焦炉煤气湿法脱硫工艺设计初样
湿法脱硫毕业设计
毕业设计题目:20000m3/h煤气化煤气湿法脱硫工艺设计系别:化学与化学工程系专业:化学工程与工艺姓名:学号:指导教师:设计说明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。
栲胶法是湿法脱硫中一种较为成熟的方法,具有脱硫效率高、对硫化氢含量不同的煤气适应性大、脱硫溶液无毒性、对操作温度和压力的适应范围广、对设备腐蚀性小,所得副产品硫磺的质量好的优点。
本设计对煤气化煤气净化脱硫工艺进行了设计计算,着重设计计算了脱硫过程的关键设备,包括物料衡算,热量衡算,填料塔反应器尺寸的计算及辅助设备的查取,并对主要设备进行了机械强度校核。
(1) 物料衡算 设计中脱硫塔气体中的H 2S 含量为10.0g/m 3,净化后H 2S 含量为0.3 g/m 3。
在进行物料衡算时,由20000m 3/h 的原料气进入脱硫塔,计算得脱硫量为194.00 kg/h ,溶液循环量为1940m 3/h 。
(2) 热量衡算 分别对冷却塔,硫泡沫槽,熔硫釜进行了热量衡算,算得冷却塔的热负荷为70919.56 KJ/t NH 3,冷却水消耗量为14.1833/m tNH ;硫泡沫槽的热负荷为205147.51KJ/t NH 3,蒸汽消耗量为93.14 KJ/t NH 3;熔硫釜的热负荷为479085.96 KJ /釜,蒸汽消耗量为224.4 Kg /釜。
(3) 填料塔的计算 计算得塔径为4.0m ,塔高26.1m ,填料层高度15.6m ,压降为102Pa 。
(4)本设计包含三个图:湿法脱硫主设备图,流程图和物料流程图。
关键词:煤气,栲胶法, 湿法脱硫Design NotesThe method takes off sulphur to handle coal gas with amount of sulphur Gao and takes off the sulphur liquid material that is easy to transport, can be reborn, and can recall worthy chemical element sulphur and constitutes a circulatory system that take off sulphur in a row thus.This design focused a heat of coal gas decontamination to take off a sulphur craft to carry on a design calculation and emphasized a design to compute the key equipments of taking off the sulphur process and included material Heng calculate, calories Heng calculate, the checking of calculation and assistance equipments of the filler tower reactor size takes, and carried on machine strength pit in the school to the main equipments.(1) Material calculation in design of desulphurization tower gas content of 10.0 g/H2S, after purification H2S content of m3 for 0.3 g/m3. When the material balance by 20000m3/h is the feedgas into h desulphurization tower, calculated 194.00 kg/for desulphurization quantity h, solution for circulation 1940m3/h .(2) Heat calculation of cooling tower, the sulfur foam respectively the sulfur melting kettle trough, the heat calculation, calculate the cooling tower heat load for 70919.56 KJ/t NH3, cooling water consumption is 14.18; The heat load of sulfur foam slot for 205147.51 KJ/tNH3, steam consumption is 93.14 KJ/t NH3; The heat load of the sulfur melting kettle for 479085.96 KJ/kettle, 224.4 Kg/steam consumption for kettle .(3) Packed tower calculated to tower drive for high tower 4.0 m, 26.1m, 7%the height for 102Pa 15.6m, pressure drop.(4) This design contains three graph: wet desulphurization main equipment schematics and flow chart and material flow chart.Keyword: coal gas, the wet method takes off sulphur,tannin extract to take off a sulphur method目录1 引言 (1)1.1概述 (1)1.2文献综述 (1)1.2.1煤气净化的现状 (1)1.2.2栲胶的认识 (2)1.2.3 栲胶法脱硫的优缺点 (3)1.3设计任务的依据 (3)2 生产流程的确定 (7)2.1各脱硫方法对比 (7)3 生产流程说明 (9)3.1反应机理 (9)3.1.1碱性水溶液吸收H2S (9)3.1.2 NaHS与偏钒酸钠反应生成焦钒酸钠,析出单质硫 (9)3.1.3将Na2V4O9氧化成偏钒酸钠 (9)3.1.4还原态栲胶的氧化:酚态栲胶被氧化获得再生,同时生成H2O2 (9)3.1.5 在生产中还有生成硫代硫酸钠的副反应 (9)3.2主要操作条件 (10)3.2.1溶液组分 (10)3.2.2温度 (10)3.2.3 CO2的影响 (11)3.3工艺流程 (11)3.4主要设备介绍 (12)3.4.1填料塔 (12)3.4.2氧化槽 (13)3.4.3反应槽 (13)3.4.4贫液泵 (13)3.4.5硫泡沫槽 (14)3.4.6 过滤器 (14)3.4.7 熔硫釜 (14)4 工艺计算书 (15)4.1原始数据 (15)4.1.1煤气组成: (15)4.1.2脱硫液组分: (15)5 主要设备的设计计算 (16)5.1原始数据 (16)5.2物料衡算 (16)5.3热量衡算 (18)5.3.1冷却塔热负荷 (18)5.3.2硫泡沫槽热量衡算 (19)5.3.3熔硫釜热量衡算 (20)5.4填料吸收塔的计算 (21)5.4.1塔径的计算 (21)5.4.2填料高度的计算 (22)5.4.3压降的计算 (23)5.4.4填料规格的校核 (24)5.5附属设备的计算 (25)5.5.1塔的附属高度的计算 (25)5.5.2、喷射再生槽槽体计算 (25)5.5.3 喷射槽喷嘴的计算 (26)5.5.4 混合管的计算 (27)5.5.5 吸气室的计算 (27)5.5.6尾管直径的计算 (28)5.5.7扩散管长度的计算 (28)5.6辅助设备的选型 (28)5.6.1液体分布装置(喷淋装置) (28)5.6.2液体再分布器 (29)5.6.3填料支承板 (29)5.6.4封头 (30)5.6.5裙座 (30)5.6.6人孔,手孔 (30)5.6.7补强圈 (30)6 机械强度的校核 (32)6.1质量载荷 (32)6.2风载荷的计算 (33)6.3壁厚 (34)6.3.1筒体壁厚 (34)6.3.2封头壁厚 (34)7 设计结果 (36)参考文献 (39)附录 (40)致谢 (41)主要符号说明河南城建学院本科毕业设计重要符号说明1 引 言1.1概述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(H 2S ),有机硫化物,如二硫化碳(2CS ),硫氧化碳(COS ),硫醇(25C H SH )和噻吩(44C H S )等。
焦炉煤气脱硫工艺
焦炉煤气脱硫工艺(总19页)本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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:荆智鹏学号: 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。
第五节焦炉煤气脱硫脱氰
第五节 焦炉煤气脱硫脱氰焦炉煤气中含硫化氢4~8g /m 3,氰化氢0.5~2g /m 3。
两者都是有害杂质,既腐蚀设备,又污染环境,危害人体健康。
因此,焦炉煤气必须脱硫脱氰。
目前,世界各国对焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的含量作了限制,规定焦炉煤气用于冶炼优质钢时,硫化氢允许含量为1~2g /m 3;用作城市煤气时,硫化氢允许含量低于20mg /m 3,氰化氢含量低于5.0mg /m 3;供化工合成工业时,硫化氢允许含量为1~2mg /m 3。
焦炉煤气脱硫脱氰有干法和湿法两种工艺。
一、干法脱硫干法脱硫是一种比较古老的脱硫方法。
这种方法的工艺和设备都比较简单,操作和维修也比较容易,至今一些小焦化厂仍在使用。
但该法为间歇操作,占地面积大,脱硫剂的更换和再生工作的劳动强度大,现代化的大型焦化厂已不再采用。
干法脱硫通常以氢氧化铁为脱硫剂。
当焦炉煤气通过脱硫剂时,煤气中的硫化氢与氢氧化铁接触,生成硫化铁,这是吸收反应。
硫化铁与煤气中氧接触,在有水分的条件下,硫化铁转化为氢氧化铁并析出元素硫,这是再生反应。
干法脱硫的过程就是吸收反应和再生反应的多次循环。
其反应式为:Fe 2O 3·H 2O+3H 2S→Fe 2S·H 2O+3H 2OFe 2S 3·H 2O+23O 2→Fe 2O 3·H 2O+3S 干法脱硫的主要设备有箱式和塔式两种。
箱式脱硫器如图4-18所示。
它是用钢板焊制或用钢筋混凝土制成的长方形箱体,内壁涂沥青或沥青漆。
为了防止漏气,箱盖做成水封式,或用由螺栓压紧的橡皮垫圈密封。
箱高1. 5~2m ,箱内水平木格上装有四层脱硫剂,每层厚0. 3~0. 4m ,上下各留有空间,使气流分布均匀图4-18 箱式脱硫器塔式脱硫器如图4-18所示。
它是由钢板制成的直立圆筒,直径为6~9m ,高为12~18m 。
塔内叠置10~14个吊筐,筐中央留有圆孔,上下连接形成一条圆形直立通道。
年产180万吨焦炭焦化厂焦炉煤气脱硫工段初步设计
年产180万吨焦炭焦化厂焦炉煤气脱硫工段初步设计前言设计任务:(1)对脱硫方法的简述与选择。
(2)把工艺流程确定下来,计算物料的平衡、热量的平衡。
计算设计脱硫塔以及再生塔,选定主要设备并绘图。
(3)设置用到的设备以及管道,绘制工艺流程图。
(4)计算脱硫工段的总的投资,以及对脱硫生产成本进行分析。
(5)设计说明书的整理与书写。
进行这次设计的主要目的在于将我平日所学的东西用于生产实践,将我的认识提升到更高的层次,通过查阅文献和将所了解的知识运用到设计中去,很好的训练了我的技能。
这个设计是采用改良ADA法来脱硫,来让生产出的气体合格。
隔空气加热时会有30%到50%的硫以气体形式分布到煤气[1]。
硫化氢是煤气中硫存在的一种主要方式。
除此还有少量的有机硫。
所以焦炉煤气脱硫的关键就在于脱除其中的硫化氢[2]。
工厂地址的选择:地理位置(1)此次脱硫工段的设计主要是为焦炉煤气脱硫所设计,主要用于焦化厂,邯郸县焦化企业众多,地理位置方面相符。
(2)邯郸县靠近煤矿,煤资源廉价易得,资源丰富,适合炼焦产业的发展。
(3)邯郸县靠近邯郸市区,炼焦产业排放烟气直接影响整个市区市民的生活健康,这就要求炼焦产业必须对排放气体进行更深层次的处理,实现达标排放。
并且邯郸县焦化企业所产煤气部分用于供应市区市民使用,这就要求焦炉煤气必须更高要求的脱硫来保证市民的使用安全。
(4)邯郸地区钢铁产业发达,需要大量的炼钢用焦炭,伴随着的就是造成大量焦炉气。
(5)邯郸县地处邯郸地区中心位置,交通便捷,适合焦化厂的建设,同时也就需要焦炉气脱硫技术的应用。
