煤氣脫硫的方法(資料)

1、煤氣脫硫的方法-活性炭脫硫技術(shù)-脫硫泵煤氣脫硫的方法-活性炭脫硫技術(shù)-脫硫泵前言：能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著人們環(huán)境保護(hù)和保證企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量意識的提高，人們對能源的潔凈利用開始日趨重視。發(fā)生爐煤氣作為我國主要能源之一煤炭的一種潔凈利用方式，在我國的玻璃、建材、化工、機(jī)械、耐火材料等行業(yè)被廣泛的應(yīng)用，近年，人們對煤氣凈化程度的認(rèn)識已經(jīng)不止是煤氣中的含塵量、含焦油量和含水量等的概念，人們開始更加重視煤氣中的含硫量。 煤氣中的硫絕大部分以H2S的形式存在，而H2S隨煤氣燃燒后轉(zhuǎn)化成SO2，空氣中SO2含量超標(biāo)會形成局域性酸雨，危害人們的生存環(huán)境，我國對燃燒發(fā)生爐煤氣爐窯規(guī)定其SO2的最高

2、排放濃度為900mg/m3；另一方面，SO2對諸如陶瓷、高嶺土等行業(yè)的最終產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，鑒于以上因素，發(fā)生爐煤氣中H2S的脫除程度業(yè)已成為其潔凈度的一個重要指標(biāo)。 1、煤氣脫硫方法 發(fā)生爐煤氣中的硫來源于氣化用煤，主要以H2S形式存在，氣化用煤中的硫約有80轉(zhuǎn)化成H2S進(jìn)入煤氣，假如，氣化用煤的含硫量為1，氣化后轉(zhuǎn)入煤氣中形成H2S大約2-3g/Nm3左右，而陶瓷、高嶺土等行業(yè)對煤氣含硫量要求為20-50mg/Nm3；假如煤氣中的H2S燃燒后全部轉(zhuǎn)化成SO2為2.6g/m3左右，比國家規(guī)定的SO2的最高排放濃度指標(biāo)高出許多。所以，無論從環(huán)保達(dá)標(biāo)排放，還是從保證企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量而言，煤氣中這

3、部分H2S都是必須要脫除的。 煤氣的脫硫方法從總體上來分有兩種：熱煤氣脫硫和冷煤氣脫硫。在我國，熱煤氣脫硫現(xiàn)在仍處于試驗(yàn)研究階段，還有待于進(jìn)一步完善，而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術(shù)，其脫硫方法也很多。 冷煤氣脫硫大體上可分為干法脫硫和濕法脫硫兩種方法，干法脫硫以氧化鐵法和活性炭法應(yīng)用較廣，而濕法脫硫以砷堿法、ADA、改良ADA和栲膠法頗具代表性。 2、干法脫硫技術(shù) 煤氣干法脫硫技術(shù)應(yīng)用較早，最早應(yīng)用于煤氣的干法脫硫技術(shù)是以沼鐵礦為脫硫劑的氧化鐵脫硫技術(shù)，之后，隨著煤氣脫硫活性炭的研究成功及其生產(chǎn)成本的相對降低，活性炭脫硫技術(shù)也開始被廣泛應(yīng)用。 2.1氧化鐵脫硫技術(shù) 最早使用的氧化鐵脫硫劑為沼鐵礦

4、和人工氧化鐵，液下泵為增加其孔隙率，脫硫劑以木屑為填充料，再噴灑適量的水和少量熟石灰，反復(fù)翻曬制成，其PH值一般為8-9左右，該種脫硫劑脫硫效率較低，必須塔外再生，再生困難，不久便被其他脫硫劑所取代?，F(xiàn)在TF型脫硫劑應(yīng)用較廣，該種脫硫劑脫硫效率較高，并可以進(jìn)行塔內(nèi)再生。 氧化鐵脫硫和再生反應(yīng)過程如下： (1)脫硫過程 2Fe(OH)3+3H2SFe2S3+6H2O Fe(OH)3+H2S2Fe(OH)2+S+2H2O Fe(OH)2+H2SFeS+2H2O (2)再生過程 2Fe2S2+3O2+6H2O4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O4Fe(OH)2+4S 氧化鐵脫硫劑再生是

