干法脱硫氧化锌脱硫
- 格式:docx
- 大小:173.01 KB
- 文档页数:10
氧化锌脱硫的工艺流程氧化锌脱硫工艺流程是一种常用的烟气脱硫技术,主要用于煤炭燃烧和工业废气处理中。
下面将详细介绍氧化锌脱硫的工艺流程。
1. 氧化锌脱硫的反应原理氧化锌脱硫主要依靠氧化锌与硫化物发生化学反应,生成硫化锌并脱除烟气中的硫化物。
反应方程式如下:ZnO + H2O + H2S →ZnS + 2H2O2. 氧化锌脱硫的主要工艺步骤(1)煤炭燃烧或工业废气处理产生的烟气进入氧化锌脱硫系统。
(2)烟气预处理:将烟气中的烟尘、颗粒物和其他杂质通过除尘器和过滤器进行去除,确保进入脱硫系统的烟气清洁。
(3)氧化锌浆液制备:将适量的氧化锌粉末与水混合,搅拌均匀制成氧化锌浆液。
(4)氧化锌喷射系统:将氧化锌浆液喷射到烟气中,实现氧化锌与硫化物的反应。
一般采用旋转喷雾器或喷射喷嘴将氧化锌喷射到烟气中,以增加接触面积和反应速率。
(5)反应室:在反应室中,通过烟气与氧化锌的接触,硫化物与氧化锌反应生成硫化锌,同时释放大量的热量。
这个过程是在一定温度和压力条件下进行的。
(6)产物分离:在反应室中生成的硫化锌和一部分未反应的氧化锌浆液,通常称为尾气,需要进行分离和处理。
一般通过净化器或分离器对尾气进行处理,将其中的固体颗粒、液滴和其他杂质去除。
(7)废水处理:氧化锌脱硫过程中会产生含有硫化锌和氧化锌的废水。
这类废水不得直接排放到环境中,需要经过处理,分离出其中的固体和溶解物质,对其中的重金属离子和有毒物质进行处理。
(8)氧化锌循环:分离后的硫化锌和未反应的氧化锌浆液可进行循环使用,通过控制氧化锌的喷射量和硫化物的去除效果,确保系统的稳定运行。
3. 氧化锌脱硫的特点和应用(1)氧化锌脱硫工艺简单易行,适用性广,对于煤炭燃烧和工业废气中的硫化物均有很好的去除效果。
(2)氧化锌脱硫对烟气中的颗粒物、烟尘等有较好的去除效果,同时也能去除一些有毒有害物质,对净化烟气具有附加效益。
(3)氧化锌脱硫过程中产生的硫化锌可以通过进一步处理,回收利用或转化为其他有用物质。
干法岗位1.铁钼或锰槽触媒超温后,用什么气压温冷激好?答:在干法系统设计有焦炉煤气、蒸汽和氮气三种冷激气管线。
根据实践证明,用焦炉煤气压温不高的情况下把触媒冷激效果最好,它既不损坏衬里与触媒,又能抑制超温。
在超温或煤气中O2温度压下来;其次是蒸汽。
但蒸汽虽然压力高,用大了则会造成触媒粉碎;氮气因压力低于煤气压力不易采用。
2.怎样判断锰槽触媒达到了饱和?如何处理?答:当锰槽使用时间超过半年或进出口总硫相等,则认为该槽触媒达到了饱和。
此时应切除该槽,进行倒槽操作,更换新触媒。
3.干法出口总硫为什么规定不能高于20mg/Nm3?答:因为硫是一种有毒性的物质,能使转化中、低变及甲烷化触媒中毒失活,因此,规定干法出口总硫必须维持在20mg/Nm3以下,以保证转化中、低变及脱碳系统的正常生产。
预热炉、升温炉为什么要装避雷针?4.蒸焦预热炉、富O2答:因为这三台设备都属高大建筑设备,为防止夏季打雷产生的高压电流击坏设备,保证设备安全运行,在其顶部装避雷针,使设备不受高压电流的破坏。
5.在点火前,为什么要对炉膛内的气体进行置换与分析?答:因为点火前炉膛内为空气,若燃烧气阀门关不严密,则煤气会漏入炉膛内,与空气混合形成≤0.5%以下,才允许点火。
爆炸性气体。
所以必须进行置换,分析CO+H26.燃料混合器的作用是什么?答:燃料混合器名为混合器,实为过滤器。
因为在其内部只通入一种焦炉气做燃料,但从湿法脱硫来的煤气中会有焦油、工业萘及水份。
这些物质进入火嘴,容易堵塞火嘴,影响火苗的正常燃烧,经混合器过滤后,便可防止管道及火嘴被堵现象的发生。
7.为什么干法系统每台设备出入口管线及互串,升温管均装有回转盲板?答:因干法系统无论铁钼槽或氧化锰槽均由两台以上设备组成。
遇到检修或更换触媒时,若其它槽仍在继续生产,则其出入口管线均互相连接在同一根管线上。
为防止煤气泄入检修的槽内,所以必须在关闭有关的阀门后,再加好盲板以防煤气漏入发生事故。
有图有真相,干法、半干法、湿法脱硫,太详细第一篇:有图有真相,干法、半干法、湿法脱硫,太详细脱硫工艺是用湿法、半湿法还是干法,看完这篇就知道了导读目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。
湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。
一、湿法烟气脱硫技术优点:湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快,脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟,适用面广。