综上所述,焦化厂设在邯郸县地区,并且与脱硫工段配套,可以达到提高生产效益的同时,能更充分的利用各项资源,实现环境保护绿色发展。
气象因素邯郸常年平均气温15℃极端温度23℃极端低温为-10℃。
,平均气压为标准大气压。
平均相对湿度为68℃。
年降水量在450~850毫米。
最大风速16WS.。
动力来源水源地下水为主电源主要为市供电网,部分为工厂自发电蒸汽来源锅炉房1 生产流程的确定1.1脱硫的目的和意义焦炉煤气是在焦炭的生产过程中产生的,荒煤气是没有经过处理的煤气,煤饼含硫量会直接关系到其硫化氢含量。
焦化厂焦炉煤气脱硫工段的设计(1)
本科生毕业设计100万吨/年焦化厂焦炉煤气脱硫工段的设计摘要本设计为100万t/a焦化厂焦炉煤气脱硫工段的设计,采用的煤气脱硫方法为湿法脱硫的改良A.D.A.法。
本设计的主要任务是脱除焦炉煤气中的硫化氢,同时要使生产出来的煤气各项指标能满足要求,达到民用煤气的标准。
设计的主要内容包括:1、煤气脱硫方法的概述和意义;2、工艺流程的选择与论证,选用改良A.D.A法;3、主要设备的计算、选型和布置;4、保障生产正常进行所必须的非工艺部分,包括供水、供电、采暖、设备维修、仪表自动化等;5、经济核算,每生产一吨焦炭该设计工段亏损7.0元。
本设计的工艺部分包括煤气脱硫和脱硫液再生以及硫磺回收。
脱硫采用了脱硫塔,再生部分用再生塔,对于其基本原理,文中有着详细的论述,回收硫部分采用了真空过滤机。
在设计过程中,参考了焦化厂的焦炉煤气净化工艺,并在其基础上将国内外一些新的、成熟的工艺进行了比较、引用。
关键词:焦炉煤气;脱硫;改良A.D.A法AbstractThis is a design of 100 million t / a coking plant coke oven gas desulfurization section, the method for gas desulfurization is the improved ADA law. The main task of this design is the removal of hydrogen sulfide in coke oven gas, and the gas produced to make the indicators to meet the requirements, to civilian gas standards, at the same time.The main contents of the design are as follows:1, an overview of gas desulphurization and significance. 2, the process of selection and demonstration,select the improved of ADA Act. 3, the calculation, selection and arrangement of major equipment. 4, the security necessary for normal production of non-technology components, including water, electricity, heating, equipment maintenance, instrumentation and automation.5, the economic accounting, produce 1 ton of coke necessary to loss of 7.1442 yuan.Part of the design process including gas desulfurization and regeneration of the desulfurization solution and sulfur recovery. In zhe deign, part of desulfurization the desulfurization tower is used, recycled parts recycled tower is used. For the basic principles, the paper has a detailed discussion. Part of sulfur recovery the vacuum filter is used.In the design process, with reference to the coking plant in Xuzhou Universe coke oven gas purification process, and on its basis , compared the home and abroad new, mature technology, and references.Key words: coke oven gas; desulfurization; improved ADA Act目录1 总论 (1)1.1 焦炉煤气脱硫的目的和意义 (1)1.2 硫化氢的性质 (1)1.5 厂址的选择 (2)1.5.1 地理条件 (3)1.5.2 资源条件 (3)1.5.3 供排水条件 (3)1.5.4 交通运输条件 (3)1.5.5 经济条件 (3)1.5.6 气候条件 (3)2 脱硫工艺论证及确定 (3)2.1 脱硫方法概述 (3)2.1.1 干法脱硫 (3)2.1.2 湿法脱硫 (3)2.2 脱硫工艺的确定 (10)2.2.1 脱硫工艺的选择 (10)2.2.2 脱硫工艺的优化 (11)3 改良A.D.A法脱硫工艺流程及操作 (11)3.1 脱硫工艺流程 (12)3.2 影响碱液对硫化氢吸收速度的因素 (13)3.3 主要工艺参数 (13)3.4脱硫工艺操作要点 (14)4 主要设计计算依据 (14)4.1 煤气量计算 (14)4.1.1 计算依据 (14)4.1.2 计算过程 (14)4.2 主要设计计算参数 (15)4.2.1 设备参数 (15)4.2.2 原材料消耗参数 (15)4.2.3 主要设计要求 (15)4.3 物料衡算 (15)4.3.1 H2S 的吸收量 (15)4.3.4 原料消耗 (16)5 主要设备的设计及计算 (17)5.1 脱硫塔 (17)5.1.1 计算参数 (17)5.1.2 脱硫塔的计算 (17)5.1.3 塔顶喷淋装置 (18)5.2 再生塔 (19)5.3 反应槽 (20)5.4 事故槽 (21)5.5 加热器 (21)5.6 循环泵 (22)5.6.1 管内的阻力损失 (23)5.6.2 换热器阻力损失 (23)5.7 空压机 (24)5.8 硫泡沫槽 (25)5.9 真空过滤机 (25)5.10 熔硫釜 (26)5.11 通风机 (27)5.12 主要管道管径 (27)5.12.1 煤气管道 (27)5.12.2 压缩空气管道 (27)5.12.3 蒸汽管道 (27)6 主要设备的选型 (28)6.1 脱硫塔 (28)6.2 再生塔 (28)6.3 循环泵 (28)6.4 空气压缩机 (28)7 工段布置及总平面布置 (29)7.1 布置原则 (29)7.4 总平面布置及说明 (30)8 非工艺部分 (31)8.1 共用设施 (31)8.1.1 供水 (31)8.1.2 供电 (31)8.1.3 蒸汽与压缩空气 (32)8.1.4 供暖与通风 (32)8.1.5 土建 (32)8.1.6 机修 (32)8.2 仪表及自动化 (32)9 生产操作和劳动定员 (34)9.1 生产操作 (34)9.1.1 泵工正常操作 (34)9.1.2 泡沫工正常操作 (35)9.1.3 过滤机工正常操作 (35)9.2 劳动定员 (36)10 经济核算 (37)10.1 核算说明 (37)10.2 投资概算 (37)10.2.1 土建部分 (37)10.2.2 设备部分 (38)10.2.3 工具费 (39)10.2.4 设备施工管理费 (39)10.2.5 化验设备费 (39)10.2.6 工艺管道和阀门 (39)10.2.7 仪表费与电气费 (40)10.2.8 设计费 (40)10.2.9 不可预见费 (41)10.3 生产成本分析 (41)10.3.3 工资及附加费 (42)10.3.4 工段经费 (42)10.4 核算 (42)参考文献 (43)附录 (44)1 设备一览表 (44)2 图纸说明 (45)1 总论1.1 焦炉煤气脱硫的目的和意义焦炉煤气由焦化企业炼焦生产时产生。
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术工艺简介焦炉煤气常用的脱硫方法从脱硫剂的形态上来分包括干法脱硫技术和湿法脱硫技术。
一、干法脱硫技术干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢,同时脱除氰化物及焦油雾等杂质。
干法脱硫又分为中温脱硫、低温脱硫和高温脱硫。
常用脱硫剂有铁系和锌系,氧化铁脱硫剂是一种传统的气体净化材料,适宜于对天然气、油气伴生气、城市煤气以及废气中硫化氢含量高的气体。
常温氧化铁脱硫原理是用水合氧化铁(Fe2O3·H2O)脱除H2S,其反应包括脱硫反应与再生反应。
干法脱硫工艺多采用固定床原理,工艺简单,净化率高,操作简单可靠,脱硫精度高,但处理量小,适用于低含硫气体的处理,一般多用于二次精脱硫。
但由于气固吸附反应速度较慢,工艺运行所需设备一般比较庞大,而且脱硫剂不易再生,运行费用增高,劳动强度大,不能回收成品硫,废脱硫剂、废气、废水严重污染环境。
二、焦炉煤气湿法脱硫技术湿法工艺是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢。
常用的方法有氨水法、VASC法、单乙醇胺法、砷碱法、改良ADA法、TH 法、苦味酸法、对苯二酚法、HPF法以及一些新兴的工艺方法等。
(1)氨水法(AS法)氨水法脱硫是利用焦炉煤气中的氨,在脱硫塔顶喷洒氨水溶液(利用洗氨溶液)吸收煤气中H2S,富含H2S和NH3的液体经脱酸蒸氨后再循环洗氨脱硫。
在脱硫塔内发生的氨水与硫化氢的反应是:H2S+2NH3·H2O→(NH4)2S+2H2O。
AS循环脱硫工艺为粗脱硫,操作费用低,脱硫效率在90%以上,脱硫后煤气中的H2S在200-500mg·m-3。
(2)VASC法VASC法脱硫过程是洗苯塔后的煤气进入脱硫塔,塔内填充聚丙烯填料,煤气自下而上流经各填料段与碳酸钾溶液逆流接触,再经塔顶捕雾器出塔。
煤气中的大部分H2S和HCN和部分CO2被碱液吸收,碱液一般主要是Na2CO3或K2CO3溶液。
吸收了酸性气体的脱硫富液与来自再生塔底的热贫液换热后,由顶部进入再生塔再生,吸收塔、再生塔及大部分设备材质为碳钢,富液与再生塔底上升的水蒸汽接触使酸性气体解吸。
焦炉煤气脱硫方案
焦炉煤气脱硫方案
一.工艺选择
由于焦炉煤气中含硫化氢较高,出口要求硫化氢含量又较低,因此本工艺选择湿式催化法和干式吸附法相结合的工艺方法以确
保脱硫效率合格率98%以上。
二.主要工艺参数
脱硫气量:13000NM3
进口煤气硫化氢含量:≤5000mg/NM3
出口煤气硫化氢含量:≤50mg/NM3
进口煤气温度:≤30℃
三.脱硫工艺流程
见附图
四.主要设备的规格参数和估算重量
序号名称规格数量重量(T) 备注
1 脱硫塔Φ2.6*27m
2 30*2不含填料150M3
2 清洗塔Φ2.0*16m 113.2
3再生槽Φ6.5/Φ7.5*9m 138
4喷射器XJs-2 21
5 富液槽80M315.1或混凝土
6制备槽Φ1.6*1.6m 10.3
7贫液槽80M315.1或混凝土
8熔硫釜Φ1.0*3.8m 13.5其中不锈钢2吨9泡沫泵Q=30 H=40 1
10 脱硫泵Q=370H=45 4 各一开一备
11再生泵Q=370H=60 3 二开一备
12水封Φ0.630.35*3
13精脱硫塔Φ7.2*12.9m 132.2不含脱硫剂80M314安装管道、阀门、电器、仪表、爬梯、平台等另计。
焦炉煤气DDS脱硫技术
目录1、DDS脱硫技术简介1.1 概述1.2 DDS脱硫反应原理1.3 工艺流程简介2、DDS脱硫剂2.1 主要组分及作用2.2 DDS脱硫溶液2.3 加入四种药品的原因3、DDS脱硫过程中的注意事项3.1 加药过程中需要注意的问题3.2 DDS脱硫的再生时间和溶液的PH值3.3 细菌疲劳3.4 细菌数量3.5 副反应问题4、DDS脱硫技术操控指标及效果4.1 操控指标4.2 脱硫效果5、原料投入及运行成本分析5.1 原料投入分析5.2 运行成本分析附DDS脱硫操作焦炉煤气DDS脱硫技术1、DDS脱硫技术简介1.1 概述DDS脱硫技术是“生化铁—碱溶液催化法气体脱硫方法”的简称,是一种全新的湿法生物化学脱硫技术,用含DDS脱硫催化剂和亲硫耗氧性耐热耐碱菌及有关辅助材料的碱性溶液吸收煤气中的无机硫、有机硫和极少量的二氧化碳,进行脱硫。
其脱硫原理和概念与传统的湿法脱硫技术有所不同。
