真空碳酸盐法脱硫技术（精选）.doc

真空碳酸盐法脱琉技术
真空碳酸盐法脱琉技术是根据我国焦化行业的特点,综合考虑项目投资、环保和市场情况,并针对不同的用户对煤气净化指标的不同要求,开发出的一种新的煤气脱硫技术的组合。本文还将循环氨水脱硫脱氨工艺和真空碳酸盐法脱硫技术工艺进行了综合比较和分析。
1、两种煤气净化处理工艺的选择。
采用传统的焦化技术生产的荒煤气在送往钢铁厂或作为城市用煤气前须进行净化处理,去除苯、萘、氨和硫化氢等。其中,苯必须去除,以防燃烧时形成油烟(积碳);去除萘以避免管道堵塞;去除氨以防止腐蚀;去除硫化氢是因环保要求及避免腐蚀。焦炉煤气中含有的组分可生产各种原料。选择脱硫工艺的最重要的因素是氨的使用。采用硫铵工艺的脱硫组合如图1所示;采用非硫铵工艺的脱氨脱硫组合如图2所示。
在不需要进一步生产氨产品的情况下,最简单的煤气净化方法是采用循环氨水脱硫脱氨工艺,在洗涤塔中同时脱除NH3和H2S,生产的酸汽在克劳斯炉发生反应,氨分解成氮气和氢气,硫化氢转化成硫。
目前,有几种技术可用氨直接生产硫铵,其中饱和器法最常用,即在一个浸液式饱和器中加入硫酸,使其与煤气中的氨直接反应生成硫酸铵。
脱氨后的无氨酸汽是真空碳酸盐脱硫工艺的理想原料,除选用克劳斯工艺生产的硫磺外,从真空碳酸盐的酸汽中生产硫酸是最合理的工艺。
2、氨水循环脱硫脱氨技术。
脱硫脱氨和单系克劳斯系统的流程如图3所示。
正常情况下,洗氨塔和脱硫塔设在风机后面、洗苯塔前面。在解吸系统中,富液与从焦油和氨水处理装罝过来的剩余氨水被直接蒸汽汽提,被脱除的NH3和H2S,后续的克劳斯系统(图1、2中为克劳斯系统)进行处理,尾气被循环到煤气初冷器前面的煤气管道。这样的工艺组合可防止煤气净化系统的有害气体排到大气中。
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脱硫脱氨工艺(CydaSulf)流程如图4所示。
由于采用波纹孔板填料使洗涤塔尺寸减小,使得洗氨塔能够放置在脱硫塔的上面,终冷段放在脱硫塔的下部,并与脱硫塔合成为1个塔。同时,应用波纹孔板填料后,还可将脱酸塔、挥发氨塔、固定氨塔和冷凝器组合成一个解吸塔。上述改进减少了设备的数量,从而相应减少了钢结构和配管的用量,降低了投资成本。生产中产生的酸汽在克劳斯系统进行处埋。
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用于酸汽处理的单系克劳斯系统(Mono- Claus)的流程如图5所示。
由图5可见,单系克劳斯系统采用卧式克劳斯炉,的催化剂。该系统仅有一个克劳斯反应器,用于硫化氢转化成纯硫的工艺。设备规模及相应的钢结构和配管的用量均显著减少。
单系克劳斯系统H2S的转化量少于具有2个克劳斯反应器的系统,但因其尾气被排放到煤气管道中,所以不会对环境造成污染,但单系克劳斯系统前面的工艺流程必须考虑由于H2S的转化量少所带来的问题。克劳斯系统生产的产品是纯液态硫,可以液态形式售出或在后续的硫切片单元中加工成固态售出。
3不脱氨的脱硫技术。
当氨用于生产硫酸铵时,需在煤气风机的后面设置一个直接生产硫酸铵的浸液式饱和器,酸汽经处理氨水的汽提塔后被送到饱和器的前面。用于除氨后煤气脱硫的真空碳酸盐洗涤塔设在洗苯塔的后面。真空碳酸盐和生产硫酸的工艺流程如图6所示。
真空碳酸盐解吸系统的主要产品是富含H2S的酸汽,它能被转换成硫酸或纯硫,此外也产生少量的废液,废液必须在汽提塔中与氨水一起处理后,才能送到生化处理厂。
为了更加经济,真空碳酸盐解吸塔所需的热量由初冷器顶部的热水或由部分循环氨水提供。与无排放的克劳斯系统相反,硫酸工段产生的含有少最的SO2和SO3的废气将被排放到大气中。
生产的硫酸可用于生产硫酸铵,它可取代需额外购买的新鲜硫酸。
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真空碳酸盐工艺(VacaSulf〉对煤气净化处理单元下游的已脱氨煤气进行脱硫。通过对工艺设计进行修正和调整,可满足对煤气净化后的H2S指标的不同要求。
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真空碳酸盐工艺中最简单的工艺流程是单流系真空碳酸盐工艺,如图7所示。它能够使焦炉煤气净化后的H2S含量小于500 mg/m3。
净化前的焦炉煤气首先经过分离器,分离出来自洗苯塔的煤气中的洗油颗粒。随后煤气从真空碳酸盐洗涤塔中洗涤段的底部到顶部,并经捕雾器后离开洗涤塔。这个洗涤段装有填料(用聚丙烯制造的鲍尔环)。从解吸塔的底部引出的汽提后的贫液将作为洗涤液被送到洗涤塔的顶部。
在洗涤段发生的主要反应有:
)6,同时排放少量的碳酸钾溶液。将在真空碳酸盐洗涤塔的底部收集的富液用泵送到碳酸钾储罐内,然后再用泵打到真空碳酸盐解吸塔内。富液进入真空碳酸盐解吸塔的顶部之前,需在加热器内用热贫液预热。
H2S解吸工艺是一个逆流操作系统,富液经过汽提塔,在一定真空度下被再生,预热的富液从塔顶部经过填料层流到底部,而与之反方向流动的酸汽