湿法脱硫技术比较成熟,生产运行安全可靠,在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位,占脱硫总装机容量的80%以上。
缺点:生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟气需再热,能耗高,占地面积大,投资和运行费用高。
系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。
分类:常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。
技术路线A、石灰石/石灰-石膏法原理:是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸钙,经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙(CaSO4),以石膏形式回收。
是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺,脱硫效率达到90%以上。
目前传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的,其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。
对比石灰石法脱硫技术,双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。
B、间接石灰石-石膏法:常见的间接石灰石-石膏法有:钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。
原理:钠碱、碱性氧化铝(Al2O3·nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2,生成的吸收液与石灰石反应而得以再生,并生成石膏。
该法操作简单,二次污染少,无结垢和堵塞问题,脱硫效率高,但是生成的石膏产品质量较差。
2.1 工艺介绍2.2 脱硫各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂中毒,都必须在氨合成工序前除去,习惯上称原料气中硫化物的脱除为“脱硫”,我们本次设计采用的凯洛格工艺的第一道工序是脱硫用以保护转化催化剂。
2.2.1 脱硫方法的分类工业脱硫方法种类繁多,但是归纳起来可分为湿法和干法两种。
(1)湿法脱硫湿法脱硫的特点:吸收速度或化学反应速度快,硫容大,适合于脱除气体中高硫;脱硫液再生简便,且可循环使用,还可以回收硫磺。
但是因为受到物理或化学反应平衡的制约,其脱硫精度不及干法。
湿法脱硫包括物理法、化学法、物理-化学法三种①物理法:在吸收过程中无化学反应,纯属扩散、溶解(吸收)的物理过程。
其气液平衡一般服从亨利定律。
如低温甲醇法、聚乙二醇二甲醚法等。
②化学法:按其作用原理课分为中和法和氧化还原法脱硫两种。
中和法是利用酸碱中和原理将呈弱酸性的H2S脱除。
大部分属于飞速化学吸收反应。
如氨水中和法、乙醇胺法等。
氧化还原法的特点是借助于伴有电子得失的化学反应来进行脱硫的。
如对苯二酚、ADA法等。
还有金属络合物脱硫法如EDTA络合铁法。
(2)干法脱硫干法脱硫是采用固体脱硫剂。
最大的优点是脱硫的精度高,可将硫化物脱至0.1~0.5cm3/m3,绝非一般的湿法所可以比拟。
干法脱硫的缺点:脱硫设备机组庞大,更换脱硫剂工作笨重,再生能耗大,因其工业应用受到限制,仅适用于脱除低硫或微量硫。
近代大型化工生产队脱硫精度要求越来越高,使得干法脱硫技术重新获得了发展凯洛格工艺中的脱硫工序便是干法脱硫中的氧化锌法。
2.2.2 氧化锌法脱硫氧化锌脱硫剂被公认为干法脱硫中最好的一种以其脱硫精度高、硫容量大、使用性能稳定可靠等优点,被广泛用于合成氨、制氢、煤化工、石油精制等行业以脱除天然气、石油馏分、油田气、炼厂气、合成气(CO+H2O)、以及二氧化碳原料气中的硫化氢和多种有机硫由于它可以将原料气中的硫化物脱除到0.5~0.05cm3/m3数量级,从而可以保证下游工序所用含有镍、铜、铁及贵金属催化剂免于中毒。
煤气脱硫方法介绍煤气脱硫是一种常用的煤气净化方法,能够有效去除煤气中的硫化物。
本文将介绍煤气脱硫的方法原理、常用的脱硫方法以及各种方法的适用范围和优缺点。
方法原理煤气脱硫的目的是去除煤气中的二氧化硫等硫化物,因为这些硫化物会对环境和人体健康造成严重危害。
脱硫的方法基本原理是通过吸收、吸附、化学反应等方式将硫化物转化或捕获成不易挥发或易处理的物质,从而达到脱硫的效果。
常用的脱硫方法以下是几种常用的煤气脱硫方法:1. 湿法脱硫湿法脱硫是利用液体吸收剂吸收硫化物的方法。