1.2 DDS脱硫反应原理DDS脱硫剂是模仿人体正常血红蛋白的载氧性能研制出来的脱硫催化剂,它是含有铁的有机络合物的多聚合物。
DDS催化剂既能脱除无机硫又能脱除少量有机硫。
同时在吸收过程中会产生一些不溶性铁盐沉淀,好氧菌在DDS络合铁配体的协助下可以将这些不溶性铁盐瓦解,使之以活性铁离子的形式返回溶液中,保证溶液中各种形态铁离子的稳定存在。
DDS脱硫液在酚类物质与铁离子的共同催化下,用空气氧化再生,副产硫膏,再生DDS脱硫液循环使用。
由于DDS脱硫液进入系统后,首先会在所有设备内壁形成一层非常致密的氧化物保护膜,再者DDS脱硫液中含有较高浓度的Fe2+和Fe3+,可以有效降低单质铁被氧化成 Fe2+和Fe3+,即减缓溶液对设备的腐蚀速度,延长设备的使用寿命。
当DDS溶液和气体接触时,吸收气体中的无机硫、有机硫和二氧化碳.并转化为“富液”。
“富液”是吸收了S 、H2S和CO2的含DDS催化剂(的Na2CO3)的水溶液。
吸收反应可以简单归结如下为五类反应:(1) H2S、CO2与碱及DDS铁离子的反应。
煤气WSA法(湿法硫酸)脱硫工艺
在煤气化厂 ⑴ 上海焦化厂 (中国),规模, 40 吨/日; ⑵ 柳州化肥厂 (中国),规模, 50 吨/日; ⑶ VFT n.v (比利时),规模,4 吨/日; ⑷ Krupp-Koppers ARAL Aromatics GMbH (德国), 8 吨/日; ⑸ Babcock King-Wilkinson Ltd (威尔士),规模,11 吨/日; ⑹ Daelim Engineering Co., Ltd(南韩 ),规模,4 吨/日。 ⑺ Sasol Synfuels (Pty) Ltd., Secunda (南非)
-4-
工艺气体离开冷凝器的温度约 100C,能直接送入烟道,排放的 SO2 浓度控制在 960mg/Nm 以下, 低于国家环保排放标准 GB16297-1996 二氧化硫的排放要求。WSA 冷凝器的一个很显著的特点就是, 气体中含酸雾极少。 冷却空气离开 WSA 冷凝器的温度约 200C, 部分热空气作为焚烧炉的燃烧气, 其余可与工艺气混 合送入烟道增加浮力排出或用于锅炉水预热。 由于来自焦炉煤气真空碳酸钾洗的含硫气体,很多含有大量的 HCN,在焚烧炉中生成氮氧化物 NOX,要脱除氮氧化物,可通过在 SO2 反应器上游引入一个 SCR 反应器,来脱除在焚烧炉后流出气体 中的氮氧化物。这种情况下,在 SCR 反应器的上游要注入化学计量量的氨。 反应器中热回收为蒸汽。通常,为避免腐蚀锅炉,废热锅炉产生蒸汽最低在 35-40kg。 除了在设计温度要求是耐热钢材(不锈钢或钼合金),构造材料一般均是碳钢。燃烧室和废热 锅炉内部有耐火衬里保护。接触冷凝酸的冷凝器部分,有氟聚合物衬里保护。底部部分是耐酸砖衬 里。酸冷却器通常是由哈司特镍合金 C 制成。 装置处理含有水蒸气的气体,在 SO2 转化前不需要进行冷却/冷凝工艺,因此,不产生液体流出 物,没有废水、废液、废固等二次污染物产生。
年产180万吨焦炭焦化厂焦炉煤气脱硫工段初步设计
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。
浅谈888湿法焦炉煤气脱硫工艺
浅谈888湿法焦炉煤气脱硫工艺0 前言目前,国内外的脱硫工艺主要有湿法和干法两种,焦化行业焦炉煤气脱硫大多采用湿法,但脱硫工艺设备和所采用的催化剂是多种多样的,主要的有:改良ADA、HPF、AS、TH、888等,不同工艺和不同催化剂的使用呈现出脱硫技术争相斗艳的局面。
乌海市西部煤化工公司拥有2x72孔、4.3m高碳化室的捣固焦炉,年产冶金焦炭100万吨。
其脱硫工段采用东狮公司设计的888湿法脱硫工艺,该工艺于2010年12月18日投产,自开工以来基本实现原设计目的:塔后H2S 含量≤20mg/m3。
体现出工艺优化、设备高效、操作方便、既环保又节能的特点。
1 装置特点888湿法脱硫工艺主要采用空喷塔和填料塔结合的工艺,利用空喷塔进行预处理将近80%的H2S和HCN吸收掉,后面使用2个填料塔进一步精脱硫,从而从工艺上很好的解决了通常的脱硫工艺容易堵塔的问题。
再者,空喷塔除了在不易堵塔的情况下很好的工作外还可以很好的阻挡油、萘等杂质对后续工艺的侵蚀,在空喷塔脱硫液受到侵蚀后调整好填料塔脱硫液同样可以收到满意的脱硫效果。
从而,给予了处理空喷塔脱硫液的时间和保证脱硫工作的正常进行。
脱硫液富液再生通过富液泵产生压力进入喷射器喷射吸风氧化再生;再生槽生产的硫泡沫利用微孔陶瓷过滤机过滤生产硫膏。
其主要工艺流程如下:2 PSC脱硫再生槽专用喷射器该工艺富液再生系统采用脱硫再生槽专用喷射器(PSC型)。
喷射器应用于气-液传质过程能够充分发挥并流原理的优点,脱硫液以高速度通过喷射器的喷嘴形成射流产生局部负压吸引空气,此时由于两相流体立即被高速分散而处于高速湍流状态,气液接触面大大增加且不断更新,因此使传质过程极为迅速。
脱硫液被快速有效的再生氧化形成的硫颗粒在再生槽内被浮选溢流出来,从而完成脱硫液由富液向贫液的转化。
东狮公司设计开发的PSC型喷射器应用在脱硫再生设备上充分体现出了节能、高效的优点。
3 预脱硫塔特点湿式氧化法采用填料塔做为吸收塔型有着诸多弊病,尤其是对于焦炉气来说,首先进口硫较高,其次气质不洁净,因此决定着较别的化工行业的湿法脱硫更易堵塔。
湿法脱硫操作规程样本
脱硫岗位操作规程1、生产工艺流程概述从洗脱苯来约30—35℃焦炉煤气串联进入脱硫塔(A、B)下部,与塔顶喷淋下来脱硫液逆流接触进行洗涤,并发生化学反映,从而使煤气中硫化氢脱除,脱硫后煤气送往各顾客。
脱硫塔下部液位通过脱塔液封槽高度来进行控制。
由脱硫塔液封槽流出脱硫液进入富液槽。
脱硫富液由富液泵加压后经溶液换热器进行换热(冬季加热,夏季冷却),温度控制约为35℃,然后进入喷射氧化再生槽。
脱硫液在通过喷射器时,靠自身压力将空气吸入并进入再生槽底部。
在再生槽内,空气与脱硫液充分接触并发生化学反映,形成硫泡沫,从而使脱硫液得到再生。
由于硫泡沫比重比脱硫液轻,硫泡沫漂浮在脱硫槽中脱硫液液面上,随脱硫液一起流入再生槽环隙中并在此靠重力进行分离。
再生槽环隙液位是靠液位调节器进行控制,通过调节环隙液位高度,从而只使硫泡沫溢流到硫泡沫室。
分离了硫泡沫脱硫液为贫液,贫液经液位调节器后流入贫液槽中。
脱硫液所使用脱硫剂为纯碱,定期将纯碱加入到配碱槽中,加水、加热、搅拌,溶化后由碱液泵送至贫液槽。
