焦?fàn)t煤氣脫硫工藝技術(shù)資料

PAGEPAGE1焦?fàn)t煤氣脫硫工藝技術(shù)資料目錄1技術(shù)描述1.1工廠概念1.2工藝描述1.2.1VACASULF-工廠1.2.2MONOCLAUS-工廠1技術(shù)描述1.1 工廠概念在所提供的工廠概念中，在現(xiàn)有BTX洗滌器下游，將安裝一套VACASULF洗滌裝置。K2CO3溶液（氫氧化鉀溶液）用作洗滌液。為了在COG中取得更低的H2S，將在洗滌器的上部再增加一個(gè)用NaOH溶液的洗滌段。普遍認(rèn)為，再進(jìn)入脫硫工藝前，已經(jīng)將氨從焦?fàn)t煤氣中洗掉了。富集VACASULF溶液將在VACASULF解吸塔中處理并返回洗滌器。VACASULF洗滌后的酸煤氣將在MONOCLAUS工廠中進(jìn)一步處理，以生產(chǎn)液硫，液硫在另外的刨片廠中固化。VACASULF的少量廢液以及MONOCLAUS的尾氣將返回現(xiàn)有煤氣處理廠。用過(guò)的NaOH溶液可用于氨洗提塔，裂解氨組分。從這個(gè)洗滌塔出來(lái)的氨蒸汽將返回氨洗滌塔。1.2 工藝描述1.2.1 VACASULF工廠VACASULF洗滌器中待處理的粗煤氣，除其他組分外，含有H2S和HCN。為了從預(yù)清洗煤氣中除去這些組分，被轉(zhuǎn)到VACASULF洗滌器。在洗滌器中，部分H2S和HCN還有部分CO2被氫氧化鉀溶液除去。在H2S洗滌器的上部，將增加一個(gè)使用NaOH的洗滌段，以減少H2S含量。富集K2CO3溶液轉(zhuǎn)到解吸塔再生。產(chǎn)生的酸煤氣用真空泵抽出并含有洗滌過(guò)的H2S和CO2,以及HCN的主要部分。小部分被去除的HCN將被洗滌劑化學(xué)束縛。1.2.1.1 H2S洗滌從現(xiàn)有工廠來(lái)的預(yù)清洗COG將首先經(jīng)過(guò)一個(gè)分離器，以保留BTX洗油顆粒。然后COG由下向上通過(guò)VACASULF洗滌器的洗滌段，經(jīng)過(guò)一個(gè)除霧器離開洗滌器。為了取得較低H2S含量的清洗過(guò)的COG，將在洗滌器上部安裝額外的使用NaOH溶液的洗滌段；通過(guò)這個(gè)段，所有NaOH將被首先用來(lái)減少H2S含量；然后再用來(lái)裂解氨洗滌器中煤水的固定氨組分。數(shù)量被計(jì)算為約270kg/hNaOH(50wt.%),軟水稀釋到5wt.%。在洗滌段用完后，帶5wt.%NaOH的NaOH溶液可以用在氨洗滌器中，裂解固定氨。假設(shè)以前提到的程序，不是必須向工藝提供額外的NaOH。較低的洗滌段由聚丙烯鮑爾環(huán)組成。從解吸塔下面出來(lái)的解吸后的貧溶液，用來(lái)作為洗滌液從上面給入洗滌器的鮑爾環(huán)段。在洗滌段，主要反應(yīng)如下：2KOH＋CO2→K2CO3K2CO3＋H2S →KHS＋KHCO3K2CO3＋CO2+H2O →2KHCO3K2CO3+2HCN →2KCN+CO2+H2O與O2和氧化鐵的副反應(yīng)造成了KCNS和K4Fe(CN)6的次終止，要求排放一小部分氫氧化鉀溶液。VACASULF洗滌器底部收集的富液由富液泵先送到循環(huán)堿液罐。然后由另一富液泵送到VACASULF解吸塔。在富液進(jìn)入VACASULF解吸塔上部之前，它先通過(guò)富液加熱器，由熱貧液加熱。富液流量由FRC控制，可以實(shí)現(xiàn)不同流量，保證在條件變化下平穩(wěn)的汽提作業(yè)。