《煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工》課件第五章 焦?fàn)t煤氣中硫化氫和氰化氫的脫除_第1頁(yè)
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焦?fàn)t煤氣中硫化氫和氰化氫的脫除第五章焦?fàn)t煤氣中硫化氫和氰化氫的脫除第一節(jié)概述第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法第四節(jié)HPF法脫硫第五節(jié)苦味酸法脫硫第六節(jié)氨水法脫硫第一節(jié)概述

二、脫除煤氣中硫化氫和氰化氫的方法

目前我國(guó)焦化廠焦?fàn)t煤氣脫硫的方法主要采用以下幾種:

1.煤氣干法脫硫

2.AS法脫硫3.改良ADA法和栲膠法脫硫

4.HPF法脫硫

一、脫除煤氣中的硫化氫和氰化氫的重要性

第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

一、干法脫硫原理國(guó)內(nèi)許多焦化廠采用氫氧化鐵法進(jìn)行焦?fàn)t煤氣的干法脫硫。其脫硫原理為:將焦?fàn)t煤氣通過(guò)含有氫氧化鐵的脫硫劑,使硫化氫與脫硫劑中的有效成分Fe(OH)3反應(yīng)生成Fe2S3或FeS。當(dāng)含硫量達(dá)到一定程度后,使脫硫劑與空氣接觸,在有水存在下,空氣中的氧將鐵的硫化物氧化使之又轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵,脫硫劑得到再生,再重復(fù)使用。當(dāng)煤氣中含氧時(shí),則使脫硫劑的脫硫和再生同時(shí)進(jìn)行。第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫在堿性脫硫劑中,硫化氫與活性組分發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng),即脫硫反應(yīng):2Fe(OH)3+3H2SFe2S3+6H2OFe2S32FeS+SFe(OH)2+H2SFeS+2H2O當(dāng)有足夠的水分時(shí),脫硫劑的再生是用空氣中的氧氧化脫硫所生成的硫化鐵,發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng),即再生反應(yīng):2Fe2S3+3O2+6H2O4Fe(OH)3+6S4FeS+3O2+6H2O4Fe(OH)3+4S上述脫硫和再生是兩個(gè)主要反應(yīng),這兩個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫脫硫劑經(jīng)過(guò)反復(fù)的脫硫和再生使用后,在脫硫劑中硫磺聚積,并逐步包住氫氧化鐵活性微粒,致使其脫硫能力逐漸降低。因此,當(dāng)脫硫劑上積有30%~40%(按質(zhì)量計(jì))的硫磺時(shí),需更換新的脫硫劑。二、干法脫硫劑的制備與使用條件目前常用的制備干法脫硫劑的原料有:天然沼鐵礦、人工氧化鐵、顏料廠和硫酸廠的下腳鐵泥、鋼鐵廠的紅泥等。脫硫劑中氧化鐵含量應(yīng)占風(fēng)干物料質(zhì)量的50%以上,其中活性氫氧化鐵含量應(yīng)占70%以上,其中不應(yīng)含腐植酸或腐植酸鹽,其pH值應(yīng)大于7。如腐植酸類含量大于1%時(shí),將導(dǎo)致脫硫劑氧化,而降低脫硫劑的硫容量以及脫硫反應(yīng)速度。此外,為使脫硫劑在使用中不因硫的聚積過(guò)于增大體積,并使脫硫劑床層變得密實(shí)而增大煤氣流動(dòng)阻力,制備的脫硫劑在自然狀態(tài)下應(yīng)是疏松的,其濕料堆積密度應(yīng)小于800kg/m3。

第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫干法脫硫劑制備方法為:

1.以天然沼鐵礦為原料將直徑1~2mm顆粒含量大于85%的天然沼鐵礦按比例摻混木屑(疏松劑)和熟石灰。其質(zhì)量比為:沼鐵礦95%,木屑4%~4.5%,熟石灰0.5%~1%,用水均勻調(diào)濕至含水30%~40%,拌合均勻。2.以人工氧化鐵為原料

將顆粒直徑為0.6~2.4mm的鐵屑與木屑按質(zhì)量比1:1摻混(可根據(jù)具體情況,范圍稍有波動(dòng)),灑水后充分翻曬進(jìn)行人工氧化,控制三氧化二鐵與氧化亞鐵含量比大于1.5作為氧化合格標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)脫硫箱之前再加入0.5%的熟石灰。第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫3.以顏料廠和硫酸廠的下腳鐵泥或鋼鐵廠的紅泥等為原料

