证横管初冷器的冷却效果,在其上、下段连续喷洒焦油、氨水混合液,并在其顶部用热氨水定期冲洗,以活除煤气初冷器内部横管外壁上的焦油、积蔡等杂质。
煤焦化工艺煤气净化工艺与技术1. 引言煤焦化是将煤炭在高温下进行裂解、干馏和炭化,产生煤气和炼焦煤的过程。
煤气是其中重要的副产品,但煤气中含有大量的有害成分,需要经过净化处理才能满足环境排放标准。
本文将介绍煤焦化工艺中常见的煤气净化工艺与技术。
2. 煤焦化工艺中的煤气净化过程煤焦化过程中产生的煤气主要包含一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氰化物、苯系物等有害成分,这些成分对环境和人体健康造成严重影响。
因此,在煤焦化工艺中,必须对煤气进行净化处理。
煤气净化的基本过程包括:去除尘、去除硫、去除氰、去除苯系物和降低一氧化碳浓度。
以下将详细介绍每个净化过程的工艺与技术。
2.1 去除尘煤焦化过程中产生的煤气中含有大量的粉尘颗粒,这些颗粒对设备和环境都具有破坏性。
因此,需要进行去除尘处理。
常用的去除尘技术有重力沉淀、机械过滤和湿式洗涤等。
重力沉淀是通过调节煤气流速和设计合适的沉淀器来实现颗粒物的沉降。
机械过滤则通过滤网或滤筒收集颗粒物。
湿式洗涤是将煤气与洗涤液接触,利用液体中的溶解物质吸附颗粒物。
2.2 去除硫煤焦化过程中煤气中含有大量的硫化氢,这是一种具有刺激性气味且对环境和人体健康有害的气体。
因此,需要将硫化氢从煤气中去除。
常用的去除硫技术有化学吸收、物理吸附和生物净化等。
化学吸收是将煤气与氧化剂或碱液接触,将硫化氢转化为硫酸盐或硫化物。
物理吸附则是利用吸附剂吸附硫化氢。
生物净化则是利用微生物将硫化氢降解为无害的物质。
2.3 去除氰煤焦化过程中煤气中含有氰化物,这是一种非常有毒的物质,对环境和人体健康产生严重影响。
因此,需要将氰化物从煤气中去除。
常用的去除氰技术有氧化降解和吸附等。
氧化降解是将煤气中的氰化物暴露在氧气中,使其发生化学反应转化为无毒的物质。
吸附是利用吸附剂吸附氰化物。
2.4 去除苯系物煤焦化过程中煤气中含有苯系物,这些物质对环境和人体健康有害。
因此,需要将苯系物从煤气中去除。
常用的去除苯系物技术有溶剂吸收和活性炭吸附等。
煤气净化技术对环境污染的控制效果随着工业化进程的加速,煤炭作为主要能源之一,扮演着至关重要的角色。
然而,煤炭的燃烧过程中产生的煤气不仅会释放出大量的二氧化碳和硫化物等有害气体,还会产生大量的固体废弃物。
这些废弃物和有害气体对环境造成了严重的污染,对人类健康构成了威胁。
为了减少煤气排放对环境的影响,煤气净化技术应运而生。
煤气净化技术是通过一系列的物理、化学和生物处理手段,将煤气中的有害成分去除或转化为无害物质的过程。
这项技术的出现,为我们解决煤气排放问题提供了重要的途径。
首先,煤气净化技术能有效去除煤气中的颗粒物。
煤炭燃烧过程中,会产生大量的煤灰和烟尘,这些颗粒物不仅会降低空气质量,还会对人体健康造成危害。
通过采用静电除尘器、过滤器等设备,可以将煤气中的颗粒物有效地捕捉和去除,从而减少对环境的污染。
其次,煤气净化技术还能减少煤气中的二氧化硫排放。
煤炭中的硫在燃烧过程中会转化为二氧化硫,这是一种对环境和人体健康都有害的气体。
煤气净化技术中的脱硫工艺可以将煤气中的二氧化硫去除,减少其排放量。
