1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 摘要2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 一、我國的合成氨現狀分析3（一）能源消耗3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document （二）技術特點4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document （三）未來發展4 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 二、脫硫技術簡介5 HYPERLINK l bookmar

2、k42 o Current Document （一）濕法脫硫技術5 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document （二）半干法脫硫技術5 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document （三）干法脫硫技術6 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 三、我廠的脫硫方法的選擇6 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document （一）化學反應基理6 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document （二）工藝流程7

3、（三）物料衡算8 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document （四）工藝控制要點9 HYPERLINK l bookmark77 o Current Document 四、分析與建議10 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 參考文獻11 HYPERLINK l bookmark87 o Current Document 致謝12摘要在中國化工行業已經飽和的情況下，不同能源的化工廠還有沒有發展空間。在石油， 天然氣日益匱乏的情況下，以煤為能源的化工的優勢就體現出來了。而以煤為化工生產 的原料就少不了脫硫技術，

4、在各種脫硫技術中如何設計找出最適合本地的脫硫工藝就顯 得尤為重要。如何針對自己的特點來創新，改善系統的工藝，提高脫硫的效率，降低能 源的消耗，加長系統的運行周期。實現安全，穩定，環保的運行是一個沒有終點的“長 跑賽”。關鍵詞：脫硫改善技術一、我國的合成氨現狀分析能源消耗氨是最為重要的基礎化工產品之一，其產量居各種化工產品的首位；同時也是能源 消耗的大戶，世界上大約有10%的能源用于生產合成氨。未來合成氨技術進展的主要趨勢 是“大型化、低能耗、結構調整、清潔生產、長周期運行”。合成氨工業的發展迄今已有80多年的歷史，早期合成氨是以焦爐氣、水電解氫氣及焦炭 氣化產生的水煤氣為原料,70年代開始轉向

5、以天然氣、石腦油為原料。國外合成氨裝置 中不同原料所產合成氨占總量如下：原料名稱天然氣石腦油重油煤焦爐氣其他占比例%71.519421.52近年來，由于天然氣和石腦油資源日益枯竭，世界各國都在積極開發或建設以煤為 原料的大型氨裝置，但由于經濟原因，目前還難以與天然氣競爭。我國油、氣資源少，煤 炭資源豐富，又缺少發展大型氨廠所需技術和資金，所以實施與世界各國不同的戰略：同 時發展大、中、小型氨廠。資料表明，我國石油開采量為年產0.14Gt，僅為世界開采量的 2.4%,天然氣開采量不到世界總量的1%。煤炭資源約為765Gt,1995年開采量為1.28Gt, 超過美國,居世界第一位。我國能源消耗70

6、%是煤。合成氨廠60%以上是用煤或焦炭為原 料，年用量達46000kt,占煤炭總用量的3.4%。目前，我國合成氨工業原料分布及噸氨耗 量與成本見表：類別天然氣石腦油渣油煤焦炭合成氨能力/kt -a1515017702130171602190占總能力(%)18.16.37.5607.7噸氨耗量980m30.85t0.75t1.4t1.4t單價/元0.81600950350350原料成本/元7841360712.5490490由于資源結構的原因，在我國以油、氣為原料制氨，其原料成本較高,且供應往往難 以保證。以煤為原料，成本較低，來源豐富。當然，以煤為原料的合成氨工藝存在不少缺 點，如能耗高,流程

7、長，環境污染嚴重,綜合成本較高。但近年來，我國科技人員做了大量 技術開發工作，節能、降耗及減少環境污染等有了很大的進展，在相當長時期內，以煤為 原料的氨廠，尤其是中、小型裝置仍有發展的空間（二）技術特點從20世紀20年代世界第一套合成氨裝置投產，到20世紀60年代中期，合成氨工業 在歐洲、美國、日本等國家和地區已發展到了相當高的水平.近10年來，由于低能耗裝 置噸氨能耗已經降至28GJ的水平，接近了理論能耗數值（22GJ），節能降耗的余地已經很 小（預計合成氨裝置噸氨能耗將難以降低到26GJ以下），而且即使能夠降低，其對裝置的 經濟性也將很小。基于此，為了進一步改善裝置的經濟性，技術專利商均開

