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文檔簡介

第五章干餾煤氣凈化劉石明第一節概述1、煤在炭化室干餾加熱時,會產生大量的混合氣體,其主要成分有:水蒸氣、氫氣、甲烷、焦油汽、苯蒸汽、萘蒸汽、氨氣、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、氰化氫等。2、氣體中有毒有害的成分有:一氧化碳、硫化氫、氰化氫。3、貴重的化工原料有:焦油汽、苯蒸汽、萘蒸汽。焦化焦爐煤氣凈化系統示意圖焦爐脫氨脫硫終冷焦油氨水分離循環氨水至焦爐剩余氨水蒸氨濃氨水回收粗笨凈煤氣焦碳焦油廢水硫磺等硫銨粗苯初冷電捕焦油霧煤氣鼓風機輸送粗煤氣焦爐4第二節煤氣的冷凝鼓風1.荒煤氣的冷卻作用:保證了鼓風機的安全運行。減少了設備規格尺寸。清除了部分腐蝕雜質。冷卻荒煤氣分兩步進行:第一步:利用循環氨水泵將循環氨水送至集氣管噴灑,將煤氣由600-800℃冷卻至80-82℃。第二步:利用橫管式初冷器將煤氣溫度進一步降至25℃以下。橫管初冷器橫管初冷器2.煤氣的輸送排出口吸入口擴散室導流板葉輪主軸鼓風機的結構圖離心式鼓風機的組成離心式鼓風機一般由導葉輪、外殼和安裝在軸上的兩個工作葉輪組成。包括:1)機殼組。由鑄鐵制成,機殼沿軸線在水平面分為上下兩半,連接面經精加工后用螺栓緊固。2)轉子組。由葉輪、主軸、軸套及平衡盤等組成,葉輪為后向形式,葉片與前盤、后盤、進口圈及軸盤焊接成一體,轉子組裝配好后做動平衡校正。3)軸承組。主要包括軸承箱和軸瓦。4)密封。包括進口圈外緣處及隔板軸孔氣封、軸承軸孔油封等。5)潤滑系統。包括油箱、油泵、油管等。3.焦油霧的清除GD型管式電捕焦油器示意圖沉淀管斷面圖2-煤氣分布篩板4-重錘5-下吊架7-沉淀積管8-電暈導線10-上吊架21-吊柱此時煤氣中焦油含量在0.5-0.5g/M32023/4/10焦化廠10氨水焦油分離槽2023/4/10焦化廠114.鼓風冷凝有毒有害物、危險源危險化學品是指屬于爆炸品、壓縮氣體和液化氣體、易燃液體、易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品、氧化劑和有機過氧化物、有毒品、放射性物品和腐蝕品的化學品。鼓風冷凝有毒有害物質包括煤氣、氨水。鼓風崗位屬于A類危險源。第二節氨的脫除與回收硫酸銨生產水洗氨和濃氨水生產第三節煤氣中硫化氫、氰化氫的脫除脫硫技術分類:兩大類十小類兩大類分為:干法脫硫濕法脫硫。1概述硫化氫(H2S):在常溫下是一種帶刺鼻臭味的氣體,其密度為1.539kg/m3,燃燒時能生成二氧化硫和水,有毒,在空氣中含有0.1%時就能使人致命。焦爐煤氣中硫化物的含量主要取決配合煤中的含硫量。煤在高溫煉焦時,配合煤中的硫約有30%-40%轉入煤氣中,煤氣中H2S所含硫約占煤氣中硫總量的90%以上。2023/4/10焦化廠15氰化氫(HCN)有劇毒。煤氣中氰化氫的含量取決于煤氣中氮的含量和碳化溫度。焦爐煤氣于初冷器內冷卻時,有少部分氰化氫溶解于氨水中,而大部分氰化氫均隨煤氣進入后道工序中。焦爐煤氣脫硫不僅可以提高煤氣質量,同時還可以生產硫磺,有效地保護環境,變害為利,綜合利用。從煤氣中脫除硫化氫的方法很多,可分為干法和濕法兩種。2.干法脫硫干法脫硫:是一種古老的煤氣脫硫方法。優點:可脫無機和有機硫,工藝設備簡單,操作維修方便,小廠多用。在選用反應活性好硫容高的脫硫劑的前提下,干法脫硫脫硫效率高,比較適宜處理含H2S較低的煤氣,因為,煤氣中H2S過高會造成脫硫劑很快失效。