常用的湿法脱硫方法有以下几种:- 法拉第吸收法:通过将煤气通入吸收液中,利用法拉第定律实现硫化物的吸收。
- 碱液吸收法:使用氨水等碱性液体吸收硫化物,形成稳定的硫酸盐。
- 氧化吸收法:将煤气与氧化剂接触,在气液界面进行氧化反应,使硫化物转化为硫酸盐。
2. 干法脱硫干法脱硫是利用固体吸附剂和化学反应物直接与煤气中的硫化物发生作用,实现脱硫的方法。
常用的干法脱硫方法有以下几种: - 金属氧化物脱硫法:利用金属氧化物(如氧化铁、氧化锌)吸附和催化气相硫化物的氧化反应。
- 硫化物氧化法:利用氧化剂将硫化物氧化为硫酸盐或硫酸,达到脱硫的效果。
3. 生物脱硫生物脱硫是利用特定微生物菌种对煤气中的硫化物进行氧化还原反应,实现脱硫的方法。
生物脱硫具有环保、经济、高效的特点,逐渐得到重视和应用。
脱硫方法的适用范围和优缺点不同的脱硫方法在适用范围和优缺点上有所区别,下面将分别介绍:湿法脱硫•适用范围:湿法脱硫适用于高硫煤气、高温、高湿度、高粉尘含量的煤气净化。
•优点:脱硫效率高,脱硫剂可以循环使用。
•缺点:设备复杂,操作成本高,产生大量废水。
干法脱硫•适用范围:干法脱硫适用于低硫煤气、低温、低湿度、低粉尘含量的煤气净化。
•优点:设备简单,操作成本低。
•缺点:脱硫效率相对较低,吸附剂需要周期性更换。
生物脱硫•适用范围:生物脱硫适用于中低硫煤气。
•优点:对煤气成分适应性强,脱硫效率高,操作成本低。
化工工艺学复习题一、简答题:1.氧化锌脱硫的工作原理是什么?其脱硫过程如何?原理:氧化锌法可脱除无机硫和有机硫,主要脱除无机硫,使硫含量<0.1X10-6。
ZnO (s) + C H SH (g )=ZnS (s) + C H OH (g)ZnO (s) + CH SCH (g )=ZnS (s) + C2 H4(g) + H2O (g)CS 2 + 4 H 2=H 2 S + CH 4分脱硫过程:氧化锌脱硫就是H2S气体在固体ZnO上进行反应,生成H,进入气相,ZnS则沉积在ZnO固体表面上。
需要将氧化锌脱硫剂都做成高孔率的小颗粒以增大反应和沉积面积,反应速度主要是内扩散控制。
2.描述由NH3和CO2合成尿素的化学反应过程与相态。
答:目前,工业合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反应合成的,属于有气相存在的液相反应,如下图所示。
反应被认为分两步进行:汽相NII;S CO:,IhO7NH3+ C5-NH虱:口ONH4 一COCNIIJ. । IkO破相』. J \(1)②(4) ⑺⑶上述两个反应中,第一个反应为快速放热反应,反应程度很大,生成溶解态的氨基甲酸铵(Ammonium Carbonate,简写AC,甲铵);第二个脱水生成尿素(Urea,简写Ur)的反应为慢速吸热反应,且为显著可逆反应。
① 尿素生成反应为液相可逆反应,应该具备一定的压力(液化NH3和CO2)和温度(保证反应速度)。
② 未反应原料必须循环利用,循环的NH3和CO2水溶液也必然携带一定量的水。
③合成尿素的原料中有NH3、CO2和H2O,物料配比中采用NH3过量;④合成反应开始,溶液中的CO2以AC形式存在,溶液中存在NH3、AC和H2O;⑤合成反应过程,溶液中存在NH「AC、H2O 和 Urea。
3.合成氨生产过程主要分为哪几个工序?画出以天然气为原料合成氨的框图。
答:合成氨的生产过程主要分为3个工序:造气:制备含氮、氢气的原料气净化:将原料气中的杂质如CO、CO2、$等脱除到ppm级(10-6)压缩和合成:净化后的合成气原料气必须经过压缩到15~30MPa、450℃左右以天然气为原料合成氨的框图:4 .以天然气为原料合成氨工艺中,天然气水蒸汽转化制气的主反应和副反应有哪些?抑制 副反应的策略如何?(1)CH + HO =CO + 3H -206.4kJ mol 4 2 2(2)CO + H 2 O =CO 2 + H 2 + 41.2kJ / molCH 4=2 H 2 + C - 74.9kJ .mol -12CO = CO 2 + C +172.4kJ mol -1CO + H 2=H 2O + C +131.36kJ .mol i抑制副反应的策略:(1)生成碳黑。
氧化锌脱硫的工艺流程氧化锌脱硫工艺流程是指通过氧化锌吸附剂来去除燃煤发电厂和工业锅炉排放的烟气中的二氧化硫。
氧化锌脱硫是一种成熟的脱硫技术,具有高效、安全、环保等优点。
以下是一个典型的氧化锌脱硫工艺流程:1. 烟气预处理:烟气首先通过除尘器去除颗粒物,然后调整烟气温度和湿度,使其适应氧化锌吸附剂的工作条件。
2. 吸收剂制备:制备氧化锌吸附剂,一般是将氧化锌与适量的助剂混合,并加入适量的水进行反应。
制备好的氧化锌吸附剂需要经过干燥处理,使其能够在脱硫过程中更好地吸收二氧化硫。
3. 吸收剂循环系统:吸收剂循环系统由溶液储存罐、喷淋系统、反应器等组成。