常见的脱硫方法包括湿法脱硫和干法脱硫,它们通过吸收、氧化或吸附等机制,将二氧化硫转化为硫酸盐或其他无害物质。
此外,煤气净化技术还可以降低煤气中的氮氧化物排放。
在煤炭燃烧过程中,高温条件下会产生大量的氮氧化物,它们是大气中的主要污染物之一。
煤气净化技术中的脱硝工艺可以将煤气中的氮氧化物去除或转化为无害物质。
常见的脱硝方法包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)等,它们通过添加还原剂或催化剂,将氮氧化物转化为氮气和水蒸气。
此外,煤气净化技术还可以处理煤气中的挥发性有机物(VOCs)。
VOCs是一类对环境和人体健康有害的有机化合物,它们在煤炭燃烧过程中会释放出来。
煤气净化技术中的VOCs处理工艺可以通过吸附、氧化或生物降解等方式,将煤气中的VOCs去除或转化为无害物质。
总的来说,煤气净化技术在控制煤气排放对环境的污染方面发挥着重要的作用。
煤气净化工艺工艺流程
《煤气净化工艺流程》
煤气作为一种常见的能源,虽然其燃烧可以提供大量的热能和电能,但同时也会产生大量的有害气体和颗粒物。
为了降低对环境的影响和保护公共健康,煤气净化工艺就变得至关重要。
煤气净化工艺流程通常包括几个主要步骤。
首先是除尘过程,通过物理方法将煤气中的颗粒物去除,这可以避免颗粒物对环境和设备的损害。
其次是脱硫过程,通过化学方法将煤气中的硫化氢等有害气体去除,以减少酸雨的形成和对设备的腐蚀。
还有脱硝过程,通过化学方法将煤气中的氮氧化物去除,以减少对大气层的污染。
在实际工业生产中,煤气净化工艺流程通常会根据煤气的成分和需求进行调整和组合。
例如,可以根据煤气中的主要污染物选择合适的除尘设备和脱硫脱硝设备,以达到最佳的净化效果。
此外,工艺流程中还会考虑能耗和成本等因素,尽量选择经济、高效的净化技术和设备。
总的来说,煤气净化工艺流程是一个综合运用物理、化学和工程技术的过程,其目的是保护环境和人类健康。
随着环保意识的增强和技术的发展,煤气净化工艺流程也在不断完善和提高,为清洁能源的利用提供了重要的保障。
焦炉煤气脱碳的方法焦炉煤气是焦化过程中的一种副产品,其主要成分包括氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等。
为了提高焦炉煤气的使用效率和减少环境污染,脱碳处理显得尤为重要。
本文将详细介绍焦炉煤气脱碳的方法。
一、物理吸收法物理吸收法是利用物理溶剂对焦炉煤气中的二氧化碳进行吸收的一种方法。
常用的物理溶剂有水和碱液等。
其中,水吸收法操作简单,但脱碳效果较差;碱液吸收法脱碳效果较好,但操作复杂,且对设备有腐蚀性。
1.水吸收法:将焦炉煤气通过水洗塔,利用水对二氧化碳的溶解作用进行脱碳。
2.碱液吸收法:将焦炉煤气通过碱液吸收塔,利用碱液对二氧化碳的化学吸收作用进行脱碳。
二、化学吸收法化学吸收法是利用化学反应将焦炉煤气中的二氧化碳转化为其他物质的一种方法。
常用的化学吸收剂有MEA(乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)等。
1.MEA吸收法:通过MEA溶液对焦炉煤气中的二氧化碳进行吸收,MEA 与二氧化碳发生化学反应,生成碳酸MEA。
2.DEA吸收法:与MEA吸收法类似,DEA溶液吸收焦炉煤气中的二氧化碳,生成碳酸DEA。
