— 咨詢熱線 —
0311-83507942
網站首頁 關于我們 產品展示 新聞資訊 技術知識 工程案例 廠區環境 在線反饋 聯系我們
 
公司地址: 石家莊市正定縣燕趙北大街定福大廈1202室
聯系人:   溫經理
業務電話:0311-83507942/83507914
采購電話:0311-83507555
傳真號碼: 0311-83507977
郵箱: [email protected]

焦爐氣脫硫值得關注的幾個問題

焦爐氣脫硫值得關注的幾個問題1

發布時間:2019-03-26 11:24:22

1.1脫硫塔的設置

對于焦爐氣脫硫由于進口H2S含量一般都很高,從幾克到幾十克每標方不等。在脫硫工程設計時一般都設計成雙系統即可并聯操作、亦可串聯運行。雙脫硫塔并聯操作時,脫硫系統阻力小,單塔負荷低不容易堵塔。但脫硫效率不如雙塔串聯運行時高。考慮到焦爐氣入口硫化氫較高,脫硫裝置好采用雙塔串聯的運行方式。

從不斷提高脫硫效率的角度來考慮,尤其是焦爐氣制甲醇要求出口小于20mg/m3,焦化廠脫硫也應該采用串聯流程。為了克服塔阻力和塔堵的問題,脫硫塔的噴淋密度應大于50m3/m2˙h,同時加強硫泡沫的浮選,降低懸浮硫含量等來減少堵塔的幾率。

另外,前塔可以嘗試空塔噴塔(即采用高效霧化噴頭取代輕瓷填料),后塔采用空塔噴淋+填料的復合型塔(即脫硫塔的中、下段采用高效霧化噴頭、空塔噴淋,上段使用填料)的科學組合方式。目前這種組合方式已廣泛的應用在化肥行業,具有工作硫容大、溶液循環量小,脫硫效率高,系統壓降小等諸多優點,效果十分理想。我想這也可作為今后焦爐煤氣脫硫發展的方向,不過由于焦爐氣成分復雜,脫硫液比較臟,所以采用空塔噴淋堵塞問題還需要解決。

1.2高塔再生和噴射再生

目前焦爐氣脫硫的再生采用高塔再生和噴射再生兩種方式。這兩種方式各有特色。其區別如下:

⑴高塔再生采用空壓機提供的壓縮空氣,需要動力。壓縮送風相對穩定,液位、泡沫溢流可以自動控制,由于再生塔比較高,操作不是太方便,但有很多廠增加了視頻監控系統后,操作起來比以前方便多了。

再生槽再生采用噴射器自吸空氣,再生槽再生占地面積稍大一些,高度低,不需要空壓機,節省了空壓機的動力消耗。

⑵高塔再生只有循環泵,貧液從再生塔頂靠位壓自流到脫硫塔內。再生槽再生需要貧液泵和富液泵,單從動力消耗上來講,再生槽再生比高塔再生動力消耗要大些。

⑶關于再生效果,從我個人來看,噴射再生更便于觀測再生、溢流狀況,稍優于高塔再生,很多廠再生后貧液懸浮硫能達到0.2g/L以下,這在焦化行業屬水平。

⑷關于投資方面,高塔再生占地面積小,但設備投資較大。噴射再生,設備投資相對較小。當然噴射再生時噴射器易發生硫堵而影響吸空氣量,造成再生槽內硫泡沫時好時壞,日常需要維護檢修。具體采用那種再生方式,可根據廠家的實際情況考慮。

1.3調整初冷溫度,加強脫硫預凈化

由于初冷的操作溫度高,使煤氣中的焦油和萘等不能在初冷工序中回收下來,使焦油和萘在流程中后移,造成后續工序的嚴重污染,很多廠脫硫液嚴重的發黃,影響脫硫效率的同時也影響了硫黃質量。因此,初冷溫度必須降到盡可能低的程度使其保持≤22OC,并確保電撲焦電器正常工作,使煤氣中的焦油狀的物質得到充份凈化,防止其在橫管預冷器中冷卻時形成堵塞,導致被迫停運清掃或冷卻效果降低。

1.4脫硫系統低溫化(以氨為堿源好在20℃~25℃)

焦爐煤氣中的氨和硫化氫在氣相中并未發生化學反應,但一旦進入液相則立即發生化學反應,形成新的化合物。硫化氫溶于水,其溶解度決定于溶液溫度,溫度降低則硫化氫的溶解度增高,換句話說硫化氫的吸收是放熱反應,且在溶液中H2S的濃度<5%時,氣液相的H2S平衡受亨利定律pH2S=HC支配,

