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中图分类号:TQ54文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0000-00
随着技术的发展,脱硫的方法日益增多,但根据脱硫剂的物理形态,可分为干法和湿法两种。它们各有优缺点,目前均被广泛应用。而改良ADA法适用于脱除大量无机硫,脱硫液可以再生,经济实用,根据我化肥厂脱硫工段的实际情况,采用改良ADA法。
一、我厂脱硫工艺技术简介
我化肥厂选用改良ADA法进行湿法脱硫。此工序在脱苯之后,干法脱硫之前。由于本设计是配合合成氨生产,合成氨对原料气有一定的要求(氢:氮=3:1),为便于控制比例,净化工序设在脱硫工段之后,合成之前。另外,设在加压工段之后,可以消除焦油、苯等化学品对脱硫的不良影响,防止合成催化剂中毒。
1.工艺流程简介
从上一工段来的粗气经液封槽、焦炭过滤器后进入脱硫塔底,ADA液由塔上部喷淋,与粗煤气逆流吸收H2S,半水煤气由塔顶出来,经气液分离后出工段。
吸收了硫化氢的ADA液从塔底流出,经液封槽后进入反应槽。气液分离器分离出的少量液体间断性进入反应槽。含硫化氢的富液在反应槽内停留反应后,由循环泵打入再生槽,与同时进入槽底的压缩空气自下而上接触氧化再生。再生的ADA液由槽顶溢流进入溶液循环槽。同时反应生成的硫泡沫浮于反应槽内扩大部分,利用位差自流入硫泡沫中间槽,然后由泵打入硫泡沫槽,在硫泡沫槽内经加热、搅拌、澄清后,清液进入溶液回收槽。硫泡沫沉于槽底流入熔硫釜,熔融后冷却成为硫磺产品。熔硫釜内的清液从上部流入溶液回收槽。地下室的碱液槽内的补充液(主要为碱液和偏钒酸钠)与溶液回收槽内的液体混合后泵入溶液循环槽,再由循环泵打入脱硫塔作脱硫剂,从而进入系统。
2.操作参数
粗气入脱硫塔温度: 30~40℃
脱硫塔阻力: <100mmH2O
脱硫液pH值: 8.5~9.1
溶液加热器出口液温度: 35~40℃
脱硫塔溶液温度高于煤气温度: 3~5℃
硫泡沫槽内溶液温度: 65~80℃
熔硫釜内压力: <6kg/cm2
熔硫釜夹套蒸汽压力: >4 kg/cm2
熔硫釜内温度: 130~150℃
溶液中硫代硫酸钠含量: <250g/L
3.工艺要点:
(1)溶液的pH值:溶液的pH值对气体净制程度有很大影响,提高溶液的碱度,气体中的硫化氢的净制程度也提高,然而pH达到8.8时,吸收已基本完全,pH再提高,吸收液中硫代化合物转化成硫酸鈉的量增大。吸收液是循环利用的,硫代硫酸钠的积累,降低了碳酸钠和偏钒酸钠的溶解度,也影响硫的回收。综合考虑,控制pH在8.5-9.2的范围内,可使硫代物吸收较完全,只有少量硫代硫酸钠生成。
(2)钒酸盐含量的影响:溶液中偏钒酸钠与硫氰化物的反应是相当快的,一般5分钟即可完成,为防止硫化氢局部过量生成:“钒-氧-硫”的黑色沉淀,应使偏钒酸钠量比理论值稍大,且使溶液中的ADA含量必须等于或大于偏钒酸含量的1.69倍,工业上实际采用2倍左右。
(3)脱硫塔溶液温度高于粗气进塔温度3-5℃是系统平衡的需要,尤其在不提取硫氢酸钠时更为重要。
(4)溶液中硫代硫酸钠含量大于250g/L时,脱硫反应速度降低,操作恶化,因此需从溶液中提取此副产品。
(5)熔硫釜放完硫后的溶液,不宜排入下水,应送回地下槽,回收使用。
二、改良ADA法原理
1、原料与产品
原料:半水煤气
脱硫剂组成: 碳酸钠 纯度98%
蒽醌二磺酸 纯度≥80%
