焦炉煤气湿法脱硫基本工艺设计修改过.doc

1绪论1.1概述焦炉煤气粗煤气中硫化物按其化合态可分为两类：无机硫化物，重要是硫化氢（H2S），有机硫化物，如二硫化碳（），硫氧化碳（COS），硫醇（）和噻吩（）等。有机硫化物在温度下进行变换时，几乎所有转化为硫化氢。因此煤气中硫化氢所含硫约占煤气中硫总量90%以上，因而，煤气脱硫重要是指脱除煤气中硫化氢，焦炉煤气中含硫化氢8～15g/m3，此外还含0.5～1.5g/m3氰化氢。硫化氢在常温下是一种带刺鼻臭味无色气体，其密度为1.539kg/nm3。硫化氢及其燃烧产物二氧化硫（）对人体均有毒性，在空气中具有0.1%硫化氢就能致命。煤气中硫化氢存在会严重腐蚀输气管道和设备，如果将煤气用做各种化工原料气，如合成氨原料气时，往往硫化物会使催化剂中毒，增长液态溶剂黏度，影响产品质量等。因而，必要进行煤气脱硫。粗焦炉煤气脱硫工艺有干法和湿法脱硫两大类。干法脱硫多用于精脱硫,对无机硫和有机硫均有较高净化度。不同干法脱硫剂,在不同温区工作,由此可划分低温(常温和低于100℃)、中温(100℃～400℃)和高温(>400℃)脱硫剂。干法脱硫由于脱硫催化剂硫容小,设备庞大,普通用于小规模煤气厂脱硫或用于湿法脱硫后精脱硫。湿法脱硫又分为“湿式氧化法”和“胺法”。湿式氧化法是溶液吸取H2S后,将H2S直接转化为单质硫,分离后溶液循环使用。当前国内已经建成(涉及引进)采用品有代表性湿式氧化脱硫工艺重要有TH法、FRC法、ADA法和HPF法。胺法是将吸取H2S经再生系统释放出来送到克劳斯装置,再转化为单质硫,溶液循环使用,重要有索尔菲班法、单乙醇胺法、AS法和氨硫联合洗涤法。湿法脱硫多用于合成氨原料气、焦炉气、天然气中大量硫化物脱除。当煤气量原则状态下不不大于3000m3/h时,重要采用湿法脱硫。1.2焦炉煤气现状煤气脱硫办法从总体上来分有两种：热煤气脱硫和冷煤气脱硫。在国内，热煤气脱硫当前仍处在实验研究阶段，尚有待于进一步完善，而冷煤气脱硫是比较成熟技术，其脱硫办法也诸多。冷煤气脱硫大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两种办法，干法脱硫以氧化铁法和活性炭法应用较广，而湿法脱硫以砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇具代表性。湿法脱硫可以解决含硫量高煤气，脱硫剂是便于输送液体物料，可以再生，且可以回收有价值元素硫，从而构成一种持续脱硫循环系统。当前工艺上应用较多湿法脱硫有氨水催化法、改良蒽醌二磺酸法（A.D.A法）及有机胺法。其中改良蒽醌二磺酸法脱除效率高，应用更为广泛。但此法在操作中易发生堵塞，并且药物价格昂贵，近几年来，在改良A.D.A基本上开发栲胶法克服了这两项缺陷。它是以纯碱作为吸取剂，以栲胶为载氧体，觉得氧化剂。基于此，在焦炉煤气脱硫工艺设计中我采用湿式栲胶法脱硫工艺。1.3栲胶结识早在1960年日本就有单宁及其盐类从气体重脱除H2S并同步回收硫磺小实验报道，但始终未在工业上应用。国内广西化工研究所、百色栲胶厂、广西林业科学研究所等单位合伙于1977年8月完毕栲胶法脱硫小实验后直接在都安氮肥厂，柳州化肥厂和上林氮肥厂进行了工业生产实验。1978年7月通过自治区技术鉴定。依照鉴定会建议，由原化工部关于部门委托北京化工实验厂补做了中间实验并于1979年9月通过了中间实验鉴定。栲胶是由植物皮，果，茎及叶萃取液熬制而成。其重要成分为丹宁，约占66%，以栲胶来配制脱硫液效果最佳。栲胶重要成分为各种水解丹宁，是有许多构造相似酚类衍生物所构成多酚基化合物，由于其具有许多活泼烃基，因此具备很强吸氧能力，在脱硫过程中起着载氧作用。碱性栲胶脱硫液是由栲胶，碳酸钠及偏钒酸钠等重要成分构成水溶液。栲胶水溶液在空气中易被氧化，即丹宁中较活泼羟基易被空气中氧氧化，生成醌态化合物。特别是当溶液PH值不不大于9时候，丹宁氧化特别明显。由于栲胶水溶液在较高浓度时成为典型胶体溶液，并且在较低温度时容易浮现及沉淀，因而在配制脱硫液前必要对栲胶水溶液进行熟化预解决。即将含栲胶20～33g/l，Na2CO3380～133g/l栲胶谁溶液直接通蒸汽与空气，在80～90°C条件下氧化10～24h，破坏其胶性。然后加及软水或稀氨水，配制成含栲胶1.0～2.6g/l，Na2CO322.3g/l，3.24g/l，2～2.5g/l脱硫液，送入脱硫液储存槽，稀释后使用。脱硫过程中，酚类物质经空气再生氧化成醌态，因其具备较高电位，故能将低价钒氧化成高价钒，进而使吸取在溶液中硫氢根氧化、析出单质硫。同步丹宁能与各种金属离子（如钒、铬、铝等）形成水溶性络合物；在碱性溶液中丹宁能用与铁、铜反映并在其材料表面形成丹宁酸性薄膜，因而具备防腐蚀作用。由于栲胶水溶液是胶体溶液，在将其配制成脱硫液之前，必要对其进行预解决，以消除共胶体性和发泡性，并使其由酚态构造氧化成醌态构造，这样脱硫溶液才具备活性。在栲胶溶液氧化过程中，