8、始轉向以實現 單系列合成氨裝置產量最大化為首要目標的研究開發。20世紀80年代投產的世界級合 成氨裝置的平均產量為1120t/d,而最近投產的世界級合成氨裝置的產量大多已接近 2000t/d,且主要按照現有技術進行放大。（三）未來發展根據合成氨技術發展的情況分析，估計未來合成氨的基本生產原理將不會出現原則 性的改變，其技術發展將會繼續緊密圍繞“降低生產成本、提高運行周期,改善經濟性” 的基本目標,進一步集中在“大型化、低能耗、結構調整、清潔生產、長周期運行”等 方面進行技術的研究開發。大型化、集成化、自動化，形成經濟規模的生產中心、低能耗與環境更友好將是 未來合成氨裝置的主流發展方向。單系列合

9、成氨裝置生產能力將從 2000t/d提高至 4000-5000t/d;以天然氣為原料制氨噸氨能耗已經接近了理論水平，今后難以有較大幅 度的降低,但以油、煤為原料制氨，降低能耗還可以有所作為。以“油改氣”和“油改煤”為核心的原料結構調整和以“多聯產和再加工”為核 心的產品結構調整，是合成氨裝置“改善經濟性、增強競爭力”的有效途徑。全球原油 供應處于遞減模式，正處于總遞減曲線的中點，預計到2010年原油將出現自然短缺，需用 其他能源補充。石油時代將逐步轉入煤炭（氣體）時代，原油的加工產品輕油、渣油的價 格也將隨之持續升高。目前以輕油和渣油為原料的制氨裝置在市場經濟的條件下，已經 不具備生存的基礎，

10、以“油改氣”和“油改煤”為核心的原料結構調整勢在必行;借氮肥 裝置原料結構的調整之機，及時調整產品結構，聯產氫氣及多種C1化工產品亦是裝置改 善經濟性的有效途徑。實施與環境友好的清潔生產是未來合成氨裝置的必然和惟一的選擇。生產過程中 不生成或很少生成副產物、廢物，實現或接近“零排放”的清潔生產技術將日趨成熟和 不斷完善。提高生產運轉的可靠性，延長運行周期是未來合成氨裝置“改善經濟性、增強競 爭力”的必要保證。有利于“提高裝置生產運轉率、延長運行周期”的技術，包括工藝 優化技術、先進控制技術等將越來越受到重視。二、脫硫技術簡介脫硫氣體中硫化氫的方法很多，一般可分為濕法與干法兩大類。濕法脫硫按溶液

11、的 吸收于再生性質，又可分為氧化法，化學吸收法，物理吸收法三類。（一）濕法脫硫技術濕法脫硫工藝應用最多，占脫硫總裝機容量85%。而其中占主導地位的石灰石-石膏 法是目前技術上最成熟、實用業績最多、運行狀況最穩定的脫硫工藝，已有近30年的 運行經驗，其脫硫效率在90%以上，副產品石膏可回收利用，也可拋棄處置。20世紀70 年代末，石灰石-石膏法FGD技術在美國、德國和英國基本過關，開始大規模推向市場， 到80年代中期，這些國家的FGD市場漸趨飽和。各供應商在完成項目的過程中不斷積 累經驗，形成了各自的特點，但從總體上看，還是大同小異，共性大于個性。（二）半干法脫硫技術半干法的工藝特點是：反應在氣

12、、固、液三相中進行，利用煙氣顯熱蒸發吸收液中 的水分，使最終產物為干粉狀，若與袋式除塵器配合使用，可提高10%的脫硫效率。脫 硫廢渣一般拋棄處置，但最近德國將此廢渣成功地用于建材生產，使半干法的應用前景 更為樂觀。爐內噴鈣增濕活化法（LIFAC法）：此法是芬蘭IVO公司采用袋式除塵調節方法則系 統總脫硫效率為60%80%,波蘭WROCLAW電廠的半干法則在此基礎上在噴霧塔中以霧狀 形式加入一種催化劑。據了解其脫硫效率穩定在70%左右，其噴霧塔使用5年仍未見銹 蝕，其投資僅為濕法脫硫裝置的20%，操作簡單，用于對老電廠的改造很方便。（三）干法脫硫技術干法的工藝特點是：反應在干燥的狀態下進行，吸收