式中PH2S—平衡時,液體表面H2S的分壓,×10-6mmHg

H—亨利系數,×10-6mmHg

C—單位體積溶液中H2S的摩爾分數

而亨利系數的大小取決于溫度,且隨溫度的升高而升高,如下列數據所表示的。

溫度,℃05101520253040

亨利系數H:0.2030.2390.2780.3210.3670.4140.4630.566

可見,欲提高H2S的吸收推動力,降低吸收溫度是有效的措施之一。當然提高液相的堿度提也能有效降低液相表面的PH2S值。

在沒有煤氣預冷塔的情況下,進入脫硫塔的煤氣溫度高達30℃~35℃。有專家計算過如果溫度能控制在22℃~25℃,氨含量可提高3g/L~5g/L,H2S的解離度提高近30%。所以,脫硫系統中不設置煤氣預冷卻設備導致脫硫效率低下的教訓,要得到重視。當然很多廠設置了直接式煤氣預冷卻設備效果也不是很好。直接式煤氣預冷卻設備在運行中,冷卻介質與煤氣直接接觸,且噴灑密度較大,煤氣中的焦油、萘等被洗滌混入其中,并懸浮于冷卻氨水中,當冷卻氨水進入冷卻器冷卻時,焦油和萘等雜質會沉附于傳熱壁表面,極大地惡化傳熱條件,有的甚至導致冷卻器嚴重堵塞,以至不得不停運處理。另外直接式煤氣預冷塔存在煤氣冷卻過程中氨的流失,兩次換熱,均需要溫差,以至煤氣難以降至25℃以下。在此基礎上,很多廠選擇間接橫管冷卻器作脫硫前煤氣預冷卻設備,效果很不錯。

1.5脫硫工段的位置

考慮到對傳統凈化流程的改造和脫硫工藝的選擇,很多廠煤氣凈化脫硫位置為:初冷器→電捕焦油器→鼓風機→中間冷卻器→脫硫→洗苯塔→間接終冷塔。流程說明如下:

⑴初冷器選用橫管冷卻器,并設有輕質焦油噴灑洗萘裝置,用低溫水冷卻,保證集合溫度為22℃左右。這項工藝操作對后流程的打通,關系十分密切。

⑵為保證脫硫溫度,在脫硫塔前,必須設有煤氣中間冷卻器,確保脫硫的低溫吸收。

⑶為提高脫硫液中氨含量,將氨水蒸餾塔的氨氣補充到脫硫液中,以提高脫硫效率。

目前很多廠考慮到煤氣流程中溫度梯度的合理性,采用了全負壓工藝流程。如由我公司設計某廠全負壓操作工藝流程:初冷器→洗苯塔→電捕焦油器→脫硫塔→鼓風機→硫氨塔→脫硫。

全負壓脫硫與上面提到的流程的比較如下:

⑴由于脫硫工序后置,前面設置了洗苯、電捕焦油器等設備減輕了煤氣中夾帶的焦油、苯、萘等有機雜質,提高了苯、萘、焦油的回收率。

⑵溫度變化控制合理。煤氣經初冷器冷凝降溫,即使再經過洗苯、洗萘、除油、除塵等處理,溫度低于30℃,滿足氨法脫硫要求的吸收溫度。脫硫后充分利用了鼓風機的壓縮熱能,將煤氣溫度提升至48℃~58℃,又滿足了硫銨生產50℃左右佳操作溫度,系統溫度實現自動控制,煤氣無須再經歷預冷和預熱的兩次換熱處理,減少了水、電消耗以及剩余氨水循環降溫過程的氨損失,既節能又降耗。

⑶降低了投資和運行費用。由于不再使用對脫硫煤氣降溫的預冷塔、剩余氨水冷卻器、循環冷卻氨水換熱器、循環冷卻氨水泵和對硫銨的煤氣預熱器等設備,極大的減輕了企業運行費用。
2催化劑的選擇

縱觀國內外的脫硫脫氰技術,目前我國采用的典型脫硫脫氰技術主要有TH法(通稱濕式氧化法)、FRC法(通稱催化氧化法)、AS法(通稱氨硫聯合洗滌法)、改良ADA法、HPF法(通稱催化氧化氨法)、東獅888-JDS法、栲膠法MEA、VACA法(亦稱真空堿法)等。為了使大家對我國焦化行業現行的脫硫技術有一個較全面的了解,下面對我國焦化行業中比較有代表性的幾種脫硫技術作一個列舉。