五氧化二钒 纯度≥70%
酒石酸钾钠 纯度≥95%
产品:熔融硫
改良ADA液配比: 总碱度 0.4N
其中Na2CO3 0.1N
1.必须满足脱硫的要求
净化后的煤气中硫化氢含量必须满足生产需要。以半水煤气为原料气的化工厂,对硫化氢含量要求比较高,应选择脱硫效率较高的脱硫方法。
2.能取得最佳的经济效益
(1)化工药剂是最主要的部分,消耗量要少,价格要低,并且供应充足。
在脱硫及废液的处理中最常用的是碱,碱的消耗量最高,且碱的价格较贵,在生产成本中占较大比例,因此一定要选择好的碱源。
各种氧化脱硫方法都需要消耗一定量的催化剂,虽量少,但其价格较贵,因此催化剂在生产成本中也占有较大比例。
(2)能源能保证供应,耗能要低,单价便宜。
在脱硫过程中,总要有升降温要求,要消耗一定量的电、蒸汽及冷却水。各种方法所耗不一。这就需要作一下比较,电、蒸汽来源是否方便,供应是否充足,价格是否便宜。其他能源,如水、压缩空气、燃烧用煤气等都存在供应、价格等问题。总之,处理一定量的煤气,综合能耗一定要低,价格便宜,供应充足有保证。
(3)脱硫及溶液处理装置中得到的产品回收率要高,质量要好,销路好,产品价格高。
在脱硫及溶液处理过程中,可得到硫磺、硫代硫酸钠等产品,要考虑销路、价格,是否有经济效益。
3.技术先进,环保措施优越。
脱硫及废液处理技术在不断发展,新设备、新工艺不断被采用,老工艺经过技术革新,也不断完善。所以,选择脱硫方法一定要选择工艺先进,技术含量高,集约型,有一定的竞争能力,特别是“三废”排放少,容易处理,符合环保要求的工艺。
综合考虑以上三方面内容,比较各种脱硫方法,认为采用改良ADA法比较合理。此法流程简单,设备少,脱除硫、氰等酸性气体效率高,废液中几乎不含有有害物质,工艺成熟,易自动化,整个过程温度、压力变化不大,易操作,能耗低,虽ADA液价格昂贵,但脱硫液回收效果好,可以弥补其不足之处。
随着技术的发展,脱硫的方法日益增多,但根据脱硫剂的物理形态,可分为干法和湿法两种。它们各有优缺点,目前均被广泛应用。而改良ADA法适用于脱除大量无机硫,脱硫液可以再生,经济实用,根据我化肥厂脱硫工段的实际情况,采用改良ADA法。
一、我厂脱硫工艺技术简介
我化肥厂选用改良ADA法进行湿法脱硫。此工序在脱苯之后,干法脱硫之前。由于本设计是配合合成氨生产,合成氨对原料气有一定的要求(氢:氮=3:1),为便于控制比例,净化工序设在脱硫工段之后,合成之前。另外,设在加压工段之后,可以消除焦油、苯等化学品对脱硫的不良影响,防止合成催化剂中毒。
1.工艺流程简介
从上一工段来的粗气经液封槽、焦炭过滤器后进入脱硫塔底,ADA液由塔上部喷淋,与粗煤气逆流吸收H2S,半水煤气由塔顶出来,经气液分离后出工段。
吸收了硫化氢的ADA液从塔底流出,经液封槽后进入反应槽。气液分离器分离出的少量液体间断性进入反应槽。含硫化氢的富液在反应槽内停留反应后,由循环泵打入再生槽,与同时进入槽底的压缩空气自下而上接触氧化再生。再生的ADA液由槽顶溢流进入溶液循环槽。同时反应生成的硫泡沫浮于反应槽内扩大部分,利用位差自流入硫泡沫中间槽,然后由泵打入硫泡沫槽,在硫泡沫槽内经加热、搅拌、澄清后,清液进入溶液回收槽。硫泡沫沉于槽底流入熔硫釜,熔融后冷却成为硫磺产品。熔硫釜内的清液从上部流入溶液回收槽。地下室的碱液槽内的补充液(主要为碱液和偏钒酸钠)与溶液回收槽内的液体混合后泵入溶液循环槽,再由循环泵打入脱硫塔作脱硫剂,从而进入系统。
2.操作参数
粗气入脱硫塔温度: 30~40℃
