真空碳酸鹽法脫硫技術(shù)

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1、真空碳酸鹽法脫琉技術(shù)真空碳酸鹽法脫琉技術(shù)是根據(jù)我國焦化行業(yè)的特點，綜合考慮項目投資、環(huán)保和市場情況，并針對不同的用戶對煤氣凈化指標的不同要求，開發(fā)出的一種新的煤氣脫硫技術(shù)的組合。本文還將循環(huán)氨水脫硫脫氨工藝和真空碳酸鹽法脫硫技術(shù)工藝進行了綜合比較和分析。1、兩種煤氣凈化處理工藝的選擇。采用傳統(tǒng)的焦化技術(shù)生產(chǎn)的荒煤氣在送往鋼鐵廠或作為城市用煤氣前須進行凈化處理，去除苯、萘、氨和硫化氫等。其中，苯必須去除，以防燃燒時形成油煙（積碳）；去除萘以避免管道堵塞；去除氨以防止腐蝕；去除硫化氫是因環(huán)保要求及避免腐蝕。焦爐煤氣中含有的組分可生產(chǎn)各種原料。選擇脫硫工藝的最重要的因素是氨的使用。采用硫銨

2、工藝的脫硫組合如圖1所示；采用非硫銨工藝的脫氨脫硫組合如圖2所示。在不需要進一步生產(chǎn)氨產(chǎn)品的情況下，最簡單的煤氣凈化方法是采用循環(huán)氨水脫硫脫氨工藝，在洗滌塔中同時脫除NH3和H2S,生產(chǎn)的酸汽在克勞斯爐發(fā)生反應(yīng)，氨分解成氮氣和氫氣，硫化氫轉(zhuǎn)化成硫。目前，有幾種技術(shù)可用氨直接生產(chǎn)硫銨，其中飽和器法最常用，即在一個浸液式飽和器中加入硫酸，使其與煤氣中的氨直接反應(yīng)生成硫酸銨。脫氨后的無氨酸汽是真空碳酸鹽脫硫工藝的理想原料，除選用克勞斯工藝生產(chǎn)的硫磺外，從真空碳酸鹽的酸汽中生產(chǎn)硫酸是最合理的工藝。2、氨水循環(huán)脫硫脫氨技術(shù)。脫硫脫氨和單系克勞斯系統(tǒng)的流程如圖3所示。正常情況下，洗氨塔和脫硫塔設(shè)

3、在風(fēng)機后面、洗苯塔前面。在解吸系統(tǒng)中，富液與從焦油和氨水處理裝罝過來的剩余氨水被直接蒸汽汽提，被脫除的NH3和H2S,后續(xù)的克勞斯系統(tǒng)(圖1、2中為克勞斯系統(tǒng)）進行處理，尾氣被循環(huán)到煤氣初冷器前面的煤氣管道。這樣的工藝組合可防止煤氣凈化系統(tǒng)的有害氣體排到大氣中。2.1氨水循環(huán)脫硫脫氨工廠。脫硫脫氨工藝（CydaSulf)流程如圖4所示。由于采用波紋孔板填料使洗滌塔尺寸減小，使得洗氨塔能夠放置在脫硫塔的上面，終冷段放在脫硫塔的下部，并與脫硫塔合成為1個塔。同時，應(yīng)用波紋孔板填料后，還可將脫酸塔、揮發(fā)氨塔、固定氨塔和冷凝器組合成一個解吸塔。上述改進減少了設(shè)備的數(shù)量，從而相應(yīng)減少了鋼結(jié)構(gòu)和