溶液储存罐用于储存制备好的氧化锌溶液,喷淋系统将溶液均匀喷洒到烟气中,与烟气中的二氧化硫进行反应,反应后的溶液通过反应器进行沉淀和过滤处理,然后回流回溶液储存罐,循环使用。
4. 塔吸收工艺:沿着脱硫塔内部装有喷淋层,当烟气通过喷淋层时,氧化锌吸附剂溶液将喷撒到烟气中,吸附二氧化硫。
吸附后的烟气进一步经过分离层,将吸附剂从烟气中分离出来,然后烟气中的其他组分继续经过冷却、除尘等处理后排放。
5. 吸附剂再生:吸附剂在吸附了二氧化硫后,部分氧化锌溶解在溶液中。
为了使其继续循环使用,需要将溶液进行再生。
吸附剂再生一般通过加热气体进行。
加热后的气体通过再生塔,将吸附剂上的二氧化硫还原成硫化锌,再将产生的硫化锌从吸附剂上分离出来。
6. 产生法取代和脱硝:氧化锌吸附剂脱硫副产品硫化锌可经过进一步处理,使其达到一定纯度,然后再经过氧化和还原等步骤,产生金属锌,再将锌用于其他工艺上。
以上就是氧化锌脱硫的工艺流程。
通过该工艺流程,可以有效去除燃煤发电厂和工业锅炉排放的烟气中的二氧化硫,实现脱硫净化,减少环境污染。
硫化氢处理方法
一、干法脱硫废气处理
干法脱硫废气处理是一种利用碱性脱硫剂,如氢氧化钙、氧化镁等,对硫化氢废气进行脱硫的方法。
在处理过程中,碱性脱硫剂与废气中的硫化氢发生化学反应,生成硫酸盐等物质,从而达到脱硫目的。
干法脱硫废气处理具有设备简单、操作方便、运行稳定等优点,但脱硫效率相对较低,需要消耗大量的碱性脱硫剂。
二、氧化铁废气处理法
氧化铁废气处理法是一种利用氧化铁对硫化氢废气进行吸附和氧化的方法。
在处理过程中,氧化铁与废气中的硫化氢发生化学反应,生成硫酸铁等物质,从而达到脱硫目的。
氧化铁废气处理法具有脱硫效率高、设备简单、操作方便等优点,但需要消耗大量的氧化铁。
三、氧化锌废气处理
氧化锌废气处理是一种利用氧化锌对硫化氢废气进行吸附和氧化的方法。
在处理过程中,氧化锌与废气中的硫化氢发生化学反应,生成硫酸锌等物质,从而达到脱硫目的。
氧化锌废气处理具有脱硫效率高、设备简单、操作方便等优点,但需要消耗大量的氧化锌。
同时,氧化锌的再生问题也是需要考虑的因素之一。
以上是三种常见的硫化氢处理方法,每种方法都有其优缺点和适用范围。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合
适的处理方法,以达到最佳的脱硫效果。
氧化锌脱硫的工艺流程和工艺条件下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!氧化锌脱硫的工艺流程和工艺条件引言氧化锌脱硫是一种常用的工业气体净化技术,广泛应用于燃煤电厂、化工厂等大气污染物治理领域。
焦炉煤气干法脱硫工艺引言:焦炉煤气干法脱硫工艺是一种常用的脱硫方法,通过使用适当的吸收剂将焦炉煤气中的硫化氢等硫化物去除,以提高煤气的洁净度和环境友好性。
本文将介绍焦炉煤气干法脱硫工艺的原理、工艺流程和关键技术。
一、原理:焦炉煤气中的硫化氢是一种有毒有害气体,其会对环境和人体健康造成严重危害。
干法脱硫工艺利用吸收剂吸附硫化氢,达到脱硫的目的。
常用的吸收剂有氧化锌、活性炭等。
二、工艺流程:焦炉煤气干法脱硫工艺一般包括吸收剂喷射系统、脱硫吸附系统和再生系统三个部分。
1. 吸收剂喷射系统:焦炉煤气进入脱硫设备前,通过喷嘴将氧化锌或活性炭等吸收剂喷射到煤气中。
吸收剂与硫化氢发生化学反应,形成硫化锌或被吸附在活性炭上,使煤气中的硫化氢被去除。
2. 脱硫吸附系统:脱硫吸附系统是焦炉煤气干法脱硫的核心部分。
在吸附器中,煤气与吸收剂接触,硫化氢被吸附剂吸附,从而减少了煤气中的硫化氢含量。
吸附剂饱和后,需要进行再生。
3. 再生系统:吸附剂饱和后,需要进行再生。
再生系统通过加热吸附剂,使其释放吸附的硫化氢,再生后的吸收剂可以继续用于脱硫过程。
再生后的焦炉煤气中硫化氢含量降低,达到环保要求。
三、关键技术:焦炉煤气干法脱硫工艺中的关键技术主要包括吸收剂的选择、喷射系统的设计和脱硫吸附系统的操作控制。
1. 吸收剂的选择:吸收剂的选择应根据焦炉煤气的特性和脱硫要求来确定。
常用的吸收剂有氧化锌、活性炭等。
氧化锌具有较高的脱硫效率,但易受水分影响;活性炭具有较好的抗水性和吸附性能,但需要定期更换。
2. 喷射系统的设计:喷射系统的设计应考虑煤气流量、压力和温度等参数,以保证吸收剂充分喷洒在煤气中,提高脱硫效果。
喷嘴的选择和布置也是设计中的重要考虑因素。
3. 脱硫吸附系统的操作控制:脱硫吸附系统的操作控制需要根据吸附剂的饱和度和脱硫效果来进行调整。
定期检测吸附剂的饱和度,并根据检测结果进行再生操作,以保证脱硫效果和吸附剂的利用率。
各种脱硫方法的比较在制备氨气的过程中,需要将原料气净化,以除去其中有害杂质,如硫化物、CO、CO2等。
除去硫化物的净化过程称为脱硫。