同步,脱硫所使用催化剂PDS+对苯二酚也在碱液槽中进行配制,并送入贫液槽中,与纯碱一起补加到系统中。
脱硫贫液由贫液泵加压后,分别送至脱硫塔上部,再次对焦炉煤气进行洗涤脱硫。
由喷射氧化再生槽浮选出硫泡沫自动流入硫泡沫槽,在此经搅拌、加热、沉降、分离后,硫泡沫经硫泡沫泵加压后送至熔硫釜持续进行熔硫,生产硫磺外售。
由熔硫釜排出清液溢流进入缓冲槽。
然后由碱液泵送至富液槽,循环使用。
2、岗位职责和任务2.1 负责本岗位所有设备、管道装置正常运营。
2.2 稳定系统生产操作,保证脱硫后煤气硫化氢含量达到技术规定(≤20mg/Nm3)。
2.3 负责各运转设备开停车操作,并调节其流量、压力、温度,使其符合工艺指标;浮现异常及时报告并做出相应应急解决。
2.4 控制好各槽体液位和溶液换热器出口脱硫液温度;依照生产需要稳定循环量,控制好再生槽环隙液位,通过液位调节器操作,保证硫泡沫正常分离。
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术工艺简介焦炉煤气是炼焦过程的副产品,是H2、CH4、CO2、CO等气体组成的混合物,焦炉煤气的产率和构成取决于炼焦用煤的质量及炼焦过程操作条件。
焦炉煤气是一种高热值煤气,可作燃料使用,也可用作化工产品的重要原料,如合成氨、甲醇等。
焦炉煤气无论是作燃料,还是作生产原料,使用前需进行净化处理,以脱除煤气中H2S及HCN 等,满足环保和生产要求。
焦炉煤气脱硫工艺可分为干法脱硫工艺和湿法脱硫工艺2大类。
一、干法脱硫工艺干法脱硫工艺是指使用固体脱硫剂,在固定床层中进行H2S的物理或化学吸附、吸收与化学反应。
干法脱硫技术主要包括活性炭系、铁系、锌系、铜系、锰系及钙系等脱硫剂。
干法脱硫效率高,生产成本低,但脱硫剂需要定期更换,劳动强度大,同时失效的脱硫剂需进行处理。
因此,干法脱硫工艺主要用于湿法脱硫后的精脱硫。
二、湿法脱硫工艺湿法脱硫工艺是指利用液体形式的脱硫剂脱除煤气中的H2S和HCN。
按溶液的吸收和再生性质又分为湿式吸收法,包括物理吸收法、化学吸收法和物理-化学吸收法以及湿式氧化法。
湿法脱硫具有焦炉煤气处理量大、脱硫效率高等特点,在国内焦炉煤气脱硫中较为常用。
1、湿式吸收法湿式吸收法是以单乙醇胺、碳酸盐及氨溶液等不同的碱源作吸收液,吸收焦炉煤气中的H2S和HCN,吸收液在一定操作条件下经解吸释放出H2S等酸性气体,借助制酸工艺或克劳斯工艺,将酸性气体转化生成硫酸或硫磺产品。
湿式吸收法包括真空碳酸盐法、氨硫联合洗涤法及单乙醇胺法。
(1)真空碳酸盐法真空碳酸盐法脱硫工艺是—种物理—化学吸收方法,溶液中起吸收作用的是碳酸钠(或碳酸钾)。
焦炉煤气与吸收液逆流进行传质并发生反应,HCN、H2S及CO2被吸收液吸。
吸收了H2S的等酸性气体的溶液循环到再生塔,在一定操作条件下,H2S等酸性气体析出,实现吸收液的再生。
酸性气体经克劳斯法生成硫磺或经Topsoe法生成浓硫酸。
该工艺特点如下:脱硫剂单一,脱硫效率可达99%;产品质量好,硫磺纯度可达99.7%;采用真空解吸,操作温度低,为50-60℃,可有效利用循环氨水余热。
煤气脱硫技术方案
煤气脱硫技术方案引言:煤气脱硫是一种常见的煤气处理技术,旨在去除煤气中的硫化物,减少大气污染和设备腐蚀。
本方案将介绍几种常用的煤气脱硫技术,包括湿法脱硫、干法脱硫以及选择性催化还原技术。
一、湿法脱硫技术湿法脱硫技术是一种常见的煤气脱硫方法,通过在煤气中加入吸收剂进行反应来去除硫化物。
其中,比较常用的吸收剂有石灰乳、泉生石灰和酸性氧化物溶液。
该技术的主要工艺流程如下:1.吸收剂制备:将合适的吸收剂与水混合,制成适当浓度的吸收剂溶液。
2.吸收剂喷嘴:在煤气排放口设置喷嘴,将吸收剂与煤气充分接触。
3.反应槽:设置一个反应槽,煤气在此处与吸收剂进行反应。
4.分离器:将反应后的煤气与剩余的吸收剂分离。
5.再循环:将分离后的煤气再次送回到吸收剂喷嘴,进行循环处理。
该技术具有脱硫效率高、操作简单、投资成本低的特点。
但是,由于吸收剂使用过程中产生废水和废渣的问题需要解决。
二、干法脱硫技术干法脱硫技术是另一种常用的煤气脱硫方法,通过吸收剂与煤气中的硫化物和氧反应来去除硫化物。
其中,常用的吸收剂有氢氧化钠、氢氧化钙和硫酸。
1.吸收剂制备:将合适的吸收剂制成固体形式,以便与煤气中的硫化物接触反应。
2.反应槽:设置一个反应槽,并在槽中加入适量的吸收剂。
3.煤气进风口:将含有硫化物的煤气送入反应槽。
4.反应:煤气在反应槽中与吸收剂发生反应,生成硫化物和氧化物。
5.分离:将反应后的硫化物和氧化物与煤气分离。
6.再循环:将分离后的煤气再次送回到反应槽中进行循环处理。
干法脱硫技术具有脱硫效率高、操作简单、废气排放干净的优点,但是吸收剂的再生和废渣处理需要特别关注。
三、选择性催化还原技术选择性催化还原技术是一种基于催化剂的煤气脱硫方法,通过将适量的还原剂注入煤气中,使催化剂吸附并还原煤气中的硫化物。
该技术的主要工艺流程如下:1.催化剂选择:选择适合的催化剂,常见的有铜、锌和硅铝酸盐等。
2.催化剂制备:将催化剂制备成合适的颗粒形状。
焦炉煤气脱硫工艺选择与方案设计
焦炉煤气脱硫工艺选择与方案设计摘要:随着工业化进程的不断加快,煤炭等化石能源的使用量也在不断增加,而煤炭的燃烧会产生大量的二氧化硫等有害气体,对环境和人类健康造成严重的影响。
因此,煤气脱硫技术的研究和应用变得越来越重要。
目前,焦炉煤气脱硫技术已经得到广泛应用,但是不同的脱硫工艺有着不同的优缺点,如何选择合适的脱硫工艺并设计出最优方案,成了研究的重点。
关键词:焦炉煤气;脱硫工艺;方案设计1焦炉煤气脱硫工艺对比分析目前,在实际应用中具有代表性的脱硫工艺包括 A.S 法煤气脱硫工艺、HPF 法脱硫工艺以及碳酸钠+PDS脱硫工艺。
(一)A.S 法煤气脱硫工艺A.S 法煤气脱硫工艺是一种常用的焦炉煤气脱硫技术,其主要原理是利用氨水与二氧化硫反应生成硫酸铵,从而达到脱硫的目的。
主要流程包括:氨水喷淋、反应吸收、过滤分离、再生吸收等步骤:将氨水喷淋到煤气中,与二氧化硫发生反应,生成硫酸铵;将含有硫酸铵的煤气进入吸收塔中,与吸收液进行反应吸收,使二氧化硫被吸收;将吸收液中的硫酸铵和水分离出来,得到含有硫酸铵的液体;将含有硫酸铵的液体进入再生塔中,通过加热和通入空气的方式,使硫酸铵分解为二氧化硫和氨水,再次用于煤气脱硫。
A.S 法煤气脱硫工艺能够将煤气中的二氧化硫脱除率达到90%以上,脱硫效率高。
该工艺适用于各种煤气,包括高温、高湿、高硫等煤气,具有很好的适应性。
且操作简单,设备投资和运行成本低,易于维护和管理。
