焦炉煤气湿法脱硫工艺设计(修改)(优质参考)
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工艺方法——焦炉烟气脱硫脱硝工艺工艺简介由备煤车间来的洗精煤,由运煤通廊运入煤塔,由煤塔漏嘴经装煤车按序装入炭化室,在950-1050度的温度下高温干馏成焦炭。
焦炉加热用回炉煤气由外管送至焦炉各燃烧室,在燃烧室内与经过蓄热室预热的空气混合燃烧,燃烧后的废气经跨越孔、立火道、斜道,在蓄热室与格子砖换热后经分烟道、总烟道,最后从烟囱排出。
焦炉因其生产工艺的特殊性,烟囱排放的热烟气中含二氧化硫、氮氧化物、粉尘,氮氧化物含量较高,烟气需进行脱硫脱硝除尘处理后方可满足排放要求。
烟气中NOx主要是在煤气高温燃烧条件下产生的,焦炉煤气含50%以上的氢气,燃烧速度快,火焰温度高达1700-1900度,煤气中氮气与氧气在1300度左右会发生激烈的氧化反应,生成NOx。
1、脱硫技术烟气中的SO2是弱酸性物质,与适当的碱性物质反应可脱除烟气中SO2。
按照吸收剂的形态,目前脱硫工艺一般可分为干法(半干法)和湿法。
干法脱硫:主要是采用粉末状脱硫剂和催化脱硫剂,干法脱硫的优势是不产生废水;半干法脱硫:主要是采用碳酸钠或石灰溶液作为脱硫剂,优势是不产生废水,但会产生大量固废脱硫渣,不太容易处理;湿法脱硫:主要采用是氨法脱硫,氨法脱硫的主要问题是产生氨逃逸,且容易产生烟气溶胶和烟气拖尾现象。
干法(半干法)脱硫工艺特点:在干法和半干法烟道气脱硫系统中,固体碱性吸收剂被喷入烟道气流中,或通过让烟气穿过碱性吸收剂床的方式使其与烟道气相接触。
无论哪种情况,烟气中的SO2都是与固体碱性物质反应,生成相应的亚硫酸盐和硫酸盐。
为了使这种反应能够进行,固体碱性物质必须是十分疏松或相当细碎。
在半干法烟道气脱硫系统中,水被加入到烟道气中,以在碱性物质颗粒物表面形成一层液膜,SO2溶入液膜,加速了与固体碱性物质的反应。
干法脱硫技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行,该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻,烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散等优点,但存在脱硫效率低、脱硫剂利用率低、反应速度较慢、设备庞大、反应后烟气含尘量大需要增加除尘装置等问题。
焦炉煤气脱硫及硫回收工艺介绍及特点分析焦炉煤气脱硫是指将焦炉煤气中的硫化氢(H2S)等含硫化合物去除,以减少对环境的污染和提高能源利用效率的过程。
煤气脱硫工艺种类繁多,常见的有吸收法、吸附法、催化氧化法等。
下面将介绍吸收法和催化氧化法,并分析其特点。
吸收法是通过将焦炉煤气中的硫化氢溶于溶剂中,实现气体的物理吸收和化学吸收,从而达到脱硫的目的。
常用的溶剂有碱性溶液、有机溶剂等。
在吸收法中,气体与液体的接触方式有湿法和干法之分。
湿法吸收法是利用液体溶剂对焦炉煤气进行吸收脱硫。
具体工艺流程为:煤气首先通过一个喷淋器,将溶剂喷淋到煤气中,形成液滴;接着在吸收塔内,煤气通过液滴与溶剂的接触,硫化氢溶于溶剂中;最后,经过分离器将溶剂和硫化氢分离,溶剂再重新进入循环。
湿法吸收法具有脱硫效率高、气体处理量大、适应性广的特点。
干法吸收法是指利用固体吸附剂对焦炉煤气进行吸附脱硫。
常用的固体吸附剂有活性炭、分子筛等。
具体工艺流程为:煤气通过一个吸附器,固体吸附剂将煤气中的硫化氢吸附;当固体吸附剂饱和后,可以通过加热或换料的方式实现再生,从而循环使用。
干法吸附法具有烟气温度低、处理量大、不产生二次污染等特点。
催化氧化法是通过将焦炉煤气中的硫化氢氧化成硫酸气体,再进行后续处理。
具体工艺流程为:煤气先通过一个反应器,在催化剂的作用下,硫化氢氧化成硫酸气体;然后通过吸收塔对硫酸气体进行吸收,得到硫酸液;最后,通过蒸馏、结晶等方式使硫酸液再生。
催化氧化法具有氧化效率高、硫回收量大的特点。
总的来说,焦炉煤气脱硫及硫回收工艺的选择应根据实际情况,综合考虑效率、成本、环保等因素。
吸收法具有处理量大、脱硫效率高等特点,适用于大规模高硫煤气的处理;催化氧化法具有回收硫的优势,适用于硫回收要求较高的情况。
同时,还可以根据需求将多种脱硫工艺结合应用,以达到更好的脱硫效果。