缺點:脫硫劑再生困難,需要周期性生產,設備龐大,不宜處理含硫量高的煤氣(可做二級脫硫),一般與濕法配合。2.1氧化鐵脫硫技術①生產過程原理氧化鐵脫硫和再生反應過程如下:a:脫硫過程:

2Fe(OH)3+3H2S→Fe2S3+6H2O

Fe2S3→2FeS+S↓

Fe(OH)2+H2S→FeS+2H2Ob:再生過程:

2Fe2S3+3O2+6H2O→4Fe(OH)3+6S↓

4FeS+3O2+6H2O→4Fe(OH)2+4S↓②脫硫的條件

溫度:28~30℃;

水分不低于30%(由于放熱,脫硫前需要往煤氣中加入一些蒸汽);

一定氧氣的需要量(焦爐煤氣中通常含氧0.5%~0.6%可滿足脫硫再生需要)。③氧化鐵脫硫劑制備:

為沼鐵礦或鐵屑和木屑按1:1比例混合制成,再噴灑適量的水調濕30%~40%,加少量0.5%熟石灰,反復翻曬制成(置大氣中3個月),其PH值一般為8-9左右。④干法脫硫裝置:塔式和箱式箱式:長方形的槽;箱內用鋼板焊接成或鋼筋混凝土制成,內壁涂一層瀝青或瀝青漆;水平面截面一般25~50m2,總高1.5~2m;箱內水平格子上裝有四層厚為400~500mm的脫硫劑;脫硫裝置常用四組設備組成,三組并聯操作,另一組備用。⑤干式氧化鐵法脫硫缺點:

設備笨重,脫硫劑再生大多為間歇再生;更換脫硫劑時,操作勞動強度大,操作不當很容易起火燃燒,較為危險。3.濕法脫硫(1)吸收法:是以堿性溶液作為吸收劑,吸收煤氣中的硫化氫和氰化氫,然后用加熱汽提的方法將酸性氣體從吸收液中解吸出來,用以制造硫磺或硫酸,吸收液冷卻后循環使用。按所用吸收劑不同分為:氨水法(A.S法)、真空碳酸鹽法(V.A.S.C法)、單乙醇胺法(索爾菲班法)三小類。(2)氧化法:是以含有催化劑的堿性溶液作為吸收劑,吸收煤氣中的硫化氫和氰化氫,再在催化劑作用下析出元素硫。吸收液用空氣氧化再生后循環使用。氧化法是對吸收法的改進和完善,是脫硫工藝更流暢,脫硫效果進一步提高。按催化劑的不同分為:砷堿法、蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)、萘醌二磺酸法(塔—希法T.X)、苦味酸法(F.R.C法)、對苯二酚法、H.P.F法六小類.3.1濕法脫硫主要設備濕法脫硫脫氰的主要設備:

脫硫塔、解吸塔、再生塔。1、脫硫塔:構造:分為填料塔、空噴塔和板式塔等形式,常用的是填料塔。填料塔由圓同形塔體和堆放在塔內對傳質起關鍵作用的填料等組成,內有噴淋、捕霧等裝置。常用的填料有木格柵、鋼板網和塑料花形填料等。脫硫原理:焦爐煤氣和吸收液分別從塔底和塔頂進入塔內,氣液兩相逆流接觸傳質,脫去硫化氫和氰化氫的煤氣從塔頂排出,帶反應物的脫硫液從塔底排出。優點:生產能力大,分離效率高,壓降小,持液量小,操作彈性大。缺點:填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面,使傳質效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側線進料和出料等復雜精餾不太適合研究方向:新型填料及塔內件的開發

進行填料材質的更換,以適應不同工藝要求,提高塔內氣液兩相間的傳質效果對填料表面進行適當處理,以改變液相在填料表面的潤濕性。

填料塔板式塔工業上最早出現的板式塔是篩板塔和泡罩塔。浮閥塔泡罩塔篩板塔2、解吸塔:作用:在解吸塔內利用水蒸氣的加熱和汽提作用,對吸收了硫化氫等酸性氣體的脫硫液進行解吸,從而將硫化氫等酸性氣體從中分離出來。構造:由圓筒形塔體和塔內的噴淋裝置、填料及塔板組成。解吸原理:水蒸氣和脫硫液分別從下部和上部進入解吸塔,汽液兩相逆流接觸。硫化氫等酸性氣體從塔頂排出,用來制取硫磺或硫酸。再生吸收液從塔底排出,送回脫硫塔循環使用。3、再生塔:作用:用來氧化和再生脫硫脫氰溶液。構造:再生塔大多為圓柱形空塔,有的還在空塔內設幾層篩板。塔底設空氣分配盤,其作用是使壓縮空氣在塔截面上均勻分布。頂部擴大段為環形硫泡沫槽。塔體用碳鋼制成,內襯玻璃鋼,以防腐蝕。