同时不会产生二次污染,对环境友好,同时也能够回收利用氨水和硫酸铵,节约能源和资源。
(二)HPF 法脱硫工艺HPF法脱硫工艺是一种高效的焦炉煤气脱硫技术,其全称为高压喷雾吸收法该工艺主要通过高压喷雾将煤气中的SO2与水溶液中的氢氧化钠反应生成硫酸钠,从而达到脱硫的目的。
HPF法脱硫工艺的优点在于其脱硫效率高、操作简单、设备投资少、运行费用低等方面。
同时,该工艺对煤气中的其他污染物也具有一定的去除效果,如NOx、HC l等。
焦炉煤气湿法脱硫工艺设计初样
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(H 2S ),有机硫化物,如二硫化碳(2CS ),硫氧化碳(COS ),硫醇(25C H SH )和噻吩(44C H S )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/m 3,此外还含0.5~1.5g/m 3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/nm 3。
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。
1.2焦炉煤气净化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。
焦炉煤气脱硫工艺技术资料
焦炉煤气脱硫工艺技术资料目录1 技术描述1.1 工厂概念1.2 工艺描述1.2.1 V ACASULF-工厂1.2.2 MONOCLAUS-工厂1 技术描述1.1 工厂概念在所提供的工厂概念中,在现有BTX洗涤器下游,将安装一套V ACASULF 洗涤装置。
K2CO3溶液(氢氧化钾溶液)用作洗涤液。
为了在COG中取得更低的H2S,将在洗涤器的上部再增加一个用NaOH溶液的洗涤段。
普遍认为,再进入脱硫工艺前,已经将氨从焦炉煤气中洗掉了。
富集V ACASULF溶液将在V ACASULF解吸塔中处理并返回洗涤器。
V ACASULF洗涤后的酸煤气将在MONOCLAUS工厂中进一步处理,以生产液硫,液硫在另外的刨片厂中固化。
V ACASULF的少量废液以及MONOCLAUS的尾气将返回现有煤气处理厂。
用过的NaOH溶液可用于氨洗提塔,裂解氨组分。
从这个洗涤塔出来的氨蒸汽将返回氨洗涤塔。
1.2 工艺描述1.2.1 V ACASULF工厂V ACASULF洗涤器中待处理的粗煤气,除其他组分外,含有H2S和HCN。
为了从预清洗煤气中除去这些组分,被转到V ACASULF洗涤器。
在洗涤器中,部分H2S和HCN还有部分CO2被氢氧化钾溶液除去。
在H2S洗涤器的上部,将增加一个使用NaOH的洗涤段,以减少H2S含量。
富集K2CO3溶液转到解吸塔再生。
产生的酸煤气用真空泵抽出并含有洗涤过的H2S和CO2, 以及HCN的主要部分。
小部分被去除的HCN将被洗涤剂化学束缚。
1.2.1.1 H2S洗涤从现有工厂来的预清洗COG将首先经过一个分离器,以保留BTX洗油颗粒。
然后COG由下向上通过V ACASULF洗涤器的洗涤段,经过一个除雾器离开洗涤器。
为了取得较低H2S含量的清洗过的COG,将在洗涤器上部安装额外的使用NaOH溶液的洗涤段;通过这个段,所有NaOH将被首先用来减少H2S含量;然后再用来裂解氨洗涤器中煤水的固定氨组分。
煤气净化湿法脱硫的化学工艺
煤气净化湿法脱硫的化学工艺在煤化工领域中,煤气净化是一个重要的工作内容,在煤气净化的流程中,脱硫又是一个关键的步骤,脱硫包括湿法脱硫和干法脱硫,近年来湿法脱硫引起了人们的高度重视。
本文主要分析了煤气净化的流程,并简单介绍了湿法脱硫的特点,然后对煤气净化湿法脱硫技术的运用方式做简单阐述,旨在为同行提供一定的参考。
标签:煤气净化;湿法脱硫;化学工艺0 引言在煤气净化的过程中,一定要先做好脱硫步骤的设置,才能更好地实现脱硫的效果。
从现阶段化工领域的生产特点和流程来说,干法脱硫和湿法脱硫相比,更不适应目前的化工进展,因此在一定的脱硫过程中,企业都是采用湿法脱硫的方式。
1 煤气净化湿法脱硫的工艺流程煤气净化是一个重要的过程,可以将煤气中的一些杂质和要害的物质去除,从而提升煤气的洁净度和安全性,为人们提供更为健康和安全的煤气。
在煤气净化的过程中,尤其是采用湿法脱硫,应该严格按照一定的流程来实现。
首先是将气流的初始温度降低,刚从炉膛中排出来的气体温度比较高,而在这个温度比较高的环境下,后续的脱硫会受到气流阻碍的影响,因此做好温度的降温工作时非常重要的。
在实际的过程中,在脱硫之前,一定要将运送气流的真实温度采取一定的降低措施,可以在冷却塔中进行,通过冷处理来降低它的温度,然后才能符合脱硫的质量和要求。
其次是正式脱硫的过程,在这个过程中,是整个脱硫的关键步骤,通过降温处理的气流,需要将其送到后续的脱硫装置中,最终进入到脱硫塔。
在脱硫塔内,需要添加一定的制剂,以促进脱硫的发生,将煤气中的硫化氢这种物质置换出来。
对于脱硫的过程,需要设定一定的化学反应,对化学反应的温度等环境进行分析,确保装置的密封性良好,才能保证脱硫正常顺利实施。
最后是脱硫完成之后,煤气被送到后续的脱硫阶段,将残存的一些苯氨去除。
在刚进入这个阶段时,脱硫过程中会产生一定的液体,带着一些积累的硫化物,然后液体被送到再生塔,此时在再生塔添加一些制剂来促进后续反应的发生。
万吨焦化厂焦炉煤气脱硫工段设计(改良ADA法)样本
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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(H 2S ),有机硫化物,如二硫化碳(2CS ),硫氧化碳(COS ),硫醇(25C H SH )和噻吩(44C H S )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/m 3,此外还含0.5~1.5g/m 3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/nm 3。
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。
