湿法(HPF)脱硫
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湿法(HPF)脱硫
HPF法脱硫属液相催化氧化法脱硫,HPF催化剂在脱硫和再生过程中均有催化作用,是利用焦炉煤气中的氨吸收剂,以HPF为催化剂的湿法脱硫,煤气中的H2S等酸性组分由气相进入液相与氨反应,转化为硫氢化氨等酸性铵盐,再在空气中氧的氧化下转化为元素流硫。HPF法脱硫选择使用HPF(醌钴铁类)复合型催化剂,可使焦炉煤气的脱硫效率达到99%左右。一.HPF法脱硫的基本反应
1.脱硫反应
NH3+H2O=NH3·H20
NH3·H2O+H2S=NH4HS+H2O
NH3·H2O+HCN=NH4CN+H2O
NH3·H2O+CO2=NH4HCO3
NH3·H2O+NH4HCO3=(NH4)CO3+H2O
NH3H2O+NH4HS+(x-1)S X=(NH4)2S X+H2O
2NH4HS+(NH4)2CO3+2(X-1)S=2(NH4)2S X+CO2+H2O
NH4++NH4HCO3=NH4HOO-+H2O
HN4HS+NH4HCO3+(X-1)S=(NH4)2SX+CO2+H2O
NH4CN+(NH4)2SX=NH4CNS+(NH4)2S(X-1)
(NH4)2S(X-1)+S=(NH4)2S X
2.再生反应
NH4HS+1/2O2→S↓+NH4OH
(NH4)2SX+1/2O2+H2O→S X↓+2NH4OH
NH4CNS=H2N-CS-NH2=H2N-CHS=NH
H2N-CS-NH2+1/2H2O→H2N-CO-NH2+S↓
H2N-CO-NH2+2H2O=(NH4)2CO3=H2O2NH40H+CO2
3.副反应
2NH4HS+2O2→(NH4)2S2O3+H2O
2(NH4)2S2O3+O2→(NH4)2SO4+2S↓
HPF脱硫的催化剂是由对苯二酚(H)、PDS(双环酞氰酤六磺酸铵),硫酸亚铁(F)组成的水溶液其中还含有少量的ADA、硫酸锰、水杨酸的助催化剂,关于HPF脱硫催化剂的催化作用机理目前尚在进一步研究中,各组分在脱硫溶液的参考含量为:H对苯二酚0.1~0.2g/L:PDS(4~10)×10-6(质量分数);F(硫酸亚铁)0.1~0.2 g/L;ADA0.3~0.4 g/L,其他组分的最佳含量仍在探索中。
二、HPF法脱硫工艺流程
1、工艺流程
HPF法脱硫工艺流程图所示,从洗苯后的煤气进入脱硫塔,与塔顶喷淋下来的脱硫夜逆流接触以吸收煤气中的硫化氢,氰化氰(同时吸收煤气中的氨,以补充脱硫液中的碱源)。.吸收入H2S、HCN的脱硫液从塔底流出,然后用富液泵(或称再生泵)加压后,经再生氧化槽喷射器,通过喷射器喷咀时形成射流并产生局部负压,自动将空气吸入,此时气液两相被高速均匀分布,处于高度湍动状态,经收缩区、喉管、扩散管、尾管等强化反应,使溶液在塔底得以氧化再生。再生后的溶液从塔顶液位调节器自流入贫液槽,并补充氨水和催化剂。贫液泵(或称脱硫泵)将贫液槽溶液加压送至脱硫塔顶部,由液体分布器自塔顶由上而下淋洒,来吸收煤气中H2S等。如此循环,完成吸收、中和,析S再生反应及单质硫浮选分离回收。
浮于再生塔顶部扩大部分的硫磺泡沫,利用位差自流入泡沫槽,经澄清分层后,清液返回反应槽,硫泡沫用泡沫泵送入熔硫釜,经数次加热、脱水,在进一步加热熔融,最后排出熔融放入硫磺,经冷却后装袋外销。
为避免脱硫液盐累积影响脱硫效果,排出少量废液送入副盐提取。
自鼓风冷凝送来的剩余氨水,经氨水过滤器除去夹带的煤焦油等杂质,进入换热器与蒸氨塔底部排出的蒸氨废液换热后进入蒸氨塔,用直接蒸汽将氨蒸出。用时向蒸氨塔上部加一些稀碱液以分解剩余氨水中的固定铵盐,蒸氨塔顶部的氨气分凝器和冷凝冷却器冷凝大于10%的氨水进入反应槽,增加脱硫液的碱源。
2.HPF法脱硫工艺特点
①以氨的碱源、HPF为催化剂的焦炉煤气脱硫氰新工艺,具有较高的脱硫脱氰效率(脱硫效率99%,脱氰80%),而且流程短,不需要外加碱,催化剂
用量少,脱硫废液处理简单,操作费用低,一次性投入省。
②脱硫塔中可填充聚丙烯填料,不易堵塞,脱硫塔的操作阻力较小。
③脱硫塔、再生塔、泡沫槽、废液槽、事故槽等易腐蚀设备材质可用碳钢,内壁防腐涂料;输送脱硫液的泵类、管道、阀门为耐腐蚀不锈钢。
④脱硫废液送往副盐提取,工艺简单,对周边环境无污染。
3.只要工艺的操作控制指标
①入脱硫塔煤气的温度/%30~35
②入脱硫塔溶液的温度/%35~40
③脱硫他阻力﹤1.5 KPa
④预冷塔阻力﹤0.5 KPa
⑤进再生塔溶液流量≥1000 M3/H
⑥进再生塔空气压力≥0.4 KPa
⑦熔硫釜内压力≤0.41 KPa
⑧釜内外压差≤0.2 KPa
⑨外排清液温度60~90℃
⑩脱硫溶液的组成
PH 8~9
游离氨8~10 g/L
对苯二酚0.15~0.2 g/L
PDS浓度>30PPm.
悬浮硫﹤1.5 g/L
NH4CNS和(NH4)2S2O3总含量﹤250 g/L
三、设备概况:
1 、脱硫塔(2台)
Ф5000 H=32720 填料Ф76×38 H=5m×3
2 、再生槽(1台)
Ф9600—10100—11200 H=7500 (液高6700)
T
485m3配SPC-32型喷射器30支
液
3 、贫液槽(1台)Ф8000 H=7761 V=390m3
4 、泡沫槽(2台)
Ф5000 H=6000 V=117.7m3 附搅拌7.5km 30r/min
5 、熔硫釜(4 台)
Ф1000/1100 H=3500 m
6 、贮槽(1台)
Ф8000 H=9356 V=480m3
7 、贫液泵(3台)
Q=1260m3/h H=55m Q=936m3/h 配电机 300KW 6000V
8 、富液泵(3台)
Q=1260m3/h H=55m Q=936m3/h 配电机 300KW 6000V
9、泡沫泵(2台)
Q15m3/h H48m 电机5.5KW 380V