13、劑和反應產物均為干粉狀，不 存在腐蝕、結露等問題。干法脫硫技術包括：荷電干試噴射脫硫法（CDSI法）、等離子 體法、回流式循環流化床法等.三、我廠的脫硫方法的選擇（）化學反應基理H2S+NH4OH=NH4HS+H2O 吸收反應（放熱）NH4HS+1/2OS+NH3+H2O 解析反應特點：1）利用煤氣自身的氨為堿源，不需催化劑；2）依靠回送脫酸貧液提高氨硫 比，從而提高脫硫效率.硫化氫的吸收經歷兩個過程，即硫化氫從氣相向液相移動的溶解過程和硫化氫分子 在溶液中的離解過程。隨著硫化氫的離解，溶液中的硫化氫隨之減少，并降低界面上硫 化氫的分壓，從而使氣相中的硫化氫繼續向液相移動。過程的終點是離解達到

14、平衡，即 液相中的硫化氫在界面上的分壓與氣相中硫化氫的分壓達到平衡。變換氣脫硫從變換送出來的變換氣（變換氣壓力2.1PMa）,經二次脫硫清洗塔后進入二次脫硫塔, 脫硫后送壓縮工段。變換氣脫硫流程如圖所示。（二）工藝流程氨水脫硫包括洗滌和脫酸蒸氨兩部分，洗滌部分就是氨和硫化氫等的吸收部分，脫 酸蒸氨就是氨和硫化氫等的解吸部分。半水煤氣經氣柜到靜電除焦，通過靜電除焦除去煤氣中的焦油和粉塵后送到羅茨鼓 風機的進口，氣體通過羅茨鼓風機的加壓后，由出口進入冷卻塔的底部，與冷卻塔的上 部的循環水逆流接觸對煤氣進行降溫后，從冷卻塔的上部出來送至脫硫塔的底部，與上 部的脫硫液逆流接觸，脫出煤氣中的H2S后從脫

15、硫塔的上部出來，送至清洗塔的底部， 與上部的循環水逆流接觸，除去煤氣中的氨水等雜質后送至后工段。氣柜一羅茨鼓風機一冷卻塔一脫硫塔一富液池一再生槽一貧液槽 工藝流程圖： 半水煤氣脫硫從造氣車間送出來的半水煤氣經氣柜通過靜電除焦器和羅茨鼓風，經冷卻后進入脫 硫塔，脫硫后的半水煤氣再機進入冷卻清洗塔的下段凈化后的半水煤氣送氮氫氣壓縮機 一段入口。半水煤氣脫硫流程如圖所示：靜點除焦器司冷卻清洗塔|J羅茨鼓風機|_，脫硫塔下部 冷卻清洗塔上部 壓縮脫硫液流程在再生槽再生的脫硫液分別經貧液泵及二次脫硫泵從脫硫塔及二次脫硫塔頂部噴 淋而下。從脫硫塔底排出的溶液經富液泵壓至噴射再生器吸入空氣在再生槽再生，析出

16、硫磺 后的溶液再循環使用，脫硫液流程如圖所示：脫硫液再生槽分液泵脫硫塔回收流程硫磺泡沫在再生槽頂部溢流至硫泡沫混合槽，以硫泡沫泵壓至硫泡，分離出硫膏，進 入熔硫釜，加熱熔融后，硫磺呈液態流出冷卻成形后作為副產品出售。回收流程如圖所 示：再生槽I硫泡沫槽J泡沫泵物料衡算已知條件：進口 HS濃度：1.2g.m-1出口 ：0.05g.m-1羅茨機每小時打氣量：1088ms2Y1=0.015Y0.0036x0 x2=1.14成分H2COCO2O 2N2HS2合計%39.9023.5414.160.420.81.20100混合煤氣去壓縮機一段壓力350mmHg混合煤氣進口溫度30C混合煤氣出脫硫塔溫度2

17、5C最小氣液比：M=e/p=0.0015 (l/v)min=Y1-Y2/(Y1/m-X2)=9.1V=43.9kmol/hL=1.5lmin=600kmol/h填料高度計算：Z=N g*HogKG=DP/RTZ PBm=4.1X10-6GNA=KG(P -P *)=2.7X10-6=K (Y -Y ) A AY 12fKY=2.4X10-4 kmol/(m2.s)HOG二V/%a Q =40mNOG=Y -Y/(AY-AY)/lnAY/AY=0.3121212Z=H .N =12m脫硫效率：V=95.8%（四）工藝控制要點煤氣溫度在脫硫的整個過程中煤氣的溫度對脫硫的效果，能力都有直接的影響。各