脱硫的方法有四五十种之多,根据脱硫剂的物理形态可分为干法和湿法两大类。
实际应用中,根据原料气中的含硫量和工艺要求的净化程度来选择适当的脱硫方法。
一、干法脱硫①活性炭吸附法②接触反应法:可用氧化锌、氧化铁、氧化锰等进行接触反应脱出无机硫和有机硫。
③转化法:利用钴钼催化剂加氢转化,使有机硫全部转化为H2S。
a、其中,氧化锌脱硫的工作原理:ZnO+H2S=Zn+H2OZnO+C2H5SH=ZnS+ C2H5OHZnO+ C2H5SH=ZnS+C2H4+H2O脱硫的反应主要在氧化锌的微孔内表面上进行,反应速度属于内扩散控制,因此氧化锌脱硫剂大都做成高孔隙率的球形小颗粒。
反应很快,所以,反应器内氧化锌反应区很窄。
氧化锌脱硫的主要反应接近于不可逆,脱硫较安全。
工业脱硫的温度在200~450℃,脱无机硫控制在200℃左右,脱有机硫则在350~450℃。
b、当有H2存在时,与钴钼加氢转化法相似,二氧化碳与硫氧化碳转化成硫化氢,再用氧化锌吸收,反应原理:CS2+4H2=2H2S+CH4COS+H2=H2S+CO钴钼加氢的工艺条件根据原料烃性质、净化度要求以及催化剂的型号来决定。
操作温度在250~400℃,压力随着催化剂而异,加氢反应后气体中有5%~10%H2。
干法脱硫的优点是具有极强的脱出有机硫和无机硫能力,气体净化度高。
但脱硫剂再生困难或者不能再生,不适用于脱除大量无机硫,所以只能用于气态烃、石脑油及合成气的精细脱硫。
二、湿法脱硫①化学吸收法常用的方法:氨水催化法、ADA法及有机胺法;原理是以弱碱性吸收原料气中的硫化氢,吸收液在温度升高和压强降低时分解而释放出硫化氢,解吸的吸收液循环利用。
②物理吸收法常用的方法:低温甲醇洗法、碳酸丙烯酯法、聚乙二醇二甲醚法原理是用溶剂选择性的溶解原料气中的硫化氢,吸收液在压强降低时释放出硫化氢,溶剂可以循环利用。
合成氨脱硫干法脱硫采用的是氧化锌脱硫,针对的是处理天然气经过湿法后含硫量的还是超过了国标后的处理方法,以达到国家生产含硫的标准。
目录1.基本原理 (3)1.1基本原理 (3)1.2氧化锌脱硫剂 (3)1.3工艺条件 (5)2.合成氨工艺氧化锌脱硫槽计算工段设计 (5)2.1脱硫剂的选择 (6)2.2选择条件 (7)3.脱硫剂填装量的计算 (7)3.1填料层高度计算 (7)3.2床层压降计算 (8)3.3器壁厚度计算 (8)3.4管口设计 (9)3.5封头设计 (9)3.6物料衡算 (9)3.7热量衡算 (10)干法脱硫氧化锌脱硫 1.基本原理氧化锌脱硫剂是以活性氧化锌为主要成分、内表面积较大、硫容较高的一种无机固体脱硫剂,不仅能快速脱除硫化氢,也能快速脱除除噻吩之外的有机硫。
净化后的气体中总硫含量一般小于3×10 6,最低可达0.1×10.6以下,因此无论从工艺的合理性还是经济性考虑,氧化锌脱硫法是原料气精细脱硫的首选方法。
1.1基本原理① 化锌脱硫剂可直接脱除硫化氢和硫醇,反应式为S H +ZnS S H +nZnO 22→ △H 一一76.62kJ /molO H +H C +ZnS S H H C +ZnO 26252→ △H 一一137.83kJ /tool ②对于硫氧化碳和二硫化碳等有机硫,则部分先转化为硫化氢,然后再被氧化锌吸收;部分有机硫可直接被氧化锌吸收,反应过程为 S 2H +CH 4H +CS 2422→ S H +CO H +CO 222→22CO +ZnS CO +ZnO → △H 一一126.40Kj/mol 22CO +2ZnS CS +ZnO → △H 一一283.45kJ /mol 氧化锌脱硫剂对噻吩的转化能力很弱,又不能直接吸收,因此单独使用氧化锌脱硫剂是不能把有机硫完全脱除的。
氧化锌脱硫的化学反应速率很快,硫化物从脱硫剂外表面通过毛细也到达其内表面,内扩散速度较慢,无疑是脱硫过程的控制步骤。
干法脱硫氧化锌出口总硫测定方法的改进[摘要] 本文主要探讨了酸碱中和法与汞量滴定法的干法脱硫氧化锌出口总硫测定方法。
通过大量实验,将两种方法进行对比,得出汞量滴定法明显优于酸碱中和法。
汞量滴定法操作简便、快速、精密度好,更适于工厂生产控制的要求。
[关键词] 汞量滴定法;酸碱中和法1 引言焦炉煤气系化肥厂合成氨的主要原料气,由于焦炉气中总硫含量较高,而转化触媒要求原料气中总硫小于3mg/nm3,因此,采用了经过湿法烤胶脱硫,然后进行干法脱硫,为了掌握干法脱硫效果,必须对总硫进行分析。
由于酸碱中和法受氮氧化物的干扰严重,使测定结果偏高,本文通过对汞量滴定法的探讨研究,发现此法更有使用价值。
2 实验部分2.1酸碱中和法对总硫的测定2.1.1仪器与试剂仪器容量分析仪器管式炉冷凝器等试剂3%H2O2 0.0100mol/LNaOH溶液甲基红指示剂2.1.2实验原理煤气中含硫组分于750±10℃的高温下,被空气中氧所氧化生成SO2,用双氧水吸收后生成H2SO4,用标准碱溶液滴定。