再生原理:利用空氣中的氧氣將脫硫液中的硫化物氧化成單質硫,并借助空氣的作用將單質硫顆粒吹浮在再生液上層,以便將硫泡沫分離。3.2吸收法

-氨水法(A.S法)1、原理闡述:氨水法是以稀氨水作吸收劑的脫硫脫氰法,分為:吸收、洗氨、蒸氨、解析四個過程。2、工藝流程A、吸收過程:煤氣進入脫硫塔,在脫硫塔的下段用來自解吸塔的含氨23-28g/l的氨水噴灑洗滌,在塔的上段用來自洗氨塔的含氨8-15g/l的氨水噴灑洗滌。被氨水吸收了硫化氫和氰化氫后的煤氣,由塔頂排出,進入洗氨塔。B、洗氨過程:在洗氨塔內被軟水和來自焦爐煤氣初冷的剩余氨水噴灑洗滌,由塔頂排出。為提高脫硫脫氰效率,在洗氨塔頂部噴灑濃度為2-4%的氫氧化鈉溶液,進一步脫除煤氣中的硫化氫和氰化氫。

C、蒸氨過程:脫硫后的氫氧化鈉溶液和脫硫循環液送蒸氨塔分解固定銨,產生的氨蒸汽送往解吸塔進行汽提作用。D、解吸過程:脫硫塔底部的富液送解吸塔,在解吸塔內富液用蒸氨塔引入的氨蒸汽蒸餾,解吸出硫化氫和氰化氫酸性氣體。解吸塔底排出的貧液,其中一部分送回脫硫塔循環使用,一部分送入蒸氨塔,在蒸氨塔內用蒸汽直接將氨蒸出后,氨氣進入解吸塔,蒸氨廢水排往生物脫酚裝置。解吸塔頂排出的含有氨、硫化氫和氰化氫的氣體用來制取氮肥、硫磺或硫酸產品。3.3吸收法

-真空碳酸鹽法(V.A.S.C法)1、原理闡述真空碳酸鹽法是以碳酸鈉或碳酸鉀作為吸收劑的脫硫脫氰方法。反應原理:

H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3HCN+Na2CO3→NaCN+NaHCO3CO2+Na2CO3→2NaHCO32、工藝流程煤氣進入兩段式脫硫塔的底部,在每一個吸收段中部用解吸后的脫硫液噴灑洗滌。脫硫塔下部的脫硫液用泵送入兩段式解吸塔的上部,而脫硫塔上部的脫硫液則用泵送入解吸塔的下部。每一段解吸塔排出的脫硫液,在冷卻后送入脫硫塔相應的吸收段。解吸塔兩段的蒸汽由下段底部送入,并依次通過上下兩段蒸餾出脫硫液中的硫化氫和氰化氫。脫硫塔上段的循環液比下段少的多,解吸塔下段蒸餾效果更好,從而在脫硫塔上段達到很高的脫硫效率。解吸塔頂排出的酸性氣體和蒸汽,在高度真空下經過冷凝器,絕大部分蒸汽被冷凝。剩余氣體通過第一級蒸汽噴射真空泵和中間冷凝器,再通過第二級蒸汽噴射真空泵和后冷凝器。在后冷凝器排出的酸性氣體用以制取硫磺或硫酸。3.4吸收法