5、一個放熱過程，如果再生過快，放熱劇烈，脫硫劑容易起火燃燒，這種火災(zāi)現(xiàn)象曾在多個企業(yè)發(fā)生。 活性氧化鐵脫硫工藝流程如圖1 2.2活性炭脫硫技術(shù) 活性炭脫硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用，活性炭的催化活性很強(qiáng)，煤氣中的H2S在活性炭的催化作用下，與煤氣中少量的O2發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)生成的單質(zhì)S吸附于活性炭表面。耐酸液下泵當(dāng)活性炭脫硫劑吸附達(dá)到飽和時，脫硫效率明顯下降，必須進(jìn)行再生?；钚蕴康脑偕鶕?jù)所吸附的物質(zhì)而定，S在常壓下，190時開始熔化，440左右便升華變?yōu)闅鈶B(tài)，所以，一般利用450-500左右的過熱蒸汽對活性炭脫硫劑進(jìn)行再生，當(dāng)脫硫劑溫度提高到一定程度時，單質(zhì)硫便從活性炭中析出，析出的硫

6、流入硫回收池，水冷后形成固態(tài)硫。 活性炭脫硫的脫硫反應(yīng)過程如下： 2H2S+O2S+2H2O 活性炭脫硫再生工藝流程如圖2 3、濕法脫硫技術(shù) 濕法脫硫應(yīng)用較早的方法是氨洗中和法，自從上世紀(jì)50年代初國外出現(xiàn)ADA法以來，我國也先后研制開發(fā)了改良型ADA法、MSQ法、KCS法以及栲膠法等脫硫技術(shù)。 與干法脫硫相比，濕法脫硫技術(shù)的應(yīng)用相對要稍晚一些，最早濕法脫硫技術(shù)是在焦?fàn)t煤氣和水煤氣的凈化方面首先應(yīng)用，隨著人們對發(fā)生爐煤氣高凈化度的要求，濕法脫硫技術(shù)才開始應(yīng)用于發(fā)生爐煤氣行業(yè)。濕法脫硫技術(shù)應(yīng)用于發(fā)生爐煤氣凈化與其在焦?fàn)t煤氣和水煤氣的凈化方面的應(yīng)用略有不同，脫硫設(shè)備、工藝和操作參數(shù)都略有調(diào)整。 濕

7、法脫硫可以歸納分為物理吸收法、化學(xué)吸收法和氧化法三種。物理吸收法是采用有機(jī)溶劑作為吸收劑，加壓吸收H2S，再經(jīng)減壓將吸收的H2S釋放出來，吸收劑循環(huán)使用，該法以環(huán)丁礬法為代表；化學(xué)吸收法是以弱堿性溶劑為吸收劑，吸收過程伴隨化學(xué)反應(yīng)過程，吸收H2S后的吸收劑經(jīng)增溫、減壓后得以再生，熱砷堿法即屬化學(xué)吸附法；氧化法是以堿性溶液為吸收劑，并加入載氧體為催化劑，吸收H2S，并將其氧化成單質(zhì)硫，氧化法以改良ADA法和栲膠法為代表。 目前，在發(fā)生爐煤氣的濕法脫硫技術(shù)中，應(yīng)用較為廣泛的是栲膠脫硫法。它是以純堿作為吸收劑，以栲膠為載氧體，以NaVO2為氧化劑。其脫硫及再生反應(yīng)過程如下： (1)吸收： 在吸收塔內(nèi)

8、原料氣與脫硫液逆流接觸硫化氫與溶液中堿作用被吸收： H2S+Na2CO2=NaHS+NaHCO2 (2)析硫： 在反應(yīng)槽內(nèi)硫氫根被高價金屬離子氧化生成單質(zhì)硫： NaHS+NaHCO2+2NaVO2=S+Na2V2O2+Na2CO2+H2O (3)再生氧化 在噴射再生槽內(nèi)空氣將酚態(tài)物氧化為醌態(tài)： 2HQ+1/2O2=2Q+H2O 以上過程按順序連續(xù)進(jìn)行從而完成氣體脫硫凈化。另有資料和實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在酚被氧化為醌的同時有雙氧水生成，故再生氧化也可按下式表達(dá)： 2HQ+O2=2Q+H2O2生成雙氧水 H2O2+V+4=V+5+H2O HS_+V+5=S0+V+4 其脫硫和再生工藝流程如圖3： 圖3濕法栲