中国矿业大学本科生毕业设计姓名:学号:学院:化工学院专业:化学工程与工业设计题目:150万吨/a焦化厂焦炉煤气脱硫工段设计指导教师:职称:讲师2012年 6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院化工学院专业年级学生姓名任务下达日期:2012年4月12日毕业设计日期:2012年4月12日至2012年6月13日毕业设计题目:150万吨/a焦化厂煤气脱硫工段生产工艺设计毕业设计主要内容和要求:1、按照给定焦化厂设计规模计算煤气处理量并根据焦化设计规范的要求,对焦化厂煤气脱硫工段进行工艺论证;2、确定脱硫工艺流程,进行物料平衡、热量衡算,计算和设计煤气脱硫塔和再生塔,根据计算进行主要设备的选型,绘制一张非标设备图;3、进行脱硫工段的设备和工艺管道布置,绘制煤气脱硫工段的工艺流程图、总平面布置图、和设备与工艺管道平面图和立面图;4、根据煤气脱硫工段的生产要求,对脱硫工段设计的非工艺技术部分提出要求,根据岗位设置与岗位操作编制岗位人员编制;5、进行脱硫工段的投资估算和煤气脱硫生产成本的技术经济分析;6、编制设计说明书。
院长签字:指导教师签字:中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语(①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:指导教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;③工作量的大小;④取得的主要成果及创新点;⑤写作的规范程度;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:评阅教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩:答辩委员会主任签字:年月日学院领导小组综合评定成绩:学院领导小组负责人:年月日摘要本设计参考了徐州伟天化工有限公司的焦炉煤气净化工艺,模拟150wt/a的焦炉煤气脱硫工段进行设计,并在其基础上将国内外一些新的、成熟的工艺进行了对比与引用。
焦炉煤气脱硫及硫回收工艺分析(冶金工业规划研究院; Email:dengdpan@)潘登摘要:简述了几种具有代表性的脱硫、脱氰工艺,分析了不同工艺特点。
介绍了常用的几种硫回收工艺,并总结了脱硫工艺组合硫回收工艺的原则和方法,为企业选择焦炉煤气净化工艺提供参考依据。
关键词:焦炉煤气,脱硫,硫回收,工艺分析一.前言炼焦煤在干馏过程中,煤中全硫的20~45%会转到荒煤气中,荒煤气中的硫以有机硫和无机硫两种形态存在,有机硫主要有二硫化碳、噻吩、硫醇等,煤气中95%以上的硫以H2S无机硫形态存在,由于荒煤气中的有机硫含量很少而且在煤气净化洗涤过程中大部分会被除去,因此焦炉煤气的脱硫主要是脱除煤气中的H2S,同时除去同为酸性的HCN。
据生产统计焦炉炼焦生产的荒煤气中H2S 含量为2~15g/m3,HCN含量为1~2.5 g/m3。
荒煤气中H2S在煤气处理和输送过程中,会腐蚀设备和管道危害生产安全,未经脱硫的煤气作为燃料燃烧时,会生成大量SO2,造成严重的大气污染,同时H2S含量较高的焦炉煤气用在冶炼,将严重影响钢材产品质量,制约高附加值优质钢材品种的开发。
出于生产安全,环保要求及煤气有效利用方面考虑,那种五、六十年代老焦化厂采用荒煤气→冷凝鼓风工段→硫铵工段→粗苯工段的无脱硫工段老三段模式与绿色环保的现代生产理念相悖,这样焦炉煤气脱硫已经成为煤气净化不可或缺的重要组成部分。
焦炉煤气脱硫,不但环保,而且还可以回收硫磺及硫酸等化学品,产生一定的经济效益。
在淘汰落后产能以及清洁生产政策下,对煤气脱硫的要求是越来越高,《焦化行业准入条件》已明确要求焦炉煤气必须脱硫,脱硫后煤气作为工业或其它用时H2S含量应不超过250 mg/Nm3,若用作城市煤气,H2S含量应不超过20mg/Nm3。
本文将对焦炉煤气常用脱硫工艺进行介绍,分析不同工艺的特点,同时对硫回收工艺作简要说明。
二.工艺概述近年来,焦炉煤气脱硫技术经不断发展与完善已日益成熟和广泛应用,脱硫产品以生产硫磺和硫酸工艺为主。