18、介質溫度 必須調整至設計值，溫度升高，洗滌效率明顯降低。一般脫硫吸收溫度控制在23 土 1C, 要求低溫的依據：1）吸收為放熱反應，溫度低有利于反應進行；2）低溫有利于NH3和 是是的溶解。在低溫的.煤氣溫度過低會導致再生效率低，泡沫稀，懸浮硫高。使再生 副反應加劇，不利于硫的浮選。根據不系統的特點，為了達到最好的吸收效果，煤氣溫 度控制在28-37最為合理。煤氣溫度過高，脫硫的傳質過程會向傳熱過程傾斜，脫硫液中的有效成分會加快揮 發速度，降低脫硫效率并會帶入煤氣中加重后工段的負荷。當煤氣從氣柜來時，一直到脫硫塔，只有羅茨鼓風機對煤氣做工使煤氣的溫度上升，所 以為了保證溫度的合格率就必須保證：

19、1）氣柜的煤氣溫度，在進脫硫塔前只有冷卻塔降 溫，而冷卻塔的降溫是有極限的，只有保證氣柜的煤氣溫度不超那么到脫硫工段就能有 效的控制住進塔的煤氣溫度。2）冷卻塔的出口溫度，在冬天盡量的讓出口的溫度高點， 在夏天盡量讓出口的煤氣溫度低點。盡量的減少外在環境對溫度的影響。脫硫液成分脫硫液的有效成分過低不利于煤氣的脫硫，易造成硫后高。脫硫液的有效成分過高 造成消耗高，脫硫液容易結晶吸附在脫硫的填料上，影響脫硫的接觸面積，使脫硫的阻 力上升，生產周期縮短。脫硫液的循環量當脫硫液的循環量過小時，脫硫效果差，循環量過大對吸收雖然有利，但會增加動 力消耗，縮短再生時間還增加了羅茨機得負荷。再生的影響壓力：當

20、再生壓力高時，空氣吸入量也就越多對再生也就越有利，但容易造成再生 液位不穩，跑沫卷入脫硫液中，懸浮硫增加。壓力低的時候空氣的吸收量又不足，再生 不完全，會減少脫硫液的有效成分從而降低脫硫效率。再生槽的液位，再生槽的液位在整個的溶液再生循環中起著非常重要的作用，液位低時 泡沫不能完全浮選出來，當泡沫吸附到一定的程度就會大于溶液的密度從而增加懸浮 硫。當液位過高時，脫硫液就會隨著流走，溶液的損失加大，同時再生的時間減少也會 同樣造成再生不完全。四、分析與建議建議加大脫硫液的再生量，即時的把硫泡沫從溶液中浮選出來。減少了脫硫液中 懸浮硫的含量，對加強脫硫效果有很大的幫助。建議將循環水改為一次水，循環

21、水的降溫能力有限，到了夏天不能很好的保證溫 度的合格率，影響脫硫效果，而一次水的溫度低能很好的起到降溫作用，特別是在夏天 效果非常明顯。根據本廠的實習經歷，在不同的脫硫方法中。不同的原料氣有不同的適用方法， 在選擇不同的方法要跟據煤氣中的硫的組成成分而選擇不同的脫硫的方法。在以煤為原 料的氣中，一般要選擇濕法脫硫，其成本小，設備簡單。在大系統和其他為原料的脫硫 方法選擇要根據不同的廠的情況而定。參考文獻【1】淺談氨水脫硫的工藝設計 金萍【2】薛榮書.化工工藝學.第二版.重慶大學出版社，【3】焦爐煤氣脫硫工序存在的問題與對策 郝學民【4】焦爐煤氣脫硫工藝分析與優化韓新萍【5】合成氨工藝技術的現狀及其發展趨勢 蔣德軍【6】合成氨脫硫工段“精脫硫”技改的實踐 張君 曹志功【7】以煤為原料的合成氨工藝選擇 劉俊蘭致謝首先我要感謝在我實習期間給我無私的關注和幫助