脱硫塔阻力: <100mmH2O
脱硫液pH值: 8.5~9.1
溶液加热器出口液温度: 35~40℃
脱硫塔溶液温度高于煤气温度: 3~5℃
硫泡沫槽内溶液温度: 65~80℃
熔硫釜内压力: <6kg/cm2
熔硫釜夹套蒸汽压力: >4 kg/cm2
熔硫釜内温度: 130~150℃
溶液中硫代硫酸钠含量: <250g/L
3.工艺要点:
(1)溶液的pH值:溶液的pH值对气体净制程度有很大影响,提高溶液的碱度,气体中的硫化氢的净制程度也提高,然而pH达到8.8时,吸收已基本完全,pH再提高,吸收液中硫代化合物转化成硫酸鈉的量增大。吸收液是循环利用的,硫代硫酸钠的积累,降低了碳酸钠和偏钒酸钠的溶解度,也影响硫的回收。综合考虑,控制pH在8.5-9.2的范围内,可使硫代物吸收较完全,只有少量硫代硫酸钠生成。
(2)钒酸盐含量的影响:溶液中偏钒酸钠与硫氰化物的反应是相当快的,一般5分钟即可完成,为防止硫化氢局部过量生成:“钒-氧-硫”的黑色沉淀,应使偏钒酸钠量比理论值稍大,且使溶液中的ADA含量必须等于或大于偏钒酸含量的1.69倍,工业上实际采用2倍左右。
(3)脱硫塔溶液温度高于粗气进塔温度3-5℃是系统平衡的需要,尤其在不提取硫氢酸钠时更为重要。
(4)溶液中硫代硫酸钠含量大于250g/L时,脱硫反应速度降低,操作恶化,因此需从溶液中提取此副产品。
(5)熔硫釜放完硫后的溶液,不宜排入下水,应送回地下槽,回收使用。
二、改良ADA法原理
1、原料与产品
原料:半水煤气
脱硫剂组成: 碳酸钠 纯度98%
蒽醌二磺酸 纯度≥80%
五氧化二钒 纯度≥70%
酒石酸钾钠 纯度≥95%
产品:熔融硫
改良ADA液配比: 总碱度 0.4N
其中Na2CO3 0.1N
1.必须满足脱硫的要求
净化后的煤气中硫化氢含量必须满足生产需要。以半水煤气为原料气的化工厂,对硫化氢含量要求比较高,应选择脱硫效率较高的脱硫方法。
2.能取得最佳的经济效益
(1)化工药剂是最主要的部分,消耗量要少,价格要低,并且供应充足。
在脱硫及废液的处理中最常用的是碱,碱的消耗量最高,且碱的价格较贵,在生产成本中占较大比例,因此一定要选择好的碱源。
各种氧化脱硫方法都需要消耗一定量的催化剂,虽量少,但其价格较贵,因此催化剂在生产成本中也占有较大比例。
(2)能源能保证供应,耗能要低,单价便宜。
在脱硫过程中,总要有升降温要求,要消耗一定量的电、蒸汽及冷却水。各种方法所耗不一。这就需要作一下比较,电、蒸汽来源是否方便,供应是否充足,价格是否便宜。其他能源,如水、压缩空气、燃烧用煤气等都存在供应、价格等问题。总之,处理一定量的煤气,综合能耗一定要低,价格便宜,供应充足有保证。
(3)脱硫及溶液处理装置中得到的产品回收率要高,质量要好,销路好,产品价格高。
在脱硫及溶液处理过程中,可得到硫磺、硫代硫酸钠等产品,要考虑销路、价格,是否有经济效益。
3.技术先进,环保措施优越。
脱硫及废液处理技术在不断发展,新设备、新工艺不断被采用,老工艺经过技术革新,也不断完善。所以,选择脱硫方法一定要选择工艺先进,技术含量高,集约型,有一定的竞争能力,特别是“三废”排放少,容易处理,符合环保要求的工艺。
综合考虑以上三方面内容,比较各种脱硫方法,认为采用改良ADA法比较合理。此法流程简单,设备少,脱除硫、氰等酸性气体效率高,废液中几乎不含有有害物质,工艺成熟,易自动化,整个过程温度、压力变化不大,易操作,能耗低,虽ADA液价格昂贵,但脱硫液回收效果好,可以弥补其不足之处。