2.1AS法脫硫脫氰工藝

同樣是以煤氣中的NH3為堿源,用洗氨塔的富液吸收H2S和HCN,為保證NH3的吸收效率,富氨循環液中氨含量不能過高,因此脫硫的效率較低,一般塔后的H2S和HCN含量只能降至500mg/m3,這是氨硫聯合洗滌工藝的根本技術問題。脫硫后的富液在脫氨脫酸塔中解吸,脫出的氨和酸性氣體要進行除氨和制酸處理,需消耗大量的耐腐蝕材料和催化劑,流程較長,不易打通。經過多年生產實踐證明,AS法脫硫技術由于投資過高等原因,不宜過多推廣。

2.2改良A.D.A法脫硫工藝

該工藝是鈉為堿源,A.D.A為催化劑并在脫硫液中添加適量的偏釩酸鈉和酒石酸鉀的濕式氧化硫工藝,脫硫和脫氰均可達到很高的效率。國內比較普遍應用在城市(民用)煤氣氣源廠中,本工藝的弱點一是脫硫廢液處理問題,國內工業化裝置采用的是提鹽工藝,但流程長、操作復雜、能耗高、操作環境惡劣、勞動強度大、所得鹽類產品如硫氰酸鈉、硫代硫酸鈉品位不高,經濟效益差。二是硫黃產品收率低、純度不高,且為保證脫硫需外加堿(碳酸鈉),堿耗大,運行成本高。改良A.D.A脫硫工藝近些年已較少被采用了。

2.3H.P.F法焦爐煤氣脫硫工藝

該法是我國自主創新的脫硫工藝,也同樣以煤氣中氨為堿源,但脫硫后煤氣中氨的回收不是用洗滌吸收工藝而是用飽和器法。因此,可將脫硫液中的含氨量提高到3g/L~4g/L,從而使脫硫效率很高,脫硫后的煤氣中H2S和HCN含量可達10mg/m3~20mg/m3,這一點可謂此法大的技術優勢。

HPF法脫硫工藝中,經氧化再生所得的硫膏或溶融硫的含硫量較低,在工業上應用困難。

2.4888-JDS法

888—JDS法脫硫的實質是使用888—JDS(系列)脫硫催化劑及其相配套的工藝、設備的一種優良的脫硫方法。廣泛應用于焦爐氣脫硫,特別適合于對凈化度要求極高的焦爐氣制甲醇的脫硫。888—JDS脫硫催化劑是整個工藝的核心,是影響脫硫過程的關鍵。888—JDS催化劑吸氧、截氧能力強,能吸收空氣中的氧及液相中的溶解氧而活化,釋放出具有極強氧化活性的原子氧,能迅速的將液相中H2S及有機硫化物催化、氧化成單質硫。液相中H2S的摩爾分數不斷降低則H2S便可從氣相向液相中持續快速的轉移,吸收H2S的推動力就會增大。從而在同樣的設備條件下可獲得更高的脫硫效率。

888-JDS對脫硫和再生都有催化作用,使脫硫脫氰工藝更加簡化。尤其是近幾年東獅公司研發了很多脫硫過程中配套的產品,如過濾機來進一步的完善硫黃的回收。該過濾機真空度高,濾餅比傳統的過濾機水分低。濾餅干度可達70%以上,大大的降低了殘液的回收。目前888—JDS催化劑已廣泛應用于焦化行業。均取得了良好的脫硫效果。

2.5栲膠法

栲膠法具有資源豐富,價廉易得,副反應少,但是栲膠法需要與釩配合使用,增加了成本,并且釩是有毒物,不利于環保。

總的來說通過脫硫效率、能耗、基建投資和日常消耗的對比,認為888-JDS法脫硫脫氰工藝的技術優勢是明顯的,值得推薦。近東獅氣體凈化研究中心經過深入的研究及大量的試驗,新研究開發出DST-1型脫硫催化劑及其脫硫工藝,該催化劑無毒、無腐蝕性,并具有硫容量大、再生速率快、懸浮硫和副鹽含量低等特點,可廣泛地應用于半水煤氣、焦爐煤氣、天然氣等脫硫領域,大家有興趣的也可以實際考察。

返回列表
版權所有:北清環境工程河北有限公司