2.1.3操作步骤调节炉温至750±10℃,空气流速为煤气流速的20倍,标准煤气流速为1升/5分钟.系统置换完毕,即可取样,空气/煤气=20:1,打开取样活塞,记时,取样2L(或根据含硫量确定),关闭取样活塞,继续通空气,7分钟后,加甲基红指示剂1滴,用标准NaOH溶液滴至橙黄即为终点。
平行测定6次,在同样条件下,做空白试验。
2.2汞量滴定法对总硫的测定2.2.1仪器与试剂仪器管式高温炉吸收管记时器等试剂0.25mol/LNaOH溶液0.4%EDTA溶液0.04%双硫腙氯仿指示剂2.2.2实验原理焦炉气中有机硫化物在高温下,用铂做触媒与氢反应,转化成H2S,用NaOH标准溶液吸收,生成Na2S,用双硫腙做指示剂,以汞标准溶液滴定。
¬S+H2 H2S H2S+2NaOH→Na2S+2H2OS2-+Hg2+→HgS↓2.2.3实验步骤转化炉升温前首先通氮气3~5分钟,置换系统中的空气,然后用氢气置换2~3分钟,接通电源,控制温度在960±10℃,调节氢气流速100ml/min。
干法脱硫技术什么是干法脱硫技术干法脱硫技术是一种通过化学反应将燃煤过程中产生的二氧化硫(SO2)转化为无害的化合物的技术。
与传统的湿法脱硫技术相比,干法脱硫技术具有能耗低、占地面积小、处理规模灵活等优势,成为燃煤发电厂脱硫的一种重要技术路线。
干法脱硫技术的工作原理干法脱硫技术主要通过氧化、吸收和抑制三个步骤实现二氧化硫的去除。
氧化干法脱硫技术的第一步是将二氧化硫氧化成更容易吸收的化合物。
常用的氧化剂包括氧气、空气和氧化剂催化剂等。
在氧化过程中,二氧化硫与氧气或其他氧化剂进行反应生成硫三氧化物(SO3)。
吸收在氧化后,硫三氧化物会与干法脱硫系统中的吸收剂反应生成硫酸盐或硫酸。
常用的吸收剂包括石灰石、活性炭、氢氧化钠等。
吸收剂与硫三氧化物反应后形成的化合物较为稳定,能有效地催化反应。
抑制在干法脱硫技术中,为了增加脱硫效果,通常添加一些抑制剂。
这些抑制剂能够降低二氧化硫的生成速率,减少硫三氧化物的生成量。
常用的抑制剂有氯化钙、硫酸盐等。
干法脱硫技术的应用领域和优势干法脱硫技术适用于大型煤电厂、燃煤锅炉、钢铁冶炼厂等需要处理大量二氧化硫排放的行业和设备。
与湿法脱硫技术相比,干法脱硫技术具有以下优势:1.节约水资源:湿法脱硫技术需要大量水资源进行吸收和冲洗操作,而干法脱硫技术不需要额外的水资源。
2.节能减排:干法脱硫技术能够有效去除二氧化硫,减少对环境的污染,提高能源利用效率。
3.占地面积小:由于不需要大量的吸收液和辅助设施,干法脱硫技术的处理单元占地面积较小,节约用地。
4.技术成熟:干法脱硫技术已经在国内外多个项目中得到广泛应用,具备较高的工程技术成熟度。
干法脱硫技术的挑战和发展趋势干法脱硫技术在应用过程中仍然存在一些挑战和问题。
首先,硫酸盐和硫酸化合物的产生会对设备和环境造成腐蚀,需要进行针对性的材料选择和防腐措施。
此外,干法脱硫技术也需要考虑对氮氧化物、烟尘等其他污染物的处理。
为了进一步提高干法脱硫技术的效果和应用范围,未来的发展趋势主要包括以下几个方面:1.技术改进:改进干法脱硫系统的结构和反应条件,提高二氧化硫的去除率和抑制效果。
合成氨脱硫干法脱硫采用的是氧化锌脱硫,针对的是处理天然气经过湿法后含硫量的还是超过了国标后的处理方法,以达到国家生产含硫的标准。
目录1.基本原理 (3)1.1基本原理 (3)1.2氧化锌脱硫剂 (3)1.3工艺条件 (5)2.合成氨工艺氧化锌脱硫槽计算工段设计 (5)2.1脱硫剂的选择 (6)2.2选择条件 (7)3.脱硫剂填装量的计算 (7)3.1填料层高度计算 (7)3.2床层压降计算 (8)3.3器壁厚度计算 (8)3.4管口设计 (9)3.5封头设计 (9)3.6物料衡算 (9)3.7热量衡算 (10)干法脱硫氧化锌脱硫 1.基本原理氧化锌脱硫剂是以活性氧化锌为主要成分、内表面积较大、硫容较高的一种无机固体脱硫剂,不仅能快速脱除硫化氢,也能快速脱除除噻吩之外的有机硫。
净化后的气体中总硫含量一般小于3×10 6,最低可达0.1×10.6以下,因此无论从工艺的合理性还是经济性考虑,氧化锌脱硫法是原料气精细脱硫的首选方法。
1.1基本原理① 化锌脱硫剂可直接脱除硫化氢和硫醇,反应式为S H +ZnS S H +nZnO 22→ △H 一一76.62kJ /molO H +H C +ZnS S H H C +ZnO 26252→ △H 一一137.83kJ /tool ②对于硫氧化碳和二硫化碳等有机硫,则部分先转化为硫化氢,然后再被氧化锌吸收;部分有机硫可直接被氧化锌吸收,反应过程为 S 2H +CH 4H +CS 2422→ S H +CO H +CO 222→22CO +ZnS CO +ZnO → △H 一一126.40Kj/mol 22CO +2ZnS CS +ZnO → △H 一一283.45kJ /mol 氧化锌脱硫剂对噻吩的转化能力很弱,又不能直接吸收,因此单独使用氧化锌脱硫剂是不能把有机硫完全脱除的。