4、配管的用量，降低了投資成本。生產(chǎn)中產(chǎn)生的酸汽在克勞斯系統(tǒng)進行處埋。2.2單系克勞斯系統(tǒng)。用于酸汽處理的單系克勞斯系統(tǒng)（Mono-Claus)的流程如圖5所示。由圖5可見，單系克勞斯系統(tǒng)采用臥式克勞斯爐，爐內(nèi)裝有分解NH3和HCN的催化劑。該系統(tǒng)僅有一個克勞斯反應(yīng)器，用于硫化氫轉(zhuǎn)化成純硫的工藝。設(shè)備規(guī)模及相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)和配管的用量均顯著減少。單系克勞斯系統(tǒng)H2S的轉(zhuǎn)化量少于具有2個克勞斯反應(yīng)器的系統(tǒng)，但因其尾氣被排放到煤氣管道中，所以不會對環(huán)境造成污染，但單系克勞斯系統(tǒng)前面的工藝流程必須考慮由于H2S的轉(zhuǎn)化量少所帶來的問題?？藙谒瓜到y(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品是純液態(tài)硫，可以液態(tài)形式售出或在后續(xù)的硫切片

5、單元中加工成固態(tài)售出。3不脫氨的脫硫技術(shù)。當氨用于生產(chǎn)硫酸銨時，需在煤氣風(fēng)機的后面設(shè)置一個直接生產(chǎn)硫酸銨的浸液式飽和器，酸汽經(jīng)處理氨水的汽提塔后被送到飽和器的前面。用于除氨后煤氣脫硫的真空碳酸鹽洗滌塔設(shè)在洗苯塔的后面。真空碳酸鹽和生產(chǎn)硫酸的工藝流程如圖6所示。真空碳酸鹽解吸系統(tǒng)的主要產(chǎn)品是富含H2S的酸汽，它能被轉(zhuǎn)換成硫酸或純硫，此外也產(chǎn)生少量的廢液，廢液必須在汽提塔中與氨水一起處理后，才能送到生化處理廠。為了更加經(jīng)濟，真空碳酸鹽解吸塔所需的熱量由初冷器頂部的熱水或由部分循環(huán)氨水提供。與無排放的克勞斯系統(tǒng)相反，硫酸工段產(chǎn)生的含有少最的SO2和SO3的廢氣將被排放到大氣中。生產(chǎn)的硫酸可

6、用于生產(chǎn)硫酸銨，它可取代需額外購買的新鮮硫酸。3.1真空碳酸鹽工藝。真空碳酸鹽工藝（VacaSulf〉對煤氣凈化處理單元下游的已脫氨煤氣進行脫硫。通過對工藝設(shè)計進行修正和調(diào)整，可滿足對煤氣凈化后的H2S指標的不同要求。3.1.1單流系流程。真空碳酸鹽工藝中最簡單的工藝流程是單流系真空碳酸鹽工藝，如圖7所示。它能夠使焦爐煤氣凈化后的H2S含量小于500mg/m3。凈化前的焦爐煤氣首先經(jīng)過分離器，分離出來自洗苯塔的煤氣中的洗油顆粒。隨后煤氣從真空碳酸鹽洗滌塔中洗滌段的底部到頂部，并經(jīng)捕霧器后離開洗滌塔。這個洗滌段裝有填料（用聚丙烯制造的鮑爾環(huán)）。從解吸塔的底部引出的汽提后的貧液將作為洗滌

7、液被送到洗滌塔的頂部。在洗滌段發(fā)生的主要反應(yīng)有：K2CO3與氧氣和氧化鐵的副反應(yīng)生成少量的KCNS和K4Fe(CN)6，同時排放少量的碳酸鉀溶液。將在真空碳酸鹽洗滌塔的底部收集的富液用泵送到碳酸鉀儲罐內(nèi)，然后再用泵打到真空碳酸鹽解吸塔內(nèi)。富液進入真空碳酸鹽解吸塔的頂部之前，需在加熱器內(nèi)用熱貧液預(yù)熱。H2S解吸工藝是一個逆流操作系統(tǒng)，富液經(jīng)過汽提塔，在一定真空度下被再生，預(yù)熱的富液從塔頂部經(jīng)過填料層流到底部，而與之反方向流動的酸汽中一些已經(jīng)在洗滌塔中從煤氣中