学校:吉首大学院系:生物资源与环境科学学院专业:环境工程班级: 09级(一)班组次:第九组指导老师:史凯时间: 2011年12月24日目录第一章绪论 (3)环境现状 (3)第二章设计概论 (4)2.1 设计任务 (4)2.2 设计依据 (4)2.2.1 废气中所含主要污染物种类、浓度及温度 (4)2.2.2 设计规模 (4)2.2.3 设计范围 (4)2.2.4 设计指标 (5)2.3 控制系统 (6)第三章工艺设计 (6)3.1 设计原则 (6)3.2 废气处理方法选择 (6)3.3 除尘方法及其除尘方法选择 (6)3.3.1 除尘方法 (6)3.3.2 除尘方法选择 (8)3.4 脱硫方法及其脱硫方法选择 (8)3.4.1 脱硫方法 (8)3.4.2 脱硫方法选择 (13)第四章工艺系统说明 (13)4.1 概述 (13)4.2 原理说明 (13)第五章主要设备设计 (14)5.1 除尘工艺 (14)5.1.1 工作原理 (14)5.1.2 电袋式组合除尘器技术性能特点 (16)5.1.3 相关设计参数计算 (16)5.2 脱硫工艺 (18)5.2.1 烟气系统 (18)5.2.2 SO2吸收系统 (20)第六章辅助系统 (23)6.1 循环泵 (23)6.2 鼓风机 (23)6.3 氧化风机 (23)6.4 吸液泵 (23)6.5 石膏脱水系统 (23)6.6 自动控制系统 (24)第七章辅助设备 (24)7.1 供电 (24)7.2 供水 (25)7.3 采暧 (25)第八章劳动动员 (26)第九章投资预算 (26)9.1 固定投资 (26)9.2 运行费用 (26)9.3 总投资费用: (27)第十章效益估算 (27)10.1 环境效益 (27)10.2 经济效益 (27)10.3 综合效益 (27)第一章绪论环境现状随着经济和社会的发展,燃煤锅炉排放的二氧化硫严重的污染了我们赖以生存的环境。
标准实用文案100万吨焦化2×60 孔焦炉烟气脱硫脱硝工程技术方案目录第一章总论 (5)1.1项目简介 (5)1.2总则 (5)1.2.1工程范围 (5)1.2.1采用的规范和标准 (5)1.3设计基础参数(业主提供) (7)1.3.1基础数据 (7)1.3.2工程条件 (8)1.4脱硫脱硝方案的选择 (9)1.4.1 脱硫脱硝工程建设要求和原则 (9)1.4.2 脱硫脱硝工艺的选择 (9)1.5脱硫脱硝和余热回收整体工艺说明 (11)第二章脱硫工程技术方案 (12)2.1氨法脱硫工艺简介 (12)2.1.1氨法脱硫工艺特点 (12)2.1.2氨法脱硫吸收原理 (12)2.2本项目系统流程设计 (14)2.2.1设计原则 (14)2.2.3设计范围 (14)2.2.4系统流程设计 (14)2.3 本项目工艺系统组成及分系统描述 (15)2.3.1 烟气系统 (15)2.3.2 SO2吸收系统 (15)2.3.3 脱硫剂制备及供应系统 (17)2.3.4脱硫废液过滤 (17)2.3.5 公用系统 (17)2.3.6 电气控制系统 (17)2.3.7 仪表控制系统 (18)第三章脱硝工程技术方案 (20)3.1 脱硝工艺简介 (20)3.2 SCR系统工艺设计 (21)3.2.1 设计范围 (21)3.2.3 设计原则 (21)3.2.2 设计基础参数 (21)3.2.3 还原剂选择 (22)3.2.4 SCR工艺计算 (22)3.2.5 SCR脱硝工艺流程描述 (24)3.3分系统描述 (24)3.3.1氨气接卸储存系统 (24)3.3.2氨气供应及稀释系统 (24)3.3.3烟气系统 (25)3.3.4 SCR反应器 (25)3.3.5吹灰系统 (26)3.3.6氨喷射系统 (26)3.3.7压缩空气系统 (26)3.3.8配电及计算机控制系统 (26)第四章性能保证 (28)4.1脱硫脱硝设计技术指标 (28)4.3.1 脱硫脱硝效率 (28)4.3.2 SCR及FGD装置出口净烟气温度保证 (29)4.3.3 脱硫脱硝装置可用率保证 (29)4.1.4 催化剂寿命 (29)4.1.5 系统连续运行温度和温度降 (29)4.1.6 氨耗量 (30)4.1.7 脱硫脱硝装置氨逃逸 (30)4.1.8 脱硫脱硝装置压力损失保证 (30)第五章相关质量要求及技术措施 (31)5.1 相关质量要求 (31)5.1.1 对管道、阀门的要求 (31)5.1.2 对平台、扶梯的要求 (31)5.3 电气控制及自动化 (32)5.3.1供配电系统 (32)5.3.2控制、仪表系统 (33)第六章经济效益分析及投资报价 (36)6.1运行成本 (36)6.1.1 脱硝运行成本(年运行时间8760h) (36)6.1.2 脱硫运行成本(含增加风机及热备,年运行时间8760h) (36)6.2建设投资成本 (37)第七章设计、供货、施工范围 (38)7.1 乙方设计范围 (38)7.2 乙方施工范围 (38)7.3 乙方供货范围 (38)附件1:脱硝系统设备清单 (38)附件2:脱硫系统设备清单 (39)附件3:余热回收及热备系统的技术方案另附................. 错误!未定义书签。