1.2.1.2 H2S-解吸H2S解吸工藝是一個(gè)逆流作業(yè)系統(tǒng)。富液在半真空汽提塔里再生。這里，被加熱的富液從上向下流過(guò)塔填料。酸煤氣組分H2S，HCN和CO2（已經(jīng)在VACASULF汽提塔去除）逆流被再沸器產(chǎn)生的半蒸發(fā)溶液蒸汽汽提。汽提塔裝有聚丙烯鮑爾環(huán)，可在富液和汽提蒸汽之間造成強(qiáng)度傳質(zhì)。在VACASULF解吸塔里，反應(yīng)如下：2KHO3 →K2CO3+H2O2KHS+CO2+H2O →K2CO3+2H2SKCN+KHCO3 →K2CO3+HCN 汽提酸煤氣用的蒸汽，是通過(guò)間接加熱再沸器里的氫氧化鉀溶液產(chǎn)生的。為了提供解吸所需熱量，將安裝4臺(tái)氨液再沸器和一臺(tái)蒸汽再沸器，每臺(tái)加熱能力為25％。Claus工廠的蒸汽正常情況下都用于蒸汽再沸器。其余熱量由氨液提供，氨液在現(xiàn)有焦油和液體處理廠，VACASULF工廠之間循環(huán)。如果一臺(tái)氨液再沸器故障，全部熱量由氨液再沸器里的氨液提供。氨液系統(tǒng)，包括焦油和液體處理廠改造，氨液罐和泵都由ACRE設(shè)計(jì)。VACASULF解吸塔回收的酸煤氣由一個(gè)真空泵在汽提塔頂部抽出。離開VACASULF汽提塔后，蒸汽通過(guò)冷凝器，并通過(guò)一個(gè)分離釜進(jìn)入真空泵的吸入側(cè)。1.2.1.3氫氧化鉀溶液的循環(huán)采用貧液泵將再生的、洗提后的貧液從VACASULF解吸塔的底部除去，并通過(guò)VACASULF洗滌塔與富液加熱器中的富液進(jìn)行熱交換。在這個(gè)熱交換器中，再生的、洗提后的溶液尚未充分冷卻便返回到VACASULF洗滌塔，并通過(guò)熱交換器采用貧液冷卻器中的激冷水進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。新鮮的氫氧化鉀（KOH）溶液存儲(chǔ)在一個(gè)堿液槽內(nèi)，并通過(guò)一臺(tái)計(jì)量泵供應(yīng)給循環(huán)堿液槽。軟水可用作循環(huán)溶液的補(bǔ)充水，也可供應(yīng)給該循環(huán)堿液槽。為了對(duì)循環(huán)溶液內(nèi)的鹽份進(jìn)行調(diào)整，須將一部分溶液排放出去。這部分廢堿液返回到現(xiàn)有的煤氣處理廠，它對(duì)生物處理設(shè)備沒有什么負(fù)面影響。1.2.1.4真空泵系統(tǒng)采用一臺(tái)真空泵，在VACASULF解吸塔的頂部將酸性煤氣排放除去。在將酸性煤氣送入MONOCLAUS設(shè)備做進(jìn)一步處理以前，酸性煤氣要通過(guò)三臺(tái)串聯(lián)的冷凝器進(jìn)行冷凝、用冷卻水和激冷水進(jìn)行冷卻和一個(gè)分離槽進(jìn)行分離。在分離槽內(nèi)，冷卻過(guò)程中積累起來(lái)的冷凝液與酸性煤氣蒸汽分離后，進(jìn)入真空冷凝罐。真空冷凝液的大部分通過(guò)真空冷凝泵返回到循環(huán)堿液槽，剩下的一小部分被排放掉，以便使循環(huán)溶液內(nèi)的水量保持平衡。廢的吸收溶液與廢的真空冷凝液一起進(jìn)入洗提塔上游的煤水罐。1.2.2MONOCLAUS設(shè)備（見原文插圖）來(lái)自VACASULF設(shè)備的酸性煤氣在MONOCLAUS設(shè)備中進(jìn)行處理。