鐵泥與一倍的木屑摻混,經(jīng)人工涼曬氧化后,也可作脫硫劑使用。脫硫劑應(yīng)保持一定的堿度,除加入一定量的熟石灰使之呈堿性外,也可噴灑稀氨水,控制PH值為8~9左右。所加的堿和水在脫硫過(guò)程中起助催化劑作用。當(dāng)煤氣通過(guò)脫硫劑床層時(shí),硫化氫與活性氫氧化鐵發(fā)生上述脫硫反應(yīng)以及再生反應(yīng)。如前所述脫硫及再生的兩個(gè)反應(yīng),都是放熱反應(yīng)。反應(yīng)熱使煤氣溫度升高,造成煤氣中水蒸汽、相對(duì)濕度降低,脫硫劑中部分水分蒸發(fā),被煤氣帶走.使再生反應(yīng)遭到破壞,所以脫硫之前需要向煤氣中加入一些水蒸汽。第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫由于反應(yīng)后生成的元素硫不斷沉積在脫硫劑上,同時(shí)因焦油霧等雜質(zhì)使脫硫劑結(jié)塊,阻力上升,脫硫效率下降,因此需要定期再生和更換脫硫劑。通常采用箱外再生的方法,即將脫硫劑放在曬場(chǎng)上再生,曬場(chǎng)上脫硫劑的厚度不要超過(guò)300mm,并定期翻動(dòng)使其進(jìn)行充分氧化。一般情況下,新脫硫劑使用時(shí)間約為半年,經(jīng)過(guò)再生后的脫硫劑使用時(shí)間約三個(gè)月。根據(jù)資源及脫硫效率情況,脫硫劑可以使用一次或經(jīng)再生使用l~2次后廢棄。第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫?qū)嵺`表明脫硫劑吸收硫化氫的最好條件為:溫度28~30oC,脫硫劑的水分不低于30%。從上述主要反應(yīng)可以看出,每脫除1kmol硫化氫需0.5kmol氧和1kmol水用于脫硫劑再生。焦?fàn)t煤氣中通常含氧量為0.5%~0.6%(體積%),即可滿足含硫化氫15g/m3左右的煤氣在脫硫再生時(shí)的需要。當(dāng)硫化氫含量較高時(shí)為降低干法脫硫劑消耗,需先經(jīng)過(guò)濕法脫硫后再用干法進(jìn)行脫硫。第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

三、脫硫設(shè)備及操作煤氣干法脫硫裝置按構(gòu)造可分為箱式和塔式兩種。

1.箱式脫硫裝置箱式脫硫裝置是一個(gè)長(zhǎng)方形槽,箱體用鋼板焊制或用鋼筋混凝土制成,內(nèi)壁涂瀝青或?yàn)r青漆進(jìn)行防腐。箱內(nèi)水平木格上裝有四層厚為300~500mm的脫硫劑,頂蓋與箱體用壓緊螺栓裝置密封連接或用液封連接,此設(shè)備的水平截面積一般為25~50m2,總高度約為1.5~2m。圖5-1所示箱式干法脫硫裝置一般由四組設(shè)備組成,三組設(shè)備并聯(lián)操作,另一組備用。第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

圖5-1箱式干法脫硫裝置第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫煤氣通過(guò)進(jìn)口管上的切換裝置(閥門或水封閥),根據(jù)操作要求以串聯(lián)或并聯(lián)形式通過(guò)脫硫箱,然后由煤氣出口管輸出。為了充分發(fā)揮各脫硫箱的脫硫效率,均勻地利用煤氣中的氧使各脫硫箱中的脫硫劑得到再生,延長(zhǎng)脫堿劑的使用周期,有些廠采用了定期改變箱內(nèi)煤氣流向的操作方法,此外也有些廠采用在過(guò)箱煤氣中加入少量空氣的方法,以保持煤氣中含氧量為1.0~1.1%,使箱內(nèi)硫化鐵得到一定程度的再生。為保證干法脫硫效率,應(yīng)有計(jì)劃地定期更換脫硫劑。卸出脫硫效率已經(jīng)下降,阻力已經(jīng)升高的脫硫劑,裝入新的或經(jīng)過(guò)再生后的脫硫劑。裝入了新脫硫劑的新箱,一般切換在脫硫箱裝置中煤氣流向的最后,起把關(guān)作用。煤氣在脫硫箱內(nèi)的流向分由下而上流、由上向下流以及分散流三種。一般只要改變脫硫箱的煤氣進(jìn)出口即能使煤氣在箱內(nèi)成為向上流或向下流。設(shè)計(jì)脫硫箱時(shí),可根據(jù)具體工藝條件確定煤氣在箱內(nèi)的流向。第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