焦炉煤气脱硫工艺优化高和平洪利强神华蒙西煤化股份有限公司焦化一厂二○一○年八月三十日焦炉煤气脱硫工艺优化高和平洪利强神华蒙西煤化股份有限公司焦化一厂内蒙古乌海市 016000摘要S、HCN及其燃烧产物对大气环境的污染问题日益突出,严重影响了焦焦炉煤气中H2化工业的可持续发展,改造现有焦炉煤气净化工艺技术刻不容缓。
HS被吸入人体,进入2S 血液后与血红蛋白结合生成不可还原的硫化血红蛋白而使人中毒。
生产车间允许的H2含量小于10mg/m3。
综上所述,焦炉煤气必须脱除HS和HCN。
2本论文简述了国内外焦炉煤气净化工艺的发展与研究现状,介绍了焦炉煤气脱硫脱氰的几种方法。
重点说明了湿式氧化工艺中的PDS法,并介绍了我厂在脱硫生产中遇见的工艺问题及解决方法,并且对工艺和设备进行了部分改造,更有效的脱除了煤气中的HS。
2关键词:焦炉煤气;脱硫脱氰;PDS法;脱硫液;碳酸钠;硫磺第一篇焦炉煤气脱硫脱氰综述第一章绪论随着世界范围内环保法规的日趋严格以及环保意识的不断增强,传统的煤气净化技术已不能满足需要,日益显示出资源浪费和环境污染等缺陷。
尤其是氨和苯回收率低,高热值煤气未合理利用,因而经济效益差。
焦炉煤气中H2S、HCN及其燃烧产物对大气环境的污染问题日益突出,严重影响了焦化工业的可持续发展,改造现有焦炉煤气净化工艺技术刻不容缓。
(1)消除焦炉加热煤气管道的堵塞、腐蚀等问题,改善焦炉加热条件,同时,合理利用焦炉煤气,促进焦炉生产正常化。
(2)确保氨、苯烃及焦炉煤气等资源的合理利用,节能降耗,降低焦炭生产成本,提高企业经济效益。
(3)降低中小型焦化厂生产过程中废水、废气、烟尘和有毒物质的排放量,保护环境。
焦化厂一般由备煤车间、炼焦车间、回收车间、焦油加工车间、苯加工车间、脱硫车间和废水处理车间组成。
煤在炼焦过程中约有30~35%的硫转化成硫化氢等硫化物,焦炉煤气中氰化氢含量取决于煤中氮含量和炭化温度,氰化氢主要是氨与红焦、一氧化碳及碳氢化合物反应生成的。
焦炉煤气脱硫及硫回收工艺分析焦炉煤气脱硫工艺中常用的方法有吸收法、催化氧化法和膜法等。
其中,吸收法是一种较常用的脱硫技术,其主要原理是通过将煤气经过吸收液(如碱液或氨液)进行接触,使H2S被吸收并转化为硫化物,从而达到脱硫的目的。
催化氧化法则是利用催化剂将H2S氧化为硫,达到脱硫的效果。
膜法则是通过膜的选择性透过性,将H2S从煤气中分离出来,实现脱硫。
吸收法中较为常用的是碱液吸收法。
碱液吸收法的优点是操作简单、脱硫效果较好,但对于含有高浓度的H2S的煤气来说,在吸收液中可能会生成大量的硫化物,导致液氨浴中硫化物过多,降低硫吸收效果。
为解决这一问题,可以通过加入硝酸铁和硝酸铝等添加剂,改善液氨浴的性质,提高脱硫效果。
催化氧化法主要是通过催化剂(如氧化铁、氧化锌等)将H2S氧化为硫,其中反应产物为SO2、在焦炉煤气中,SO2含量较高,通过反应器中催化剂的作用,可以将H2S和SO2相互转化,使SO2被还原为硫,并回收利用。
这种方法适用于H2S含量较高的煤气,可以有效地将H2S转化为有价值的硫。
膜法则是利用特定的膜材料,通过选择性透过性将煤气中的H2S分离出来。
膜法具有操作简单、能耗低、脱硫效果好等优点,但因为膜材料对不同的气体有不同的透过性,所以需要选择合适的膜材料来实现脱硫。
在焦炉煤气脱硫的基础上,硫回收技术可以有效地利用焦炉煤气中的硫资源。
目前常用的硫回收技术有硫磺回收、硫纵向深度利用和硫脱硫液回收等。
硫磺回收是将焦化炉煤气中的SO2和氢气反应生成硫磺,然后收集硫磺进行回收利用。
硫纵向深度利用是将硫经过高温和高压加工,制成硫酸、硫酸铵和硫化铵等化工产品。
硫脱硫液回收则是利用含氢气的溶液将气中的硫含量吸收,生成硫酸铵和硫化铵等化学品。
综上所述,焦炉煤气脱硫及硫回收工艺分析主要包括吸收法、催化氧化法和膜法等不同的脱硫工艺。
根据不同的情况,可以选择适合的工艺来降低煤气中的硫含量,并对焦炉煤气中的硫进行回收利用,以实现资源的可持续利用。
焦炉煤气湿式氧化脱硫再生塔改进摘要本文简要叙述了焦炉煤气以氨为碱源的湿式氧化脱硫工艺中,再生塔顶部母液与硫泡沫分离过程中出现的问题和改善效果情况.关键词湿式氧化脱硫硫泡沫分离操作方法及收集槽改进1 脱硫液再生操作中出现的问题煤气脱硫工段,采用以氨为碱源的湿式氧化法、高塔再生工艺。