三、膜分离法膜分离法是利用特定孔径的膜对焦炉煤气中的气体进行分离的一种方法。
这种方法具有操作简便、能耗低、无污染等优点。
四、生物脱碳法生物脱碳法是利用微生物将焦炉煤气中的二氧化碳转化为生物质或其他有机物的一种方法。
这种方法具有环保、可持续等优点,但脱碳效率相对较低。
五、联合脱碳法联合脱碳法是将上述几种方法进行组合,以提高焦炉煤气脱碳效果的一种方法。
例如,物理吸收法与化学吸收法相结合,或膜分离法与生物脱碳法相结合等。
总结:焦炉煤气脱碳的方法多种多样,各种方法有其优缺点。
在实际应用中,可以根据实际情况选择合适的脱碳方法,以提高焦炉煤气的使用效率和降低环境污染。
【关键字】精品煤气净化任务————煤气脱碳前言各种原料制取的粗原料气,经脱硫、变换后,仍然有相当量的二氧化碳。
CO2/CO之比高,气体组成不符合H2-CO2/(CO+ CO2)=2.1-2.2甲醇和成的要求。
因此,必须脱除大部分二氧化碳。
工业生产中脱除二氧化碳的方法很多,一般采用溶液吸收法。
根据吸收剂性能不同可分为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法三大类。
化学吸收法常用的方法有氨水法、改良热钾碱法(如:本菲尔法)等;物理吸收法一般用水和有机溶剂为吸收剂,常用的方法有加压水洗法、碳酸丙烯酯法、低温甲醇法、聚乙二醇二甲醚法(NHD法)等;物理化学吸收法兼有物理吸收和化学吸收的特点,方法有环丁砜法,甲基二乙醇胺法(MDEA法)等。
这些方法都可用于甲醇生产中。
目录1、概述 (3)2、脱碳的目的 (3)3、脱碳方法种类 (3)3.1、物理吸收法 (3)3.1.1、低温甲醇洗涤法 (3)3.1.2、聚乙二醇二甲醚法 (4)3.2、化学吸收法 (7)3.2.1、热碳酸钾法 (7)3.2.2、活化MDEA法 (8)3.3、物理~化学吸收法 (9)3.4、干法(吸附法) (10)4、几种脱碳方法的技术特点比较 (11)5、脱碳典型流程绍 (12)5.1、碳酸丙烯脂脱碳工段工艺流程 (12)5.2、改良热钾碱法的两段吸收、两段再生流程 (13)6、结束语 (14)7、参考文献 (15)1·概述、粗煤气经一氧化碳变换后,变换气中除氢、氮外,还有二氧化碳、一氧化碳和甲烷等组分,其中以二氧化碳含量最多,在煤气中把二氧化碳从合成气中脱离出来的工序称为煤气的脱碳。
2·脱碳的目的、煤气化制得的甲醇粗原料气中,二氧化碳本身是过剩的,经过CO变换后,部分CO又转化成二氧化碳,致使合成甲醇时氢碳比太低,对合成反应极为不利。
因此,多余的二氧化碳必须从系统中脱除,使最终煤气组成符合合成甲醇的氢碳比。
3·脱碳方法种类、物理脱碳吸收法和化学脱碳吸收法的根本不同点在于吸收剂与气体溶质的分子间的力不同。
【关键字】精品煤气净化任务————煤气脱碳前言各种原料制取的粗原料气,经脱硫、变换后,仍然有相当量的二氧化碳。
CO2/CO之比高,气体组成不符合H2-CO2/(CO+ CO2)=2.1-2.2甲醇和成的要求。
因此,必须脱除大部分二氧化碳。
工业生产中脱除二氧化碳的方法很多,一般采用溶液吸收法。
根据吸收剂性能不同可分为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法三大类。
