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1、原料氣制備——煤氣中硫化氫的脫除應用化工班一組河北工院的,別亂給老師煤氣中硫化氫的脫除第一節(jié):概述第二節(jié):煤氣的干法脫硫第三節(jié):煤氣的濕法脫硫3-1:栲膠法脫硫3-2:HPF法脫硫脫除硫化氫的方法有好多種,例如:改良ADA脫硫法、AS脫硫法苦味酸法脫硫、氨水法脫硫等,本節(jié)針對焦爐煤氣的成分和特性,以及甲醇合成工藝對脫硫的技術要求著重論述以上3種方法。概述高溫煉焦原料中的硫,在煉焦過程中30%~40%以氣態(tài)硫化物形式進入焦爐煤氣中。煤氣中的硫化物按化合狀態(tài)分硫的無機化合物:硫化氫(一般4~10g/m3)硫的有機化
2、合物:二硫化碳(CS2)硫氧化碳(COS)噻吩(C4H4S)等有機硫化物含量較少在0.3g/m3左右,這些有機硫化合物,在較高溫度下進行變換反應,幾乎全部轉(zhuǎn)化成硫化氫,故煤氣中硫化氫所含硫約占煤氣中總硫總量的90%以上。概述硫化氫的性質(zhì):有刺鼻性臭味的氣體,密度為1.539g/m3;硫化氫燃燒的產(chǎn)物二氧化硫(SO2)對人體均有毒性,在空氣中含0.1%硫化氫就能使人致命,二氧化硫(SO2)可造成大氣污染,形成酸雨。>含硫化氫、氰化氫的煤氣在處理輸送過程中,會腐蝕設備和管道。>含硫化氫的焦爐煤氣,若用做合成原料氣,
3、會造成催化劑中毒;用于冶煉優(yōu)質(zhì)鋼,會降低鋼的含量。>焦爐煤氣中的硫化氫可以轉(zhuǎn)化成硫磺。>從本企業(yè)職工衛(wèi)生安全考慮,車間空氣中H2S含量應小于10mg/m3。>不同用戶,對焦爐煤氣有不同要求。概述城市煤氣:規(guī)定H2S含量小于20mg/m3合成氣:一般規(guī)定含H2S含量小于1~2mg/m3,甚至更低優(yōu)質(zhì)鋼冶煉氣:H2S含量小于1~2g/m3脫除硫化氫的重要性:概述焦爐煤氣中的硫化氫可能轉(zhuǎn)成硫磺,例如,用克勞斯法生產(chǎn)的硫磺,純度很高,是重要的化工原料,除用于醫(yī)藥原料外還可用于制造優(yōu)質(zhì)硫酸。中國硫磺資源較少,如能設置脫硫
4、裝置并用所回收的硫化氫制造硫酸,可使資源得到合理的綜合利用。按照以人為本的理念和科學發(fā)展觀的思想,脫除焦爐煤氣中的硫化氫和氰化氫勢在必行。概述按脫硫劑物理狀態(tài)按溶液的吸收和再生性質(zhì)借助于吸收溶液中載氧體的催化作用,將吸收的硫化氫氧化成硫黃以弱堿性溶液為吸收劑,與硫化氫盡心化學反應而形成有機化合物,進而分解放出硫化氫常用有機溶劑作吸收劑,其過程完全是物理過程,當吸收富液壓力降低時,則放出硫化氫該法的吸收液由物理溶劑和化學溶劑組成,有物理、化學吸收兩種性質(zhì)煤氣的干法脫硫一:原理——國內(nèi)許多焦化廠采用氫氧化鐵法進行焦
5、爐煤氣的干法脫硫。其脫硫原理為:將焦爐煤氣通過含有氫氧化鐵的脫硫劑,使硫化氫與脫硫劑中的有效成分Fe(OH)3,反應生成Fe2S,或FeS。當含硫量達到一定程度后,使脫硫劑與空氣接觸,在有水存在下,空氣中的氧將鐵的硫化物氧化使之又轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵,脫硫劑得到再生,再重復使用。當煤氣中含氧時,則使脫硫劑的脫硫和再生同時進行煤氣的干法脫硫所涉及的主要反應:>在堿性脫硫劑中,硫化氫與活性組分發(fā)生下列化學反應,即脫硫反應。2Fe(OH)3+3H2S→Fe2S3+6H20Fe2S3→2FeS+SFe(OH)2+H2S→Fe
6、S+2H20>當有足夠的水分時,脫硫劑的再生是用空氣中的氫氧化鐵脫硫所生成的硫化鐵,發(fā)生下列化學反應,即再生反應。2Fe2S3+302+6H2O→4Fe(OH)3+6S4FeS+302+6H2O→4Fe(OH)3+4S放熱反應煤氣的干法脫硫二、干法脫硫劑的制備與使用條件制備:目前常用的制備的原料有天然沼鐵礦、人工氧化鐵、顏料廠和硫酸廠的下腳鐵泥、鋼鐵廠的紅泥等。使用條件:脫硫劑中氧化鐵含量應占風干物料質(zhì)量的50%以上,其中活性氫氧化鐵含量應占70%以上,其中不應含腐植酸或腐植酸鹽,其pH應大于7。注:當脫硫劑上
7、積有30%~40%(質(zhì)量分數(shù))的硫磺時,需更換新的脫硫劑。實踐表明脫硫劑吸收硫化氫的最好條件為:溫度28~30℃,脫硫劑的水分不低于30%。煤氣的干法脫硫三、脫硫設備及操作:按構造可分為箱式和塔式兩種。1.箱式脫硫裝置:一般由四組設備組成,三組設備并聯(lián)操作,另一組備用。煤氣通過進口管上的切換裝置(閥門或水封閥),根據(jù)操作要求以串聯(lián)或并聯(lián)形式通過脫硫箱,然后由煤氣出口管輸出。煤氣的干法脫硫2.塔式裝置:脫硫塔的工作原理與箱式干法脫硫裝置設備基本相同,脫硫塔是一個鑄鐵制的立式塔,直徑約5.5~7.5m,高為12~1
8、6m。塔內(nèi)裝有互相疊置的10~14個中央帶有圓孔的吊筐,筐內(nèi)裝有脫硫劑。煤氣由塔底進入中心通道并均勻地分布后,依次進入各個吊筐內(nèi)與脫硫劑進行脫硫反應,脫硫后的煤氣進入吊筐與塔壁形成的空隙內(nèi),自塔側(cè)壁管道排出。煤氣的干法脫硫四、脫硫操作制度脫硫箱操作溫度/℃25~30每米高脫硫劑阻力/kPa<2脫硫箱操作壓力常壓脫硫劑堿度pH8~9脫硫劑水分/%25~35煤氣的干法脫硫五、脫硫箱的設計參