氧化锌脱硫的化学反应速率很快,硫化物从脱硫剂外表面通过毛细也到达其内表面,内扩散速度较慢,无疑是脱硫过程的控制步骤。
因此氧化锌脱硫剂粒度小,孔隙率大,有利于脱硫反应的讲行.同样压力高也有利于提高脱硫反应速度和脱硫剂利用率。
1.2氧化锌脱硫剂氧化锌脱硫剂是以氧化锌为主体,约占95%左右,并添加少量氧化锰、氧化铜或氧化镁为助剂。
根据脱硫温度的不同又可分高温脱硫氧化锌脱硫剂和常温脱硫氧化锌脱硫剂。
T301型氧化锌脱硫剂高温型,其主要性能为堆密度为1~1.39/mL;强度≥70N/cm;适宜温度为200~400℃;出口气体硫含量≤O.1×10一。
LYT一310C常温氧化锌脱硫剂的使用条件为净化体中H2 S含量≤100×10—6;压力为常压~8。
0MPa;温度为常温~1 20℃;气空速为500~3000h-1;液空速l~5h叫;原料气中氧含量应不大于0.5%。
在较长时间里,采用氧化锌法进行精脱硫的最大障碍是氧化锌脱硫温度要求高。
因为氧化锌对硫化氢的吸收即使在常温下也很容易吸收.生成性质稳定的硫化锌,但对有机硫的分解吸收却需要较高的温度(有机硫的分解温度因其形态不同而不同,一般在200~400。
C)。
在联醇生产中,要获得如此之高的热源用于加热原料气达到有机硫分解吸收的温度是很难的,或者其能耗和成本会很大,因此氧化锌法用于联醇生产的精脱硫方面长期得不到推广的主要原因。
中温乃至常温氧化锌脱硫剂的问世与常温活性炭脱硫剂配套使用,即可达到节能降耗的目的。
又能有效地脱除其中的有机硫化物,为联醇生产精脱硫开辟了广阔的前景。
必须注意的是,常温氧化锌脱硫剂为一次性使用,吸收硫饱和后不能再生,但可用于金属锌的回收。
在需用脱氯剂的条件下.脱硫塔应放在脱氯塔之后,因氯化氢可与脱硫剂中已生成的ZnS反应生成ZnCl2而放出H2 S,导致脱硫效果的下降。
常温氧化锌脱硫剂的硫容也随反应温度的升高而增大,如T306氧化锌脱硫剂在350℃时,其穿透硫容达2 5%以上,在200℃时其穿透硫容只有10%以上,因此,在有余热可供利用的情况下尽量将原料气温度提高一些;此外当原料气中含适量的水汽时,其硫容量反而明显增大,这一点与一般的高温脱硫剂正好相反。
氧化锌脱硫剂一个显著特点是装填后无需还原,升温后便可直接使用。
T305型氧化锌脱硫剂是一种适应性较强的新型脱硫剂,具有较高的催化活性和较大的硫容量,并具有耐高水汽的特性。
氧化锌脱硫剂装入设备后,先用氮气置换至氧气含量<o.5%,再用氮气或原料气进行升温。
升温速率见表3-6。
表3-6 氧化锌脱硫剂升温步骤升压速度恒温过程即为升压过程,升压速度一般为0.5MPa/lOmin,直至操作压力。
在温度和压力达到要求后先维持4h的轻负荷生产,然后再逐步转入正常生产。
目前国内研制和生产的氧化锌脱硫剂有数十种之多,其中适用于联醇生产精脱硫的氧化锌脱硫1.3工艺条件①操作温度脱除硫化氢时,操作温度在200℃左右即可,脱除有机硫时,操作温度必须在350~400。
C。
一般温度升高,脱硫反应速度加快,硫容量增加,但温度高于400。
C时,能耗显著增大,脱硫能力反而随之降低。
因此工业生产中操作温度一般为350~400℃。
②操作压力氧化锌脱硫反应属于内扩散控制过程,因此提高压力有利于加快反应速率。
在生产中实际操作压力取决于原料气的压力和脱硫工序在联醇工艺中部位,一般操作压力为1.8~2.8MPa。
③硫容量硫容量是指单位质量新的氧化锌脱硫剂吸收硫的量。
如15%的硫容量是指lOOkg新脱硫剂吸收15kg硫。
硫容量与脱硫剂性能有关,也与操作条件有关,随着操作温度的降低而降低,随着空速和水蒸气流量增大而降低。
(4)工艺流程工业上为了提高和充分利用硫容量,采用了双床串联倒换法,即总是将旧脱硫剂作为第一床,新脱硫剂为第二床,当第一床更换新脱硫剂后,则改为第二床,将原来的第二床改为第一床操作。
一般单床操作时,单位质量氧化锌脱硫剂的硫容仅为13%~18%,而采用双床操作,第一床饱和质量硫容可达25%,甚至更高。
采用脱硫槽出槽气体来预热进槽气体,同时还设置了塔前加热炉,可用高温燃烧气提供热源。
一方面供开车时加热用,另一方面,当脱硫槽出槽气体不足以预热进槽气体达到起始反应温度时,作为补充加热之用。
其工艺流程图如图3-9所示。
2.合成氨工艺氧化锌脱硫槽计算工段设计进口原料总流量:161.3m3/h进口原料组成:硫化氢进口含量:C1 =5.74mg/L出口含量:C2 =0.2ppm操作压力与温度:p=28bar=2.8Mpa T=370。
