H2S脱除技术方案(三种)

含硫化氢废气脱除工艺

技术方案

洛阳市天誉环保工程有限公司

2012年9月含H2S废气脱除工艺 技术方案

1

目 录

第一章 工程概况.......................................................................................................... 1

第二章 设计方案.......................................................................................................... 1

第三章 工艺介绍.......................................................................................................... 2

方案1：氨吸收氧化及副产品回收工艺 .............................................................. 2

1.工艺原理 ............................................................................................................. 2

2工艺流程 ............................................................................................................. 2

3 装置组成 ............................................................................................................ 5

4 投资预算 ............................................................................................................ 5

5 经济运行效益 .................................................................................................... 7

方案2：焚烧及余热利用工艺 .............................................................................. 8

1工艺原理 ............................................................................................................. 8

2 装置组成 ............................................................................................................ 9

3 投资预算 ............................................................................................................ 9

4 运行费用 .......................................................................................................... 10

方案3：非水溶液中一步法氧化及硫回收工艺 ................................................ 11

1 工艺原理 .......................................................................................................... 11

2 工艺流程 .......................................................................................................... 11

第四章 工艺对比........................................................................................................ 14

1 氨吸收氧化及副产品回收工艺 ....................................................................... 14

2 原料气焚烧及余热利用工艺 ........................................................................... 15

3 非水溶液中一步法硫回收新工艺 ................................................................... 15 含H2S废气脱除工艺 技术方案

1

第一章 工程概况

根据甲方提供资料，待处理气体（下称原料气）含H2S 约40%、CO2 约60%，以及其他少量的CO、H2、CH4、N2、CH3OH。H2S为酸性、恶臭气体，对环境的污染影响极大，而CO2 的环境危害则相对较小。为了保护环境并改善生产条件，使排放气体达到环保排放标准，需设计配套装置进行净化处理。

要求装置建设完成后，排放的气体指标能够符合国家和地方的环境保护政策及污染物排放标准，无新增“三废”产生，并进行硫回收，以利于企业发展和环境改善。

第二章 设计方案

原料气参数：温度：35.55℃，压力：230kPa（绝），流量：175.72kmol/h。组成（摩尔分率）：CO：0.0094，H2：0.0051，CO2：61.4232，CH4：0.0090，N2：1.9495，H2S：36.5197，CH3OH：0.0841。

根据气体成分并结合我公司技术资源，设计三套技术方案：

1.氨吸收氧化及副产品回收工艺；

2.原料气焚烧及余热利用工艺；

3.非水溶液中一步法氧化及硫回收工艺。 含H2S废气脱除工艺 技术方案

2

第三章 工艺介绍

方案1：氨吸收氧化及副产品回收工艺

1 工艺原理

利用一定浓度的氨水喷淋洗涤原料气，氨水与原料气中的硫化氢发生酸碱中和反应生成多硫化铵，再用一定浓度的硫酸加入吸收了硫化氢的洗涤液中，硫酸与多硫化铵发生氧化还原反应，生成硫酸铵、单质硫等，最后回收单质硫和硫酸铵。涉及的主要化学反应方程式如下：

H2S + 2NH3•H2O = (NH4)2S + 2H2O

H2S + NH3•H2O = NH4HS + H2O

CO2 + NH3•H2O = NH4HCO3

(NH4)2S + H2SO4 = (NH4)2SO4 + S + H2

2NH4HS + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2S + 2H2

6NH4HS + 5H2SO4 = 3(NH4)2SO4 + 8S + 8H2O

3(NH4)2S + 4H2SO4 = 3(NH4)2SO4 + 4S + 4H2O

2NH4HCO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 +2 H2O + 2CO2

2 工艺流程

本工艺装置可分以下3个部分：

（1）吸收剂配置：使用稀氨水作为吸收剂。 含H2S废气脱除工艺 技术方案

3

外购浓度较高的氨水由泵卸至氨水储罐中储存，根据使用量用泵打到稀氨水储罐中，加入水稀释到一定浓度。吸收塔投入使用时，由泵持续或间断送到吸收塔，通过喷淋装置淋洗原料气。

（2）原料气净化：原料气从吸收塔下部进入吸收塔内，与从吸收塔顶部喷淋而下的稀氨水逆向接触，原料气中的硫化氢溶于喷淋液中并与其中的氨发生化学反应，生成多硫化铵，随喷淋液降到吸收塔底部，形成多硫化铵和氨的混合液，而原料气中的不溶或难溶于水的成分则从吸收塔顶部离开。吸收塔运行初期，底部混合液中多硫化铵浓度较低，再通过循环泵再打到塔顶，进行循环喷淋。随着原料气的不断通入，混合液中多硫化铵浓度逐渐增大，但达到一定浓度后，从循环泵出口截取，排到氧化反应釜中，而吸收硫化氢消耗的稀氨水则视循环液中的含量补充。

原料气经过吸收塔淋洗后，原料气得到净化，符合环保排放要求，最后排往大气中，也可通过捕液器除去水分后，排到后续工序。根据原料气中硫化氢气体及其它酸性气体含量，可设计成2台或3台吸收塔连续吸收，并调整稀氨水浓度，以达到要求的脱除效率。

（3）副产品回收：从吸收塔排出的多硫化铵含量较高的溶液进入反应釜中，并加入适量的浓硫酸。在反应釜中，多硫化铵与硫酸发生氧化还原发应，生成单质硫和硫酸铵及其它副产物，如水、二氧化碳等。硫酸稀释及氧化还原反应为放热反应，溶液中的水分大部分被蒸发，难溶于水的单质硫逐渐析出，经过离心机分离后，作为副产品硫含H2S废气脱除工艺 技术方案

4

磺，而硫酸铵母液则输送到蒸发系统，进行蒸发浓缩结晶，最后再用离心机分离回收，经干燥、包装得到第二种副产品硫酸铵。

通过该工艺，原料气中的硫化氢被吸收、净化后，排放气满足环保排放指标，同时，吸收的硫化氢最终转化为硫磺和硫酸铵，实现较高的环保和经济效益。

工艺流程见图1所示。

本工艺主要有以下两个特点：

（1）硫化氢脱除效率高。根据原料气硫化氢含量，设计采用三台吸收连续吸收，前两台塔采用稀氨水做吸收剂，吸收硫化氢，第三台用水做吸收剂，以吸收可能逃逸的氨气，确保尾气达标排放。 净化气

图1 硫化氢脱除及副产品回收工艺流程图 离心机 硫磺干燥、包装 硫酸铵干燥、包装

蒸发浓缩 离心机 稀氨水

浓硫酸 原料气 吸收塔

反应釜