荒湖小学暑期教师全员培训简报
荒煤气脱硫系统
作者： 来源： 发表时间：2014-8-3 点击：14
工程概述
本项目为新疆金盛镁业镁合金循环经济工业园兰炭项目兰炭尾气（低温干馏煤气）脱硫工程,工艺技术方案的选择是本着保证产品质量的前提下力求技术水平适度先进合理、稳妥可靠，降低劳动强度，节约投资，合理布局，减少工程造价，实现环境污染总量控制，做好洁净生产，以减少对环境污染。本工程设备的选型及设计遵照技术先进、稳妥可靠、操作方便节能降耗的原则。?脱硫及硫回收
工艺技术方案的选择
脱硫分干法脱硫和湿法脱硫两种，干法脱硫主要以氧化铁、活性炭为主。湿法脱硫主要以栲胶法、改良ADA法、PDS法、HPF法、KCA法及几种催化剂复合法。
干法脱硫的工艺简单，脱硫精度高，当要求煤气净化度较高或煤气处理量较小时采用，但设备笨重，脱硫效率不稳定，随着催化剂使用时间的延长，脱硫能力不断降低，脱硫剂用量大，二次处理困难，对于失效（硫饱和）的脱硫剂，再生成本高，操作难度大，废弃处理，会造成二次污染；脱硫剂更换频繁，劳动强度大，并且容易造成煤气中毒；占地面积大。湿法脱硫具有处理能力大，操作弹性大，脱硫与再生都能连续化，劳动强度小，能回收硫膏（硫磺）等优点，但工艺较复杂，操作费用较高，由于本工程处理煤气量较大，故选用湿法脱硫工艺。
本方案选用以碱源脱除兰炭尾气中的硫化氢的湿式氧化喷射再生脱硫工艺。湿式氧化喷射再生脱硫工艺，是焦化工业目前推行的焦化煤气脱硫新工艺，具有节约能源、工艺顺畅、脱硫效率高、操作平稳等特点。湿法脱硫的催化剂多种多样，各有优缺点，本方案选用我公司研发生产的ISS-J焦炉煤气专用脱硫剂，与我公司的脱硫装置相配套，该催化剂不但能脱除H2S，还能脱除HCN和部分有机硫，具有脱硫效率高、副盐生成少，硫磺回收率高、废液排放量小，不堵塔、脱硫液对设备腐蚀小等优点，得到了广大用户的认可。
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两种再生工艺脱硫效率的比较
高塔再生由塔底鼓入空气再生，再生时间长，再生彻底，脱硫效率较高。另外因溶液再生后直接从再生塔顶部进入脱硫塔，不需要用泵再次加压，减少了动力消耗。其次高塔再生不需要贫液槽、再生塔直径小，减少了装置的占地面。
喷射再生工艺运行时，再生后的脱硫液需要用泵再次加压打入脱硫塔内，动力消耗高的同时，还因喷射器在运行过程中经常因硫和副盐堵塞管道，造成吸气量减少，再生受影响，发生脱硫效率低的现象，日常维护工作量大。
我公司在采用高塔再生的同时，还对脱硫塔内的气体液体分器进行了改进，使煤气与脱硫液更加充分的接触（脱硫是气膜控制，脱硫的反应速度很快），进一步提高了脱硫效率，同样的设备情况下，我公司的脱硫效率比传统的提高20%左右。
硫回收工艺选择
硫回收生产工艺有两种，一种是熔硫釜生产硫磺，另一种压滤机或离心机生产硫膏工艺。熔硫釜生产硫磺，可实现硫泡沫连续进料、连续排液、连续熔硫、间断放硫的过程，工艺比较成熟、操作比较简单、操作环境相对比较干净，产品硫磺纯度较高、比较容易外销，但在生产过程中，需要消耗一定量的蒸汽,特别是产生的熔硫废液难以处理，而且熔硫后会使熔硫废液副盐生产量增加，加大了系统的总排放量。压滤机生产硫膏工艺，是将硫泡沫进行压滤，生产硫膏，此工艺操作比较简单、生产过程中不消耗蒸汽、投资比较小，但生产出的硫膏含水大（含水大约20%）、硫膏不易存放、操作环境较差、硫膏不易外销。离心机生产硫膏装置，产品硫膏含水量小，但投资大。
本方案综合考虑，设计将硫膏再进行连续熔硫生产硫磺的工艺，投资小，蒸汽消耗量少，而且生产的硫磺质量好，便于储存运输。 工艺流程说明 概述
本工段包括脱硫、溶液再生及硫回收三部分。脱硫的主要任务是将煤气中的硫化氢含
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量脱至50mg/Nm，并回收硫磺。
脱硫工艺方案的确定
（1）本工段采用碱源（氨、纯碱、液碱），以高效环保无毒ISS-J型复合催化剂的湿式氧化喷射再生脱硫工艺，该法脱硫效率高，循环液中含盐量少，不易累积，产生的废液少且可回兑燃料煤矸石中，因此不仅具有投资省，操作费用低，运行稳定的特点，而且具有良好的环保效果。
（2）脱硫塔采用轻瓷填料、具有装卸方便、比表面积大、易清理和再利用等优点。 （3）为保证脱硫效果，满足后续工段煤气对兰炭尾气中硫化氢含量的要求，脱硫塔填料间设再分布器。
（4）脱硫富液的再生采用高塔再生工艺，是焦化工业目前推行的焦化煤气脱硫工艺，
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具有节约能源、工艺顺畅、再生效率高、操作平稳等特点。
（5）硫的回收采用连续熔硫回收硫磺。 原料、产品的规格及数量 1、原料
（1）干煤气量：∽55000Nm/h 煤气温度： 18∽45℃ 煤气压力：（常压） 名称 干煤气
干煤气中的杂质含量： 名称 g/Nm干煤气