C2.1脱硫剂的选择T305氧化锌脱硫剂主要成分:活性ZnO添加促进剂主要理化性能及技术指标:二、反应原理ZnO+H2S==ZnS+H2O △H= -76.62KJ/mol2.2选择条件1.空 速:500~3000h-1(气);0.5~3h-1(液); 2.温 度:200~400℃; 3.压 力:1.8~2.8Mpa 。
由表2可以看出,T305型脱硫剂活性氧化锌含量较高,C 脱硫剂虽最高,但属非活性氧化锌,而且T305型脱硫剂比表面和孔容都较大,具有优良的微孔结构,加之较高的强度和硫容,综合上述优点,选T305为最优脱硫剂。
3.脱硫剂填装量的计算()6210S 10-⨯'-=t ar x x V V ss s RV R :脱硫剂装填量m3V s0:原料气体在标况下的流量m3/h X s1:标况下原料气的平均含硫量mg/m3 X s2:标况下净化气的平均含硫量mg/m3 T :脱硫剂周期 ha :硫容30 % r s :脱硫剂堆密度1200kg/L()()366210S m 01787.010*******3020057403.16110=⨯⨯⨯-⨯=⨯'-=--t ar x x V V s s s R3.1填料层高度计算去床层速度为Ua=1.2m/s 则床层截面积为2a 0037.036002.13.161m U V A R =⨯==m 22.014.3037.022=⨯==πRA D吸收剂的床层高度m 483.0037.001787.0===R R A V H 床层的空隙率为0.3,则实际的高度H=1.3×0.483=0.6279m每个塔的床层高度H=0.314m3.2床层压降计算⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=e e d ru f H P 12 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=e R e b a f 1Re d ur m=公式中 : P b 为压力 Pa f 为修正摩擦系数 ρ 为流体密度 kg/m 3 u 为空塔线速 m/sd 为吸收剂的颗粒直径 me 为床层空隙率H 为床层高度 mμ 为流体的绝对粘度 pa.s Re 为雷诺数a 、b 系数采用ERGUN 提出的数值,其中a=1.75 b=150取u=1.2m/s e=0.3 ρ=0.7kg/m 3 μ=2.32*10-5 pa.s d=4mmRe 144.83d ur m == 1() 2.47Ref a b e -=+= kpa 4874.012=⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯=e e d ru f H P3.3器壁厚度计算温度为370℃操作压力为2.8Mpa 焊接方式采用双面焊对接接头,100%无损挥伤,焊接系数φ=1根据化工设备机械基础表8-8选用15CrMoR 钢板该温度下的许用应力σt =118Mpa C 2=1.5mm (腐蚀裕量)mm C PD d 65.25.18.2111822208.27.3σ2d 2t=+-⨯⨯⨯=+-⨯=φ取整为3mm校核:[σ]t =118Mpa [σ]s =295Mpa P t =p+0.1=2.8+0.1=2.9Map P t =1.15p=1.15×2.8=3.22Map 取较大值:P t =3.22Mpa 校核公式:()()Mpa Mpa Mpa f d d D p d d t t 2362958.076.5447.265.2265.222022.32s =⨯≤=⨯⨯+⨯=+=t满足强度要求,所以填料塔的塔径为220mm ,厚度为3mm ,内径为217mm气体分布板采用侧缝式锥帽分布板3.4管口设计进入管道的速度为u=30m/sm u V s 0019.036003014.33.16144d 0=⨯⨯⨯=⨯=π 采用DN=2.0的压力管口(根据GB/T1057-1995)3.5封头设计采用标准的椭圆形封头,其厚度与塔身厚度一致为3mm , 深度mm 5542204===D h 查化工设备机械基础表8-12得:直边高度h 0=3mm 外径为223m 。
取人孔2个,直径大小为32mm (根据HG21515-95)。
3.6物料衡算ZnO+H 2S==ZnS+H 2OH 2S 的质量流量: 66170kg/h ×0.000014=0.93kg/h=930g/hH 2S 的摩尔流量: 3613.36kmol/h ×0.000014=0.0506kmol/h=50.6mol/hH 2S 体积流量: h P NRT V /m 97.0280000643314.86.502=⨯⨯== 出口H 2S 的要求: 小于0.2PPm=161.3/1000000×0.2=3.226×10-3m 3/h3.7热量衡算H+ZnO==SZnSHO+△H= -76.62KJ/mol 22单位时间内产生的热量:Q=n×△H=76.62×50.6=3876.。