脱硫液在脱硫塔内吸收硫化氢后,进入循环槽,再经溶液循环泵加压后同压缩空气并流进入再生塔再生。
脱硫液氧化再生所产生的硫泡沫从再生塔顶溢流堰均匀溢出,经收集槽收集后自泡沫管流入地面的泡沫槽,再生后的脱硫液自流入脱硫塔。
主要反应为:脱硫反应:NH3·H20十H2S÷NH4HS十H20NH4HS+NH4HC03+(X—1)S=(NH4)2S x+C02+H20再生反应:NH4HS+(1/2)02=S↓+NH40H(NH4)2Sx十(1/2)02=Sx↓十2 NH40H在生产过程中发现,再生塔顶泡沫层厚度大,硫泡沫在再生塔顶部停留时间长,导致溢流堰四周溢流出的泡沫粘度大、流动性差而易在收集槽内堆积,如清理不及时,便会增厚且变硬,最终超过溢流堰高度,使泡沫不能从其四周均匀溢出而脱除,脱硫液悬浮硫升高,成份变差影响脱硫效果。
有时,压缩空气量波动较大会造成鼓出泡沫夹带脱硫液,极易将收集槽中沉积的块状硫膏冲下堵塞泡沫管,致使大量泡沫从再生塔顶的人孔溢出,严重破坏现场的作业环境。
为了解决以上问题,我们关小脱硫液进入再生塔的阀门5(见图2)使管道憋压,在倒“U”形弯的顶部2产生约0.1MPa的压力,然后用消防带从其项部放敬管3处引液,由人孔4处对顶部收集槽进行人工冲洗,防止硫膏的堆积。
但是,此操作难度大,处理不彻底,不能有效解决泡沫堆积的问题。
主要表现为:再生塔进液阀门的开闭打破了系统的正常运行状态,造成冲洗期间脱硫液流量迅速减小(正常时段约为1400m3/h,此时减小约300 m3/h),致使再生塔内液位快速下降,顶部再生的硫泡沫大量下落接近满流排液管,随母液进入脱硫塔,严重影响脱硫液的质量和煤气脱硫效果。
年产180万吨焦炭焦化厂焦炉煤气脱硫工段初步设计1. 引言煤气脱硫是焦化厂的关键环节之一,其目的是去除焦炉煤气中的硫化氢(H2S)等有害气体,以保护环境和提高产品质量。
本文档将对年产180万吨焦炭焦化厂焦炉煤气脱硫工段进行初步设计。
2. 工艺流程脱硫工段的工艺流程如下:1.煤气进入煤气清洗塔进行初步清洗,去除煤炭中的颗粒物和部分硫化氢。
2.清洗后的煤气流入脱硫塔,在脱硫塔中接触脱硫剂(一般为氨水或氨碱溶液),使硫化氢与脱硫剂发生反应生成硫化铵,从而达到脱硫效果。
3.脱硫后的煤气经过精细处理,去除残余的脱硫剂和吸收剂,以及其他有害气体。
4.经过处理后的煤气可进入煤气发电机组进行发电,或者作为其他用途的能源。
以下是工艺流程的示意图:脱硫工艺流程图脱硫工艺流程图3. 设备选型3.1 煤气清洗塔煤气清洗塔主要用于去除煤炭中的颗粒物和部分硫化氢。
选用耐腐蚀性能好、操作稳定可靠的材料制作,如不锈钢。
具体参数如下:•高度:10米•直径:5米•进气温度:150℃•进气流量:10,000 Nm3/h•去除颗粒物效率:>90%•去除硫化氢效率:>50%3.2 脱硫塔脱硫塔是脱硫工艺的核心设备,需要选用具有良好脱硫效果和操作稳定性的设备。
常见的脱硫剂有氨水和氨碱溶液。
具体参数如下:•高度:15米•直径:6米•进气温度:120℃•进气流量:8,000 Nm3/h•脱硫效率:>90%•脱硫剂浓度:10-15%3.3 精细处理设备精细处理设备用于去除脱硫后煤气中的残余脱硫剂和吸收剂,以及其他有害气体。
具体参数如下:•高度:10米•直径:4米•进气温度:80℃•进气流量:6,000 Nm3/h•残余脱硫剂去除效率:>95%•残余吸收剂去除效率:>90%4. 控制策略为了保证脱硫工段的稳定运行,需要设计合理的控制策略。
以下是脱硫工段的基本控制策略:1.温度控制:监测进气温度和出口温度,保持适当的温度范围,以保证反应效果和设备的安全运行。
中国矿业大学本科生毕业设计姓名:学号:学院:化工学院专业:化学工程与工业设计题目:150万吨/a焦化厂焦炉煤气脱硫工段设计指导教师:职称:讲师2018年6月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院化工学院专业年级学生姓名任务下达日期:2018年4月12日毕业设计日期:2018年4月12日至2018年6月13日毕业设计题目:150万吨/a焦化厂煤气脱硫工段生产工艺设计毕业设计主要内容和要求:1、按照给定焦化厂设计规模计算煤气处理量并根据焦化设计规范的要求,对焦化厂煤气脱硫工段进行工艺论证;2、确定脱硫工艺流程,进行物料平衡、热量衡算,计算和设计煤气脱硫塔和再生塔,根据计算进行主要设备的选型,绘制一张非标设备图;3、进行脱硫工段的设备和工艺管道布置,绘制煤气脱硫工段的工艺流程图、总平面布置图、和设备与工艺管道平面图和立面图;4、根据煤气脱硫工段的生产要求,对脱硫工段设计的非工艺技术部分提出要求,根据岗位设置与岗位操作编制岗位人员编制;5、进行脱硫工段的投资估算和煤气脱硫生产成本的技术经济分析;6、编制设计说明书。