化学吸收法常用的方法有氨水法、改良热钾碱法(如:本菲尔法)等;物理吸收法一般用水和有机溶剂为吸收剂,常用的方法有加压水洗法、碳酸丙烯酯法、低温甲醇法、聚乙二醇二甲醚法(NHD法)等;物理化学吸收法兼有物理吸收和化学吸收的特点,方法有环丁砜法,甲基二乙醇胺法(MDEA法)等。
这些方法都可用于甲醇生产中。
目录1、概述 (3)2、脱碳的目的 (3)3、脱碳方法种类 (3)3.1、物理吸收法 (3)3.1.1、低温甲醇洗涤法 (3)3.1.2、聚乙二醇二甲醚法 (4)3.2、化学吸收法 (7)3.2.1、热碳酸钾法 (7)3.2.2、活化MDEA法 (8)3.3、物理~化学吸收法 (9)3.4、干法(吸附法) (10)4、几种脱碳方法的技术特点比较 (11)5、脱碳典型流程绍 (12)5.1、碳酸丙烯脂脱碳工段工艺流程 (12)5.2、改良热钾碱法的两段吸收、两段再生流程 (13)6、结束语 (14)7、参考文献 (15)1·概述、粗煤气经一氧化碳变换后,变换气中除氢、氮外,还有二氧化碳、一氧化碳和甲烷等组分,其中以二氧化碳含量最多,在煤气中把二氧化碳从合成气中脱离出来的工序称为煤气的脱碳。
2·脱碳的目的、煤气化制得的甲醇粗原料气中,二氧化碳本身是过剩的,经过CO变换后,部分CO又转化成二氧化碳,致使合成甲醇时氢碳比太低,对合成反应极为不利。
因此,多余的二氧化碳必须从系统中脱除,使最终煤气组成符合合成甲醇的氢碳比。
3·脱碳方法种类、物理脱碳吸收法和化学脱碳吸收法的根本不同点在于吸收剂与气体溶质的分子间的力不同。
物理吸收中的各分子间为范德华引力,而化学吸收中为化学键力,这二者的区别构成它们在吸收平衡线、热效应、温度对吸收的影响以及吸收选择性等方面的不同,其脱碳方法种类如下表(图1):(图1)3·1 物理吸收法目前国内外使用的物理吸收法主要有冷甲醇法、聚乙二醇二甲醚法和碳酸丙稀酯法。
物理吸收法在加压(2~5MPa)和较低温度条件下吸收CO2,溶液的再生靠减压解吸,而不是加热分解,属于冷法,能耗较低。
3·1·1、低温甲醇洗涤法低温甲醇洗是20世纪50年代初德国林德公司相鲁奇公司联合开发的一种脱碳方法。
最早用于煤加压气化后的煤气净化。
60年代,随着以重油和煤为原料大型合成氨装置的出现,低温甲醇技术在原料气的净化方面也得到了应用。
基本原理甲醇是一种无色透明的挥发性液体,有剧毒,沸点64.7c,熔点-97.08℃,自燃点在空气中473℃,在氧气中46l℃。
甲醇对二氧化碳,硫化氢,硫氧化碳等酸性气体有较大的溶解能力,而氢、氮、一氧化碳等气体在其中的溶解度甚微,因而甲醇能从原料气中选择吸收二氧化碳、硫化氢等酸性气体,而氢氮损失很小。
3.1.2、低温甲醇法脱除CO2的工艺流程脱除CO2的工艺流程如图6-4所示,自变换工序来的原料气,为了防止原料气中的水蒸气在低温下结冰,向原料气中喷入少量甲醇,然后原料气经换热器1冷却,再水分离气2分离出甲醇水溶液,有洗涤塔3的底部加入塔内与上部下来的低温甲醇逆流接触,原料气中的硫化氢、二氧化碳等酸性气体被逐级除去。
净化后的气体由塔顶排出送往后工序。
洗涤塔分3分为上塔和下塔两部分,上塔又可分为上、中、下三段。
贫甲醇由上塔上段加入后,吸收气体中尚存的少量硫化氢及二氧化碳。
溶解热是甲醇温度升高,经中间冷却器降温后加入上塔中段。
大部分二氧化碳在上塔的中段和下段被吸收,因此中段和下段又称为吸收段。
由上塔底部排出的甲醇溶液,51%的甲醇经冷区器冷却减压后,加入第二闪蒸槽,其中溶解的氢及少量的二氧化碳被闪蒸出来。