-單乙醇胺法(索爾菲班法)1、原理闡述:單乙醇胺法是以單乙醇胺(MEA)水溶液作為吸收劑的脫硫脫氰方法。反應原理:2(HO-CH2-CH2-NH2)+H2S→(HO-CH2-CH2-NH3)2SHO-CH2-CH2-NH2+HCN→HO-CH2-CH2-NH3CN2、工藝流程:煤氣進入脫硫塔底部,與上部噴灑的濃度為15%的單乙醇胺溶液逆流接觸,脫除硫化氫和氰化氫后的煤氣由塔頂排出。脫硫塔底部排出的脫硫液經換熱器加熱后進入解吸塔上部,與來自重沸器的蒸汽逆流接觸,脫硫液中的硫化氫和氰化氫等酸性氣體被解吸。脫硫液從塔底流入重沸器,在此用蒸汽間接加熱,產生的氣體進入解吸塔,液體溢流至調整槽,再送經換熱器、冷卻器而進入脫硫塔循環使用。酸性氣體由解吸塔頂排出,經冷凝器進入解吸塔底的氣液分離槽。冷凝液的一部分作為解吸塔的回流,其余送往生物脫酚裝置處理;酸性氣體用來制取硫磺或硫酸。單乙醇胺在循環過程中會產生雜質,影響脫硫效率,因此需要從重沸器抽出1%-3%的脫硫液送入MEA回收槽用蒸汽間接加熱處理,MEA蒸汽進入解吸塔下部,渣子外排。單乙醇胺法的脫硫脫氰效率高,工藝流程短,設備少,基建投資較低,但蒸汽消耗量大,單乙醇消耗多,操作費用高。3.5氧化法

-砷堿法1、原理闡述砷堿法是以三氧化二砷為催化劑、碳酸鈉溶液為吸收液的脫硫脫氰方法。其原理是硫代砷酸鹽的堿性溶液在與煤氣中的硫化氫接觸時,能以一個硫原子置換一個氧原子而形成吸收反應:催化劑反應特性:

Na4As2S5O2+H2S→Na4As2S6O+H2ONa4As2S6O+1/2O2→Na4As2S5O2+S2、工藝流程煤氣進入脫硫塔下部,與從塔頂噴灑的吸收液逆流接觸。煤氣中的硫化氫和氰化氫被吸收液吸收,凈化后的煤氣從塔頂排出。塔底溶液用泵經加熱器送入再生塔下部,與空氣壓縮機送入的空氣向上并流。氧化再生后的溶液從塔上部經液位調節器注入高位槽,再從高位槽在脫硫塔頂部噴灑,循環使用。一部分氧化再生溶液與析出的元素硫形成泡沫,上浮在再生塔頂部的擴大段,由此溢流到泡沫槽,通過真空過濾器,得到含40%水的硫餅。硫餅經過熔硫釜制成熔融硫。在吸收和再生過程中還生成硫氰酸鈉和硫代硫酸鈉等不能再生的化合物。這些化合物積聚在吸收液內,使吸收液的密度和黏度增大,降低吸收能力。為此必須外排一部分廢液,同時補充新的砷堿溶液。砷堿法因吸收液中含有劇毒的三氧化二砷(俗稱砒霜),危害環境,現已被ADA法取代。3.6氧化法

-蒽醌二磺酸法(A.D.A法)1、原理闡述蒽醌二磺酸法是以蒽醌二磺酸(ADA法)為催化劑、碳酸鈉溶液為吸收液的脫硫脫氰方法,簡稱ADA法。為了提高脫硫效率,在ADA法溶液中添加適量的偏釩酸鈉(NaVO3)和酒石酸鉀鈉(NaKC4H4O6)以及三氯化鐵作為吸收液進行脫硫脫氰,成為改良ADA法。1、原理闡述A、H2S的吸收反應:稀堿液在pH為8.5~9.5范圍內吸收煤氣中的H2S:Na2CO3+H2S→NaHS+NaHCO3在稀堿液中,硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應生成還原性的焦釩酸鈉并析出元素硫:

2NaHS+4NaVO3+H2O→Na2V4O9+4NaOH+2S↓NaHCO3+NaOH→Na2CO3+H2OB、催化劑的氧化還原反應:Na2V4O9被ADA氧化成偏釩酸鈉:

Na2V4O9+2ADA(氧化態)+2NaOH+H2O→4NaVO3+2ADA(還原態)(還原態)在再生塔(槽)內被通入的空氣氧化,再生恢復為原來的氧化態的ADA:

2ADA(還原態)+O2→2ADA(氧化態)C、主要副反應煤氣中含有的少量HCN和O2與堿溶液反應

Na2CO3+2HCN→2NaCN+H2O+CO2↑NaCN+S→NaCNS2NaHS+2O2→2Na2S2O3+H2O部分Na2S2O3被氧化成Na2SO42Na2S2O3+O2→2Na2SO4+2S↓另外,在反應過程中還會形成一種釩—氧—硫化合物的黑色絡合物沉淀,加入少量的酒石酸鉀鈉,就是防止生成這種沉淀,從而減少釩的消耗。2、工藝流程(ADA法的工藝流程與砷堿法相似)吸收過程:煤氣進入脫硫塔下部,從塔頂噴灑的吸收液逆流接觸,脫除硫化氫和氰化氫后的煤氣,從塔頂經液沫分離器排出。再生過程:脫硫液從塔底經液封槽進入循環槽,用泵送經加熱器而進入再生塔下部,與送入的壓縮空氣并流上升。脫硫液被空氣氧化再生后,經液位調節器送入脫硫塔循環使用。硫析出過程:硫泡沫從再生塔頂部流入硫泡沫槽,經真空過濾器過濾得到硫餅,硫餅再經熔硫釜制成熔融硫。廢液排放:一部分脫硫液經放液器排往廢液處理裝置制得硫氰酸鈉和粗硫代硫酸鈉,提取產品后的廢液送回循環槽。3、缺點:A、脫硫廢液難處理:國內工業化裝置采用的是提鹽工藝,但流程長、操作復雜、能耗高、操作環境惡劣、勞動強度大、所得鹽類產品如硫氰酸鈉、硫代硫酸鈉品位不高,經濟效益差。B、硫磺產品效益差:收率低、純度不高。C、運行成本高:為保證脫硫需外加堿(Na2CO3),堿耗大。4、改良A.D.A法的主要特點是:脫硫和脫氰效率均很高,脫硫效率可達99%以上。現在普遍使用的PDS濕式氧化法代替ADA法,原理與改良ADA法原理基本相似,是用PDS代替ADA、NaVO3為催化劑。注:PDS:酞菁鈷磺酸鹽系化合物的混合物,它的主要成份是雙核酞菁鈷磺酸鹽PDS優勢與缺陷:(1)以煤氣中的氨為堿源,在生產操作中不需另加堿,操作費用低。

(2)采用PDS新型催化劑,對脫硫和再生過程均有催化作用,脫硫效率高,H2S脫除效率〉98%,HCN脫除效率〉80%。

(3)脫硫塔前增設煤氣預冷塔,確保煤氣脫硫過程在最佳溫度條件下進行,并對煤氣有預處理凈化作用,有利于提高硫磺質量、產量及減少硫渣。

(4)蒸氨后的氨蒸汽,引入預冷塔前煤氣中,提高了煤氣中氨含量,保證煤氣氨法脫硫有充足的堿源,有利于提高煤氣脫除H2S效率。

(5)硫磺品位較低,含硫量~80%。

3.7萘醌二磺酸法(塔—希法T.X)1、原理闡述

萘醌二磺酸法與蒽醌二磺酸法非常相似。萘醌二磺酸法是以1.4萘醌2磺酸鈉為催化劑、氨水為吸收液的脫硫脫氰方法。萘醌二磺酸法也稱塔克哈克斯法(T.X法)。1、原理闡述吸收反應:

NH4OH+H2S→NH4HS+H2ONH3.H2O+H2S→(NH4)2S+H2ONH4OH+HCN→NH4CN+H2O再生反應:NH4HS+1/2O2→NH4OH+S↓NH4HS+O2→(NH4)2S2O3+H2OS+O2+NH4OH→(NH4)2SO4+H2ONH4CN+S→NH4SCN廢液處理反應:NH4SCN+2O2+2H2O→(NH4)2SO4+CO2(NH4)2S2O3+2H2O+2O2→(NH4)2SO4+H2SO4

S+H2O+3/2O2→H2SO42、工藝流程用煤氣中的氨為堿源,脫除焦爐煤氣中H2S、HCN。再在氨水中加入催化劑(1、4萘醌2磺酸鈉,簡稱1,4NQ),然后將HS-、S2-等氧化成硫的化合物。在7.5Mpa壓力、273℃條件下,脫硫廢液中的(NH4)2S、(NH4)2S2O3、(NH4)2SO3、NH4SCN等進行強制氧化反應,生成H2SO4和(NH4)2SO4溶液,溶液再與硫銨吸收母液混和加工,生產成品硫銨。3、主要特點脫硫脫氰效率較高:塔后煤氣H2S和HCN的含量可分別降至