院长签字:指导教师签字:中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语<①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:指导教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语<①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;③工作量的大小;④取得的主要成果及创新点;⑤写作的规范程度;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:评阅教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本设计参考了徐州伟天化工有限公司的焦炉煤气净化工艺,模拟150wt/a的焦炉煤气脱硫工段进行设计,并在其基础上将国内外一些新的、成熟的工艺进行了对比与引用。
湿法脱硫工艺及原理一、焦炉煤气中硫化氢含量4-8克/立方米氰化氢含量0。
5-2克/立方米、有机硫0。
2-0。
5克/立方米、碳基硫、硫氢化碳、COS、二硫化碳等。
1、他们都是有害杂质,即腐蚀设备,又污染环境,更危害人体健康,必须脱除。
2、脱硫程度。
根据煤气用户需要而定。
1)冶炼优质钢材。
脱硫化氢到1-2克/立方米2)城市民用煤气H2S<20MG/立方米HCN<5MG/立方米(3)化工合成H2S<1-2MG/立方米HCN<0.5MG/立方米COS<0.05MG/立方米3、金能是按做市民用煤气脱硫。
满足燃气发电需要。
二、湿法脱硫八仙过海1、金能选择湿法与干法脱硫两种两步达到发电用气要求。
2、湿法塔后含硫化氢量H2S<180-380MG/立方米干法塔后H2S<20MG/立方米三、湿法脱硫原理是用碱或氨吸收,用脱硫剂氧化再生,就是用空气中氧把碱或氨吸收的硫化氢夺走,变成硫磺,用泡沫把浮出逸流分离。
让碱或氨再生还原,返回脱硫塔再去吸收H2S。
往返循环不止。
四、湿法脱硫工艺。
水泵配碱槽电捕后粗煤气脱硫填料塔湿硫后粗煤气去硫铵贫液再生槽富液硫磺蒸硫预热硫泡沫五、湿法氧化法脱硫溶液原料纯碱:脱硫催化剂、软水1、纯碱—碳酸钠二级标准。
纯度:≥98%,杂质≤2%2、脱硫催化剂:采用以PDS为基碳的经济简易。
脱硫剂外观是灰色粉未,易溶于碱。
在碱溶液中含量最高4。
8克/升。
本身无腐蚀,无毒害。
3、水、易用软水(软水硬度≤0。
04六、脱硫溶液循环量:1、800-1000立方/小时。
再生空气量。
2、配液量:400立方米(1)用软水400立方米(2)用纯碱PH=8。
2-8。
63、补充溶液(1)一般每脱KG H2S,补入888催化剂0。
5-1G/KG。
滴灌为好。
(2)纯碱:0。
05T/万立方米4、影响脱硫因素。
(1)煤气中的焦油雾滴小于10MG/M3为宜。
与碱形成疏水性膜,碱液颜色变暗,使碱液吸收效果变差,会使溶液中的催化剂活性降低,硫就显褐色。
焦炉煤气脱硫工艺-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII煤化工工艺大作业焦炉煤气脱硫工艺的探讨院系:资源与环境学院班级:化工09—4班姓名:***学号: 14指导老师:徐秀梅焦炉煤气脱硫工艺的探讨作者:荆智鹏摘要:煤化工是以煤为原料经化学加工使煤转化为其他化学产品的过程。
从煤气化工段的工艺气中发现,除了含有生产甲醇和其他下游产品所需的CO, H2 和CO2 外,还含有大量多余的CO2 及少量H2S, COS,SO2 等成分,这些碳的氧化物和硫化物是生产甲醇或其他化学品所不需要的,必须将这些杂质除去。
另外,硫化物通过克劳斯工艺生产硫磺,CO2 可以回收送往尿素厂合成尿素,提高经济效益变废为宝。
以天然气或石脑油为原料,采用蒸汽转化法造气,变换气中CO2 的含量约在15-23mol%左右。
以重油或煤原料,采用部分氧化法制气时,变换气中 CO2 的含量高达35mol%以上。
H2S 及有机硫的含量则与原料含硫量有关,约在1000ppm 和10000ppm 之间。