H2S被轉(zhuǎn)變成純硫，HCN被轉(zhuǎn)變成無(wú)害的混合物。溫度大約在140C、0.02MPaG的尾氣循環(huán)到現(xiàn)有的煤氣處理廠的抽風(fēng)總管。產(chǎn)生的液態(tài)硫在固化裝置內(nèi)凝固成固態(tài)的硫片，并打包。1.2.2.1CLUAS燃燒爐來(lái)自VACASULF設(shè)備的、含有H2S、HCN和少量NH3和CO2的酸性煤氣蒸汽通過(guò)一個(gè)專門的燃燒器供應(yīng)給CLAUS燃燒爐。通過(guò)向燃燒室內(nèi)吹入一次空氣，大約有三分之一的H2S被燃燒成SO2。在此期間產(chǎn)生的熱量使工業(yè)廢氣的溫度達(dá)到大約1100C。HCN和氨的分解在燃燒室和催化床內(nèi)進(jìn)行。為了使H2S的轉(zhuǎn)變達(dá)到可能的最大程度，可向催化床后面的CLAUS燃燒爐內(nèi)加入二次空氣，，以此來(lái)調(diào)節(jié)H2S和SO2的供應(yīng)量。發(fā)生的反應(yīng)如下：H2S+3/2O2SO2+H2O2H2S+SO23/S+2H2O2NH3N2+3H22HCN+2H2ON2+2CO+3H21.2.2.2廢熱鍋爐系統(tǒng)在廢熱鍋爐系統(tǒng)中，來(lái)自CLAUS燃燒爐的熱工業(yè)廢氣被冷卻到大約140C。冷卻過(guò)程中，純硫得以冷凝，并在廢熱鍋爐出口處的葉片式分離器內(nèi)進(jìn)行分離。冷卻后的工業(yè)廢氣與來(lái)自CLAUS燃燒爐的熱氣相互混合，從而達(dá)到CLAUS反應(yīng)器入口所要求的充足溫度。熱氣通過(guò)工業(yè)廢氣冷卻器內(nèi)的中心管道進(jìn)行控制。廢熱鍋爐上設(shè)有一個(gè)外集汽鼓。集汽鼓內(nèi)安裝一個(gè)管束，將來(lái)自CLAUS反應(yīng)器的熱工業(yè)廢氣冷卻到大約140C。冷卻過(guò)程中，純硫得以冷凝，并在廢熱鍋爐出口處的葉片式分離器內(nèi)進(jìn)行分離。冷卻后的尾氣循環(huán)到現(xiàn)有煤氣處理廠一次冷卻器的抽風(fēng)總管。廢熱鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽可用作VACASULF設(shè)備二次加熱器的加熱介質(zhì)。廢熱鍋爐排出的廢水排泄到地溝。1.2.2.3CLAUS催化反應(yīng)器來(lái)自廢熱鍋爐的、具有一定溫度的工業(yè)廢氣進(jìn)入CLAUS反應(yīng)器后，通過(guò)催化床進(jìn)行CLAUS反應(yīng)如下：2H2S+SO23/S+2H2OCLAUS反應(yīng)器下游的工業(yè)廢氣進(jìn)入硫冷凝器進(jìn)行冷卻。1.2.2.4純硫處理來(lái)自廢熱鍋爐葉片式分離器的液態(tài)硫直接流入位于地面的硫儲(chǔ)存槽。液態(tài)硫通過(guò)一臺(tái)浸入式泵進(jìn)入固化裝置。根據(jù)固化系統(tǒng)的不同種類，液態(tài)硫可通過(guò)冷卻水固化成片狀，也可固化成板狀。將固態(tài)硫裝入口袋運(yùn)輸之前，這些固態(tài)硫要儲(chǔ)存在固態(tài)硫料倉(cāng)內(nèi)。1.2.2.5LP蒸汽系統(tǒng)在廢熱鍋爐蒸汽鼓內(nèi)，產(chǎn)生出具有壓力0.15MpaG和溫度120C的廢蒸汽。這