上塔底部排出其余49%的甲醇溶液加入下塔,吸收原料气中的硫化氢、硫氧化碳溶液温度升高。
下塔底部排出的甲醇溶液,经甲醇冷却器12、换热器10冷却并减压后,加入第一闪蒸槽8解吸出氢及少量二氧化碳。
第一、第二闪蒸槽排出的闪蒸气,送原料气总管。
由第二闪蒸槽底部排出的含有二氧化碳的甲醇溶液,降压后送至二氧化碳解吸塔13顶部,解吸出溶解的大部分二氧化碳。
由第一闪蒸槽排出的含有硫化氢和二氧化碳的甲醇溶液,降压后送二氧化碳解吸塔中部,解吸出硫化氢和二氧化碳。
其中硫化氢被上段来的甲醇溶液吸收,二氧化碳由塔顶排出。
由硫化氢浓缩塔14上塔排出的甲醇溶液,经换热器15、中间冷却器4、换热器10加热后,送往二氧化碳解吸塔下段,解吸出其中的二氧化碳,与上段和中段解吸出的二氧化碳回合,经甲醇冷却器12、原料气换热器1换热后,送回收工序。
下段解吸出的硫化氢由上段来的甲醇溶液吸收。
从二氧化碳解吸塔13中段排出的甲醇溶液减压后,加入硫化氢浓缩塔的上塔下部,从二氧化碳解吸塔底部排出的甲醇溶液,经减压后加入硫化氢浓缩塔的下塔上部,解吸出二氧化碳和硫化氢。
为回收硫化氢,在硫化氢浓缩塔上段,用从二氧化碳解吸塔上段送来的甲醇溶液吸收硫化氢。
含二氧化碳的尾气经原料气换热器回收冷量后放空。
图6-4 同时脱除硫化物和二氧化碳的低温甲醇洗涤流程1-原料气换热器;2、17、25、28、33、34-分离器;3-洗涤塔;4、中间洗涤器;5、7、27-氨冷器6、12-甲醇冷却器;8-第一闪蒸槽;9-第二闪蒸槽;10、15、16-换热器;11-压缩机;13-二氧化碳解吸塔;14-硫化氢浓缩塔;18、32-水冷器;19、20-贫甲醇冷却器;21-甲醇收集槽;22-甲醇再生塔;23-甲醇再生塔再沸器;24、31-回流冷却器;26-硫化氢馏分冷却器;29-甲醇蒸馏塔;30-甲醇蒸馏塔再沸器;36、37、38、39、40、41-甲醇泵由硫化氢浓缩塔底部排出的含硫化氢的甲醇溶液,经贫甲醇冷却器19、20加热后送至甲醇再生塔22顶部。
在甲醇再生塔再沸器23内用蒸汽将溶液加热。
靠蒸发出来的甲醇蒸气气提,溶解的硫化氢和二氧化碳完全解吸出来,与部分甲醇蒸气一同从塔顶引出,在回流冷却器24中大部分甲醇蒸气被冷凝下来。
经分离器25分离出的甲醇送到甲醇再生塔顶部。
气体经硫化氢馏分冷却器26和氨冷器27,温度降低使甲醇蒸气冷凝下来,在分离器28种进行气液分离后,溶液送至硫化氢浓缩塔下部。
由分离器28出来的气体,经硫化氢馏分冷却器26换热后,送往克劳斯硫磺回收工序。
由再生塔底部排出的贫甲醇经贫甲醇换热器20冷却后进入甲醇收集槽21,用泵加压经水冷却器18、贫甲醇冷却器19、换热器16、换热器15降低温度后,进入洗涤塔顶部。
为回收甲醇水分离器2分离出的甲醇水溶液中的甲醇,在甲醇蒸馏塔29中用蒸汽间接加热进行蒸馏。
从再生塔底部引出少量贫甲醇作为蒸馏塔的回流液。
从蒸馏塔顶部排出的蒸气经回流冷却器31、水冷却器32冷却后,大部分甲醇蒸气冷凝为液体,经分离器33分离出的甲醇用泵41送至再生塔顶部作为回流液。
从分离器33、34分离出的气体汇合后,作为硫化氢的馏分加以回收。
从蒸馏塔底部排出含甲醇的水,送水处理工序。
低温甲醇法的吸收塔,再生塔内部都用带浮阀的塔板,根据流量大小,选用双溢流或单溢流,塔板材料选用不锈钢。