通过净化,使硫化物含量小于0.2-0.5ppm, CO2 小于10ppm。
关键词:煤气脱硫湿法干法催化剂科学的讲,在湿式氧化法脱硫中,副盐的生成是无法回避的,它是化学反应的副产物,是客观存在的。
但是,我们通过多年实际生产状况总结发现,同等规模条件下,不同的工况条件、不同的工艺技术、不同的设备配置以及使用不同的催化剂,副盐生成量的多少却大不一样,而且差别很大。
这一现象引起我们高度的重视,也再次促使我们进一步探讨和研究脱硫中副盐形成的机理,因为只有清楚的了解副盐产生的机理,我们才能有效的找到解决和处理它的措施。
虽然我们不能避免它的形成,但我们可以采取一系列有效措施来减少或抑制它的生成。
从而减少脱硫液中由于副盐的存在而影响企业的正常生产。
特别在大规模的生产中(气量大、H2S含量高),这种现象尤为突出,副盐的生成不仅严重影响了脱硫效率、增加了辅料消耗而且也影响了环保。
中国矿业大学本科生毕业设计姓名:学号:学院:化工学院专业:化学工程与工业设计题目:150万吨/a焦化厂焦炉煤气脱硫工段设计指导教师:职称:讲师2018年6月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院化工学院专业年级学生姓名任务下达日期:2018年4月12日毕业设计日期:2018年4月12日至2018年6月13日毕业设计题目:150万吨/a焦化厂煤气脱硫工段生产工艺设计毕业设计主要内容和要求:1、按照给定焦化厂设计规模计算煤气处理量并根据焦化设计规范的要求,对焦化厂煤气脱硫工段进行工艺论证;2、确定脱硫工艺流程,进行物料平衡、热量衡算,计算和设计煤气脱硫塔和再生塔,根据计算进行主要设备的选型,绘制一张非标设备图;3、进行脱硫工段的设备和工艺管道布置,绘制煤气脱硫工段的工艺流程图、总平面布置图、和设备与工艺管道平面图和立面图;4、根据煤气脱硫工段的生产要求,对脱硫工段设计的非工艺技术部分提出要求,根据岗位设置与岗位操作编制岗位人员编制;5、进行脱硫工段的投资估算和煤气脱硫生产成本的技术经济分析;6、编制设计说明书。
院长签字:指导教师签字:中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语<①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:指导教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语<①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;③工作量的大小;④取得的主要成果及创新点;⑤写作的规范程度;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:评阅教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本设计参考了徐州伟天化工有限公司的焦炉煤气净化工艺,模拟150wt/a的焦炉煤气脱硫工段进行设计,并在其基础上将国内外一些新的、成熟的工艺进行了对比与引用。
仅供参照!
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1 绪 论
1.1概述
焦炉煤气粗煤气中硫化物按其化合态可分为两类:无机硫化物,主要是硫化氢(H2S),
有机硫化物,如二硫化碳(2CS),硫氧化碳(COS),硫醇(25CHSH)和噻吩(44CHS)
等。有机硫化物在温度下进行变换时,几乎全部转化为硫化氢。所以煤气中硫化氢所含
的硫约占煤气中硫总量的90%以上,因此,煤气脱硫主要是指脱除煤气中的硫化氢,焦
炉煤气中含硫化氢8~15g/m3,此外还含0.5~1.5g/m3氰化氢。
硫化氢在常温下是一种带刺鼻臭味的无色气体,其密度为1.539kg/nm3。硫化氢及其
燃烧产物二氧化硫(2SO)对人体均有毒性,在空气中含有0.1%的硫化氢就能致命。煤
气中硫化氢的存在会严重腐蚀输气管道和设备,如果将煤气用做各种化工原料气,如合
成氨原料气时,往往硫化物会使催化剂中毒,增加液态溶剂的黏度,影响产品的质量等。
因此,必须进行煤气的脱硫。
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。
1.2焦炉煤气的现状
煤气的脱硫方法从总体上来分有两种:热煤气脱硫和冷煤气脱硫。在我国,热煤气
仅供参照!