9、膠脫硫和再生工藝流程 (1)氣體流程： 降溫、除塵、除焦油的冷煤氣由煤氣加壓機(jī)升壓至18002000mm水柱，進(jìn)入脫硫塔底部，自下而上與塔內(nèi)噴淋的脫硫液逆流接觸，將煤氣中的H2S脫除至50mg/Nm3以下，脫硫后的煤氣從脫硫塔頂部引出，經(jīng)捕滴器脫除水份后，送至用戶。 (2)溶液流程： 從脫硫塔頂噴淋下來的溶液，吸收硫化氫后，稱為富液，立式液下泵經(jīng)脫硫塔液封槽引出至富液槽。在富液槽內(nèi)未被氧化的硫氫化鈉被進(jìn)一步氧化，并析出單質(zhì)硫，此時，溶液中吸收的硫以單質(zhì)懸浮狀態(tài)存在。出富液槽的溶液用再生泵加壓后，打入再生槽頂部，經(jīng)噴射器進(jìn)入噴射再生槽，同時吸入足夠的空氣，以達(dá)到氧化栲膠和浮選硫膏之目的。再生好的

10、溶液稱為貧液，貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器進(jìn)入貧液槽，出貧液槽的貧液用脫硫泵打入脫硫塔頂部，經(jīng)噴頭在塔內(nèi)噴淋，溶液循環(huán)使用。 再生槽浮選出的單質(zhì)硫呈泡沫懸浮于液面上，溢流至硫泡沫槽內(nèi)，上部清液回貧液槽循環(huán)使用，沉淀出的硫膏入熔硫釜生成副產(chǎn)品硫磺。 4、干法脫硫與濕法脫硫技術(shù)綜合比較 4.1干法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn) 4.1.1干法脫硫的優(yōu)點(diǎn) 在選用反應(yīng)活性好硫容高的脫硫劑的前提下，干法脫硫脫硫效率高，比較適宜處理含H2S較低的煤氣，因?yàn)?，煤氣中H2S過高會造成脫硫劑很快失效。 4.1.2干法脫硫的缺點(diǎn) (1)干式氧化鐵法脫硫 設(shè)備笨重，脫硫劑再生大多為間歇再生，每次再生完畢，必須用蒸汽將塔內(nèi)的殘余空氣吹凈，煤氣分析

11、合格后，方能倒塔送氣，否則會引起爆炸；另外，更換脫硫劑時，操作勞動強(qiáng)度大，操作不當(dāng)很容易起火燃燒，較為危險(xiǎn)。 (2)干式活性法脫硫 脫硫劑再生使用的過熱蒸汽不易獲得，而且再生效果很難達(dá)到要求，多數(shù)廠家干脆就不再生，而是取出后更換新的活性炭。 干式脫硫，由于硫的吸附，會增加脫硫劑床層的阻力，即而引起煤氣壓力波動，不利于窯前煤氣的正常燃燒；另外，采用干式脫硫，脫硫效率隨著脫硫劑應(yīng)用時間增加而不斷降低，不利于控制最終產(chǎn)品質(zhì)量；而且，由于干法脫硫大多屬于間歇再生，為了不影響企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)，必須設(shè)置備用脫硫塔，造成設(shè)備閑置浪費(fèi)。 4.2濕式栲膠法脫硫優(yōu)缺點(diǎn) 4.2.1濕式栲膠法脫硫優(yōu)點(diǎn) 濕式栲膠法脫硫整個

12、脫硫和再生過程為連續(xù)在線過程，脫硫與再生同時進(jìn)行，不需要設(shè)置備用脫硫塔；煤氣脫硫凈化程度可以根據(jù)企業(yè)需要，通過調(diào)整溶液配比調(diào)整，適時加以控制，凈化后煤氣中H2S含量穩(wěn)定。 4.2.2濕式栲膠法脫硫缺點(diǎn) 設(shè)備較多，工藝操作也較復(fù)雜，設(shè)備投資較大 4.3運(yùn)行成本比較 從煤氣站脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用來看，活性炭脫硫和氧化鐵法脫硫較濕法栲膠脫硫要略低一些，但考慮干法脫硫需要再生的費(fèi)用，則干法脫硫和濕法栲膠脫硫方法比較，其運(yùn)行成本相差不大。最近，我公司研制成功了一種新型濕法脫硫劑，可以替代價格較貴的栲膠和礬，使?jié)穹摿虺杀敬蟠蠼档?，其運(yùn)行成本已經(jīng)低于干法脫硫。 5、干法脫硫與濕法脫硫技術(shù)結(jié)合應(yīng)用 對于一些對煤氣中的H2S比較敏感的行業(yè)，可以結(jié)合干法脫硫與濕法脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將兩種脫硫方法結(jié)合起來應(yīng)用，利用濕法脫硫先將煤氣中的大部分H2S脫除，然后，再利用