由于甲醇腐蚀性小,采用低温甲醇洗时所用设备不需涂防腐涂料,也不用缓蚀剂。
3·1·3、聚乙二醇二甲醚法NHD---聚乙二醇二甲醚溶剂已被广泛应用于天然气、燃料气、合成气等混合气体中H2S、CO2、COS、烃、醇等的吸收。
目前全世界已有48套工业装置使用Selexol净化工艺,处理总气量约85×106m3/d(标态)。
采用Selexol工艺的凯洛格型大型氨厂已成为国际上公认的节能样板。
3·1·3·1 NHD溶剂的物理性质(聚乙二醇二甲醚)NHD溶剂的主要成份是聚乙二醇二甲醚的同系物,分子式为CH3-O-(C2H4O)n-CH3,式中n=2~8,平均分子量为250~270。
其物理性质(25℃)如下:气、一氧化碳、甲烷等有效气体损失很少。
3·1·3.2、 NHD脱碳工艺特点(1)正常操作工况下,脱碳气中的CO2含量可稳定在 0.1%(2)能选择性吸收H2S、CO2和COS,且吸收能力强。
(3)溶剂无腐蚀性,即使在溶剂含水量高达10%、累积硫含量高达300mg/L的情况下,亦未发现设备有明显腐蚀。
(4)溶剂的蒸气压极低,挥发损失很少,流程中不需设置洗涤回收装置。
(5)溶剂具有良好的化学稳定性和热稳定性,不氧化,不降解。
(6)NHD溶液不起泡,不需要消泡剂。
(7)溶剂无毒无味(8)NHD脱碳的吸收和再生过程不耗蒸汽和冷却水,高压闪蒸气的回收及低压闪蒸气CO2的输送不需外加动力。
尽管采用冰机制冷,但因低温吸收使溶液循环量减少,故总能耗较低。
工艺流程如下:原料气在吸收塔内与溶剂逆流接触,净化后气体从塔顶出来。
吸收CO2后的富液经透平回收能量后进加压闪蒸槽,含氢弛放气经压缩机后回到吸收塔;溶剂依次进中间闪蒸槽和低压闪蒸槽,弛放出高浓度的CO2进CO2压缩机;然后溶剂用泵打入气提塔顶部,从气提塔底部通入空气,再生后的贫液打回吸收塔重复使用。
气提塔顶出来的含CO2气体放空,在需要回收时,此气体进空气压缩机作为二段炉转化所用的空气。
由于吸收与再生均在0℃或更低温度下进行,为减少冷量的损失,工艺流程中还需加若干台换热器回收冷冻量。
(如图4 )工艺流程图:4聚乙二醇二甲醚法3.2化学吸收法概念利用二氧化碳具有酸性可与碱性化合物进行反应而除脱。
3.2.1热碳酸钾法热碳酸钾法又称热钾碱法,是利用的碳酸钾溶液吸收脱除二氧化碳的方法。
吸收原理利用碳酸钾水溶液与二氧化碳的反应进行脱碳其吸收反应式为:再生反应为工艺条件(1).溶液的组成(A)碳酸钾的浓度: 提高浓度有利吸收,上线温度为结晶的溶解度。
27-30%(B)活化剂的含量: 在改良热钾碱法中,活化剂DEA的含量约为2.5~5%。
(C)缓蚀剂含量:偏钒酸盐,总钒含量0.8%(D)消泡剂:硅酮、硅醚类工艺流程本热碳酸钾法主要介绍流程为二段吸收二段再生流程主要设备为吸收塔和再生塔流程图如图(5):图(5) 3.2.2活化MDEA 法活化MDEA 法也叫N-甲基二乙醇胺法反应原理 利用MDEA 是一种叔胺,起氮原子为三耦合。
在水溶液中它与CO 2生产不稳定的碳酸氢盐。
MDEA 吸收CO 2反应式为:CO 2+H 2O +R 1R 2R 3NR 1R 2R 3NH ++HCO +此化学吸收法中主要设备; 吸收塔 闪蒸槽 再生塔 在吸收塔内进行两次吸收 下段用减压后的溶液进行吸收,上段用经过热再生后的贫也进行洗涤 闪蒸槽分为高压闪蒸好抵押闪蒸 上为低压 下位高压 再生塔为填料塔。