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脱硫现在仍处于试验研究阶段,还有待于进一步完善,而冷煤气脱硫是比较成熟的技术,
其脱硫方法也很多。冷煤气脱硫大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两种方法,干法脱硫
以氧化铁法和活性炭法应用较广,而湿法脱硫以砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇具代
表性。
湿法脱硫可以处理含硫量高的煤气,脱硫剂是便于输送的液体物料,可以再生,且
可以回收有价值的元素硫,从而构成一个连续脱硫循环系统。现在工艺上应用较多的湿
法脱硫有氨水催化法、改良蒽醌二磺酸法(A.D.A法)及有机胺法。其中改良蒽醌二磺
酸法的脱除效率高,应用更为广泛。但此法在操作中易发生堵塞,而且药品价格昂贵,
近几年来,在改良A.D.A的基础上开发的栲胶法克服了这两项缺点。它是以纯碱作为吸
收剂,以栲胶为载氧体,以2NaVO为氧化剂。
基于此,在焦炉煤气脱硫工艺的设计中我采用湿式栲胶法脱硫工艺。
1.3栲胶的认识
早在1960年日本就有单宁及其盐类从气体重脱除H2S并同时回收硫磺的小试验
报道,但一直未在工业上应用。我国广西化工研究所、百色栲胶厂、广西林业科学研究
所等单位合作于1977年8月完成栲胶法脱硫小试验后直接在都安氮肥厂,柳州化肥厂
和上林氮肥厂进行了工业生产试验。1978年7月通过自治区技术鉴定。根据鉴定会的
建议,由原化工部有关部门委托北京化工试验厂补做了中间试验并于1979年9月通过
了中间试验鉴定。栲胶是由植物的皮,果,茎及叶的萃取液熬制而成的。其主要成分为
丹宁,约占66%,以栲胶来配制脱硫液效果最佳。栲胶的主要成分为多种水解丹宁,是
有许多结构相似的酚类衍生物所组成的多酚基化合物,由于其含有许多活泼的烃基,所
以具有很强的吸氧能力,在脱硫过程中起着载氧的作用。碱性栲胶脱硫液是由栲胶,碳
酸钠及偏钒酸钠等主要成分构成的水溶液。栲胶水溶液在空气中易被氧化,即丹宁中较
活泼的羟基易被空气中的氧氧化,生成醌态化合物。特别是当溶液的PH值大于9的时候,
丹宁的氧化特别显著。由于栲胶水溶液在较高浓度时成为典型的胶体溶液,并且在较低
温度时容易出现3NaVO及3NaHCO沉淀,因此在配制脱硫液前必须对栲胶水溶液进行熟
化预处理。即将含栲胶20~33g/l,Na2CO3380~133g/l的栲胶谁溶液直接通蒸汽与空气,
在80~90°C的条件下氧化10~24h,破坏其胶性。然后加3NaVO及软水或稀氨水,配
制成含栲胶1.0~2.6g/l,Na2CO3 22.3g/l,3NaHCO3.24 g/l, 3NaVO 2~2.5g/l 脱
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硫液,送入脱硫液储存槽,稀释后使用。
脱硫过程中,酚类物质经空气再生氧化成醌态,因其具有较高电位,故能将低价钒
氧化成高价钒,进而使吸收在溶液中的硫氢根氧化、析出单质硫。同时丹宁能与多种金
属离子(如钒、铬、铝等)形成水溶性络合物;在碱性溶液中丹宁能用与铁、铜反应并
在其材料表面形成丹宁酸性薄膜,因而具有防腐蚀作用。
由于栲胶水溶液是胶体溶液,在将其配制成脱硫液之前,必须对其进行预处理,以
消除共胶体性和发泡性,并使其由酚态结构氧化成醌态结构,这样脱硫溶液才具有活性。
在栲胶溶液氧化过程中,伴随着吸光性能的变化。当溶液充分氧化后,其消光值则会稳
定在某一数值附近,这种溶液就能满足脱硫要求。通常制备栲胶溶液的预处理条件列举
在表1中:
表1 制备栲胶溶液的与处理条件
方法
项目
用Na2CO3配制溶液
栲胶浓度∕(g·L-1) 10~30
碱度∕N 1.0~2.5
氧化温度∕℃ 70~90
空气量 溶液不翻出器外
消光值 稳定在0.45
将纯碱溶液用蒸汽加热,通入空气氧化,并维持温度80~90℃,恒温10h以上,让
丹宁物质发生降解反应,大分子变小,表面活性物质变成非表面活性物质,达到预处理
目的。
栲胶法脱硫工艺,将碱性栲胶溶液打入溶液循环槽,自循环槽出来,经过滤加压后
进入系统的裂脱塔,吸收气体中的H2S,由裂脱塔出来的溶液进入裂脱再生塔,再生好的
溶液由塔底流到溶液循环槽,经过滤加压循环使用。脱硫溶液从循环槽出来后经过滤加
压送到变脱塔,吸收气体中的H2S,由变脱塔出来的溶液进入变脱溶液再生塔,再生好的