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N2(%) 40-50
H2(%) 17-30
CO2(%) 2-3
CO(%) 12
O2(%) 0.2
焦油
粗苯
氨
硫化氢 1.5
氰化氢
萘
（2） 脱硫剂型号：ISS-J型脱硫催化剂 2、 产品： （1） 煤气：
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数量：∽55000Nm/h
温度：∽36℃ 压力：∽0.020MPa（表）
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含杂质量（g/Nm）：
焦油
氨 硫化氢 0.05
HCN 0
苯
（2） 硫磺：产量：1.3-1.7吨，根据进口硫化氢不同，产量变化。 工艺流程说明
来自冷鼓工段的荒煤气先进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触洗涤后，
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煤气中H2S含量小于0.05g/Nm，煤气经捕雾段除去雾滴后全部送至后工段。
从脱硫塔中吸收了H2S和HCN的脱硫液经液封槽至循环槽槽，用富液泵抽送至再生塔底部，与空压机系统来的空气接触，进行氧化反应；此时，空气成气泡状态分散于液体中，硫泡沫则由再生塔顶部扩大部分排至硫泡沫槽，再由硫泡沫泵加压后送至连续熔硫釜连续熔硫，生产硫磺外售。熔硫釜排出的清液进入缓冲槽降温后返回溶液循环槽。再生后的贫液经液位调节器进入，靠自身的位差流入脱硫塔，吸收硫化氢和氢氰酸，并吸收煤气中的氨作为反应碱源。经剩余氨水蒸氨后的浓氨水和催化剂贮槽中的催化剂溶液加入富液循环槽。 动力消耗 序号 名称
规格
使用情况
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单
小时耗量
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位
2
正常
300
最大
电
380V
连续
KW 常用运行
主要设备的选型设计 脱硫塔
根据兰炭尾气量及硫化氢含量，通过我们工艺计算，拟选择脱硫塔直径Φ5500mm,高度～37200mm完全能满足技术要求。但是必须采用专门设计的脱硫液分布器、再分布器、合理的填料形式及数量，使其能够达到低阻力、高脱硫效率的目的。脱硫塔阻力：≯2000Pa。
在保证脱硫效果、投入最少的资金保证用户的经济稳定运行。我们选择的塔型有散装填料塔、空塔喷淋、空塔喷淋连同填料塔混装、旋流板塔。我们涉及的塔型涵盖国内所有使用类型，设计经验丰富，经过大量实际使用效果检验。 填料（内件）选型
脱硫系统设计中最难是在最小投资下达到最大经济运行效果。如果设备投资最小，就要选择最小塔径、最大通气量、最大气液接触面积、最小的电耗。在塔径确定后，塔内件（填料）是关键，要尽可能选择最大比表面和最大空隙率，宁波院在这方面有自己的专利技术，我们的塔内件在尿素、甲醇精馏、脱硫、炼油等行业使用广泛，我们专业团队在填料设计能力和开发能力方面会根据客户的需求做一对一的开发利用。
我们的填料材质有聚丙烯、轻瓷、碳钢、不锈钢等，填料类型有规整和散装等等。在焦炉气脱硫系统实际运行中我们选择比表面积相对较大，空隙率高的轻瓷填料，独特的结构保证具有高比表面积和高孔隙率，同时增加脱硫液在填料上的停留时间，填料表面形成液膜，使气体在填料表面发生吸收反应。 塑料新型鞍环填料特性数据 名称 规格 规格 D×H×δ mm 比表面积 α m/m 聚 鞍 环
φ76 φ50 φ38
23空隙率 ε % 个数 n m -3干填料因子 γρ kg/m 376×38×3.0 50×25×1.5 38×19×1.2
130 168 178
52 68 75
3700 9400 25200
138 184 201
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聚丙烯矩鞍环
聚丙烯共轭环
网孔填料 金属丝网波纹填料 气液分布器选型及设计
如何保证含硫化氢、羰基硫、二硫化碳原料气在脱硫塔内同脱硫液逆流充分接触是脱硫效率能否保证的前提。我们根据气液特点，在实验室设计了我们的模拟装置，根据塔径大小作不同的气液分布器设计，保证气体和液体分布均匀，不走短路，液体避免产生壁流现象。
液体无限喷淋点分布器：
特点：液体变原来的多点分布为无限点分布，大幅度提高分布效率，使“线分布”和“面分布”为现实；设计了防沉降物收集器，具备抗堵防堵能力，最大限度延长设备运行周期，降低塔阻；结构简单、高度低、材料使用量小、安装方便。
液体分布器：
是一种结构新式的液体再分布器，它带有收集与再分布的两重效果。能有效地再分布液体，并能减少有效塔的高度，是与槽式分布器广泛配合使用的二级分布器
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