1.2焦炉煤气净化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 ,Na 2CO 3380~133g/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 ,Na 2CO 3 22.3g/l ,3NaHCO 3.24 g/l, 3NaVO 2~2.5g/l 脱硫液,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。
H 2SH2S1.4 栲胶法脱硫的优缺点1.4.1优点栲胶法脱硫是目前工业化生产中应用较多的湿式脱硫方法,它本身有许多优越之处,但是与此同时,也存在着许多的不足。
栲胶是聚酚类(丹宁)物质,可替代ADA作为载氧体,价格低廉,栲胶本身还是良好的络合剂,不需要添加酒石酸钾钠的络合剂。
此法的吸收效果与ADA相近,且具有不容易堵塞脱硫塔填料,栲胶资源丰富,价格便宜以及脱硫液活性好,性能稳定,腐蚀性小等优点。
此外,脱硫效率大于98℅,所析出的硫容易浮选和分离。
栲胶法脱硫整个脱硫和再生过程为连续在线过程,脱硫与再生同时进行,不需要设置备用脱硫塔。
煤气脱硫净化程度可以根据企业需要,通过调整溶液配比调整,适时加以控制,净化后煤气中H2S含量稳定。
(1)栲胶资源丰富、价格低廉、无毒性、脱硫溶液成本低,因而操作费用要改良ADA法低。
(2)脱硫溶液的活性好、性能稳定、腐蚀性小。
栲胶本身既是氧化剂,又是钒的络合剂,脱硫溶液的组成比改良ADA法简单,且脱硫过程没有硫磺堵塔问题。
(3)脱硫效率大于98℅,所析出的硫容易浮选和分离。
(4)栲胶法脱硫整个脱硫和再生过程为连续在线过程,脱硫与再生同时进行,不需要设置备用脱硫塔。
(5)煤气脱硫净化程度可以根据企业需要,通过调整溶液配比调整,适时加以控制,净化后煤气中H2S含量稳定。
1.4.2缺点(1)配制脱硫液和往系统中补加时都要经过加热溶化制备过程。
(2)1.4.3硫化物对作为原料气生产工艺过程有何危害21.4.4粗煤气脱硫系统的正常开车操作要点1.4.5脱硫后硫化氢含量高的主要原因1.4.6脱硫后硫化氢含量高的处理方法1.5 设计任务的依据工艺参数:粗煤气入吸收塔时H2S的含量,C1=10 g/m3净化气中H2S的含量,C2=0.15 g/m3入吸收塔焦炉煤气量,G= 24000m3/h入冷却塔焦炉煤气温度,t1=50 ℃出冷却塔入吸收塔焦炉煤气温度,t2=35 ℃入吸收塔焦炉煤气压力,1.39atm(表)设计目标:净化煤气中H2S浓度≤0.15 g/m32 生产流程及方案的确定焦炉煤气的净化主要是要脱除煤气中的H2S,脱硫的方法有两种:干法脱硫、湿法脱硫。
干法脱硫既可以脱除无机硫,又可以脱除有机硫,而且能脱至极精细的程度,但脱硫剂再生较困难,需周期性生产,设备庞大,不宜用于含硫较高的煤气,一般与湿法脱硫相配合,作为第二级脱硫使用。
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。
3 生产流程说明3.1反应机理反应机理是脱硫的根本,也是整个脱硫过程中的核心部分。
以下是栲胶法脱硫的反应机理。
3.1.1碱性水溶液吸收H2SNa2CO3+H2S→NaHS+NaHCO33.1.2五价钒络合物离子氧化HS-析出硫磺,五价钒被还原成四价钒2V5++HS1-→2V4++S+H1+3.1.3 醌态栲胶氧化四价钒成五价钒,空气中的氧氧化酚态栲胶使其再生,同时生成H2O2TQ(醌态)+V4++2H2O→THQ(酚态)+V5++2OH-2THQ+O2→2TQ+H2O23.1.4 H2O2氧化四价钒和HS-H 2O2+V4+→V5++2OH-H 2O2+HS-→H2O+S+OH-3.1.5 当被处理气体中有CO2、HCN、O2时产生如下副反应:NaCO3+CO2+H2O→2NaHCO3Na2CO3+2HCN→2NaCN+H2O+CO2NaCN+S→NaCNS2NaCNS+5O2→Na2SO4+CO2+SO2+N22NaHS+2O2→Na2S2O3+H2O3.2主要操作条件3.2.1溶液组分溶液的主要组分是碱度、NaVO3、栲胶。
3.2.1.1 碱度溶液的总碱度与其硫容量成线性关系,因而提高总碱度是提高硫容量的有效途径,一般处理低硫原料气时,采用的溶液总碱度为0.4N,而对高硫含量的原料气则采用0.8N 的总碱度。
PH值再8.5~9.0。
碱度过高,副反应加剧。
3.2.1.2 NaVO3含量NaVO3的含量取决于脱硫液的操作硫容,即与富液中的HS-浓度符合化学计量关系。
应添加的理论浓度可与液相中HS-的摩尔浓度相当,但在配制溶液时往往要过量,控制过量系数在1.3~1.5左右。
3.2.1.3栲胶浓度作为氧载体,栲胶浓度应与溶液中钒含量存在着化学反应的计量关系。
从络合作用考虑,要求栲胶浓度与钒浓度保持一定的比例,同时还应满足栲胶对碳钢表面缓蚀作用的含量要求。
目前还无法有化学反应方程计算所需的栲胶浓度,根据实践经验,比较适宜的栲胶与钒的比例为1.1~1.3左右。
工业生产中使用的溶液组成见下表2:表2 工业生产使用的栲胶溶液组成3.2.2温度操作温度低,再生效果差;温度过高,副反应加剧,生成大量硫代硫酸钠灯盐类,常温范围内,H2S、CO2脱除率及Na2S2O3生成率与温度关系不敏感。
再生温度在45℃以下,Na2S2O3的生成率很低,超过45℃时则急剧升高。
通常吸收与再生在同一温度下进行,约为30~40℃。
3.2.3 CO2的影响栲胶脱硫液具有相当高的选择性。
在适宜的操作条件下,它能从含99℅的CO2原料气中将200mg/m3(标)的H2S脱除至45mg/m3(标)以下。
但由于溶液吸收CO2后会使溶液的PH值下降,使脱硫效率稍有降低。
3.3 工艺流程脱硫及再生反应过程如下:(1)吸收:在吸收塔内原料气与脱硫液逆流接触硫化氢与溶液中碱作用被吸收;(2)析硫:在反应槽内硫氢根被高价金属离子氧化生成单质硫;(3)再生氧化:在喷射再生槽内空气将酚态物氧化为醌态;以上过程按顺序连续进行从而完成气体脱硫净化,湿法脱硫和再生工艺流程如下(见图):1-分离器;2-脱硫塔;3-水封;4-循环槽;5-溶液泵;6-液位调节器;7-再生槽;8-硫泡沫槽;9-真空过滤机;10-熔硫釜;11-空气压缩机;图1 湿法栲胶脱硫工艺流程简图3.4主要设备介绍3.4.1填料塔S脱除效率。
用作脱硫的填料塔每段填料间设有人孔,以供填料塔用于要求高的H2检查用。
(φ50mm×25 mm×1.5mm)的乱堆填料,这种填料塑料的表面较光滑,所以不易被硫堵塞,用这种填料同时有很高的脱硫效率。
填料的作用是完成对脱硫液及气体的再分布,同时为气液分布提供较大的相界面。