200mg/m3

(寶鋼多年來生產可達20mg/m3)和150mg/m3以下;并且是以氨為堿源,不需另外加堿,節約了運行成本。2)可增產硫銨:煤氣中的HCN先經脫硫轉化為NH4CNS,再經濕式氧化將其中的NH3轉化為(NH4)2SO4隨母液送往硫銨裝置,因而與其它工藝技術相比可使硫銨增產約10%。但該法必須與生產硫銨裝置配套建設。3)不堵塞設備:在脫硫過程中,控制元素硫的生成量僅滿足生成NH4CNS反應的需要,不析出多余的元素硫,因此不易堵塞設備及管道,操作條件好。3、主要特點4)廢液處理裝置流程短,占地少,在濕式氧化過程中相當于將從煤氣中脫除下的H2S全部轉化為硫酸(銨),相當于硫銨裝置耗酸量的50~60%,大大降低了硫銨產品的成本。5)因吸收所需液氣比、再生所需空氣量較大,以及廢液處理操作壓力高,故整個裝置自動化裝備水平高,電耗大,投資和運行費用都很高。6)催化劑消耗量少,但所需催化劑目前尚需依賴進口。7)因其在高溫、高壓、強腐蝕性條件下操作,主要設備的材質要求較高,制造難度大;(特別是反應塔為復合鈦板材料,需從國外進口).8)工藝流程非常復雜,目前此工藝除寶鋼引用外,在其他焦化廠尚未采用。3.8苦味酸法(F.R.C法)1、原理闡述苦味酸法是以苦味酸(三硝基苯酚)為催化劑、用煤氣中的氨為堿源作為吸收液,脫除焦爐煤氣中H2S、HCN,在催化劑作用下用空氣氧化得到硫磺與硫的化合物。

1、反應原理吸收反應:NH3+H2O→NH4OHNH4OH+H2S→NH4HS+H2ONH4OH+HCN→NH4CN+H2O再生反應:

NH4HS+1/2O2→NH4OH+S2NH4HS+2O2→(NH4)2S2O3+H2O副反應:H2S+NH4OH+xS→(NH4)2SX+1+2H2ONH4CN+(NH4)2SX+1→NH4SCN+(NH4)2SXS+(NH4)2SX→(NH4)2SX+1

2、工藝流程FRC煤氣脫硫是脫硫塔頂部噴淋下來的苦味酸溶液在填料表面與煤氣逆流接觸,吸收煤氣中的H2S、HCN、NH3,吸收了煤氣中的H2S、HCN的溶液(富液)進入再生塔底部進行空氣氧化再生。氧化再生后的溶液(稱為貧液)經過冷卻后,送入脫硫塔重復循環利用。為了控制吸收液中鹽類濃度和溶液中單質硫含量,需要對再生液中硫磺進行離心分離,得到硫漿和濾液。離心分離后的部分濾液進行濃縮開路處理,制成硫漿。硫漿送往硫酸制造裝置(C/P)生成98%的硫酸。4、F.R.C法的主要特點:1)脫硫和脫氰效率均很高,塔后煤氣含H2S和HCN可分別降至20mg/m3及100mg/m3以下,符合城市民用煤氣標準。2)再生塔采用高效予混噴咀,再生空氣用量大大降低,因此含NH3尾氣不排放而直接兌入吸收塔后的煤氣中,省去了一套再生尾氣處理設備,并防止了對大氣的二次污染。3)所需催化劑苦味酸價廉易得且消耗少,但是苦味酸是爆炸危險品,為其運輸和存放帶來一些困難(苦味酸即三硝基苯酚)。4)廢液焚燒采用接觸法制濃硫酸,焚燒的同時NH3遭到破壞,經脫硫后煤氣中NH3將損失25~30%,且該工藝流程長,占地大,制酸尾氣處理不經濟,當制酸裝置的規模太小時不經濟,也不好操作。5)由于析出的硫磺顆粒是在1~3μ,直徑非常小,易附著,造成填料堵塞。3.9對苯二酚法1、原理闡述以對苯二酚為催化劑、氨水為吸收液的脫硫脫氰方法。其反應原理為:吸收反應:

NH3+H2O→NH4OHNH4OH+H2S→NH4HS+H2ONH4OH+HCN→NH4CN+H2O

再生反應:

C6H4(OH)2+1/2O2→C6H4(O)2+H2ONH4HS+C6H4(O)2→NH4OH+C6H4(OH)2+SNH4CN+S→NH4CNS2NH4HS+2O2→(NH4)S2O3+H2O2、工藝流程煤氣進入脫硫塔,與塔頂噴灑的吸收液逆流接觸,進行吸收反應。脫除硫化氫和氰化氫的煤氣,從塔頂排出。脫硫塔底排出的吸收液,經液封槽進入循環槽,經加熱器用泵送入再生塔底,與送入的壓縮空氣在塔內進行再生反應。再生后的吸收液由塔頂排出,經液位調節器進入脫硫塔循環使用。再生塔頂分離出的硫泡沫流入硫泡沫槽,經真空過濾器過濾后,濾液入循環槽,硫膏入熔硫釜制取熔融硫。一部分濾液用以制取硫酸或提取工業硫氰酸銨。3.10H.P.F法1、原理闡述以氨為堿源、H.P.F(對苯二酚、PDS-酞菁鈷磺酸鹽、FeSO4)為催化劑(復合型)的濕式氧化脫硫脫氰工藝。用H.P.F催化劑脫硫脫氰是一種液相催化氧化反應,與其它催化劑相比,它不僅對脫硫脫氰過程而且對再生過程均有催化作用(脫硫脫氰過程為全過程的控制步驟)。因此H.P.F具有活性高、流動性好等明顯優勢(從而減緩了設備和管道的堵塞)。

2、反應原理吸收反應、催化化學反應、催化再生反應、部分副反應。(1)吸收反應NH3+H2O→NH4OHNH4OH+H2S→NH4HS+H2ONH4OH+HCN→NH4CN+H2ONH4OH+CO2→NH4HCO3

2、反應原理(2)催化反應過程

NH4OH+NH4HS+(x-1)S→(NH4)2Sx+H2ONH4HS+NH4HCO3+(x-1)S→(NH4)2Sx+CO2↑+H2ONH4CN+(NH4)2Sx→NH4CNS+(NH4)2Sx-1

(NH4)2Sx-1+S→(NH4)2Sx

ZLZLZLZL(3)再生反應NH2HS+1/2O2→S↓+NH4OH(NH4)2S+1/2O2→S↓+NH4OH(NH4)2Sx+1/2O2+H2O→S↓+2NH4OHNH4CNS+1/2O2→NH2-CO-NH2+SNH2-CO-NH2(尿素)+(NH4)2CO3→

2NH4OH+CO2↑

(4)副反應4NH4HS+3O2→2(NH4)2S2O3+2H2↑2NH4HS+2O2→(NH4)2S2O3+H2O2(NH4)2S2O3+O2→2(NH4)2SO4+2SNH4CN+(NH4)2Sx→NH4SCN+(NH4)2SX-13、催化原理:

ZL脫硫催化劑是近年來發展起來的多核酞箐酤磺酸鹽和金屬離子類脫硫催化劑,ZL脫硫催化劑在上述反應中的作用機理如下:

ZL脫硫催化劑在堿性溶液中將溶解的O2吸附活化,形成高活性大離子;當遇到H2S等含硫化合物時,將其吸附到高活性大離子微觀表面,在生產條件下,使H2S等含硫化合物中的硫氧化成單質硫或多硫化物;單質硫或多硫化物從ZL脫硫催化劑表面解吸而離去;ZL脫硫催化劑重新獲得氧而再生。4、催化劑的特點:⑴、化學穩定性好,在略高于操作條件溫度(如100℃,堿性介質)的條件下不分解,水溶性好;⑵、無毒,在酸堿性介質中不對工業衛生和環境(大氣和水體)保護構成不利影響;⑶、活性高,對硫化物具有很強的選擇催化活性,脫硫效率高,消耗指標低;⑷、工作硫容高;⑸、生成硫的顆粒大,懸浮硫低;⑹、副反應低,廢液較少;⑺、脫硫液無腐蝕性(指不會因為脫硫劑加入而使其腐蝕性提高);⑻、再生性能好,載氧能力強,可以明顯降低再生空氣消耗量(5m3/kg硫);⑼、可單獨或配合使用;⑽、使用方便,適應現有脫硫工藝及設備條件。5、工藝流程圖

5、H.P.F脫硫脫氰技術的特點a)運行成本降低。以煤

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