2、塔式裝置脫硫塔的工作原理與箱式干法脫硫裝置設(shè)備基本相同,脫硫塔是一個(gè)鑄鐵制的立式塔,直徑約5.5~7.5m,高為12~16m。塔內(nèi)裝有互相疊置的10~14個(gè)中央帶有圓孔的吊筐,筐內(nèi)裝有脫硫劑。吊筐在凈化塔中心形成一個(gè)圓柱形煤氣處理通道。煤氣由塔底進(jìn)入中心通道并均勻地分布后,依次進(jìn)入各個(gè)吊筐內(nèi)與脫硫劑進(jìn)行脫硫反應(yīng),脫硫后的煤氣進(jìn)入吊筐與塔壁形成的空隙內(nèi),自塔側(cè)壁管道排出。塔式干法脫硫裝置一般由5~6個(gè)塔組成,其中4個(gè)操作,1~2個(gè)備用。第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

四、脫硫操作制度脫硫箱操作溫度,25~30℃脫硫箱操作壓力常壓脫硫劑水分25%~35%每米高脫硫劑阻力<2KPa

脫硫劑堿度,pH=8~9第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

五、脫硫箱的設(shè)計(jì)參數(shù)和脫硫劑量的計(jì)算1.脫硫箱的設(shè)計(jì)參數(shù)煤氣通過(guò)干脫硫箱的氣速,7~11mm/S

煤氣與脫硫劑接觸時(shí)間130~200S

每層脫硫劑厚度300~500mm2.煤氣干法脫硫所需脫硫劑的數(shù)量(以每小時(shí)1000m3煤氣計(jì))可按下式計(jì)算:

m3/(1000m3·h)第二節(jié)焦?fàn)t煤氣的干法脫硫式中S—煤氣中硫化氫含量(按體積計(jì)),%;—新脫硫劑中活性三氧化二鐵含量,30%~40%;

q—新脫硫劑的堆積密度,0.8~0.9t/m3。干法脫硫的脫硫凈化度很高,可使煤氣硫含量降至0.1~0.2g/100m3煤氣,因脫硫反應(yīng)速度較慢,煤氣需與脫硫劑接觸較長(zhǎng)時(shí)間。所以,煤氣通過(guò)脫硫劑的速度很低,并依次通過(guò)箱內(nèi)各脫硫?qū)?,以保證足夠的接觸時(shí)間。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法改良蒽醌二磺酸鈉法(下稱改良ADA法)是濕法脫硫法中一種較為成熟的方法,具有脫硫效率高(可達(dá)99.5%以上)、對(duì)硫化氫含量不同的煤氣適應(yīng)性大、脫硫溶液無(wú)毒性、對(duì)操作溫度和壓力的適應(yīng)范圍廣、對(duì)設(shè)備腐蝕性小,所得副產(chǎn)品硫磺的質(zhì)量較好等優(yōu)點(diǎn)。改良ADA法在我國(guó)焦化廠已得到較廣泛的應(yīng)用。

一、生產(chǎn)過(guò)程原理1.脫硫吸收液的制備

ADA法脫硫吸收液是在稀碳酸鈉(Na2CO3)溶液中添加等比例2,6-和2,7-蒽醌二磺酸的鈉溶液配制而成的。該法反應(yīng)速度慢,脫硫效率低,副產(chǎn)物多。為了改進(jìn)效果,在上述溶液中加入了偏釩酸鈉(NaV03)和酒石酸鉀鈉(NaKC4H4O6)。即為改良ADA法。

第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法改良ADA法脫硫液的堿度和組成為:總堿度0.36~0.5mol/l;Na2CO30.06~1.0mol/l;NaHCO30.3~0.4mol/l;ADA2~5g/l;NaV031~2g/l;NaKC4H4O61g/l。2.煤氣中硫化氫的清除脫硫液送入脫硫塔,在pH值為8.5~9.5的條件下,溶液中的稀堿在塔內(nèi)與煤氣中的硫化氫發(fā)生反應(yīng),生成硫氫化鈉,進(jìn)行的反應(yīng)有:

Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOHNa2CO3+H2SNaHCO3+NaHSNaHCO3+H2SNaHS+CO2+H2ONaOH+H2SNaHS+H2O第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法上述脫硫反應(yīng)生成的硫氫化鈉在脫硫溶液中立即與偏釩酸鈉進(jìn)行反應(yīng),生成焦釩酸鈉、氫氧化鈉和元素硫:2NaHS+4NaVO3+H2ONa2V4O9+4NaOH+2S↓

偏釩酸鈉焦釩酸鈉焦?fàn)t煤氣中的硫化氫經(jīng)反應(yīng)就能轉(zhuǎn)化為元素硫而析出,同時(shí)在反應(yīng)過(guò)程中又生成了氫氧化鈉,使吸收液仍保持一定的堿度及吸收能力,使吸收過(guò)程得以順利進(jìn)行。而反應(yīng)生成的焦釩酸鈉又與吸收液中的氧化態(tài)ADA進(jìn)行反應(yīng),生成偏釩酸鈉和還原態(tài)的ADA。相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式為:第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法被還原了的偏釩酸鈉再次與脫硫反應(yīng)生成的硫氫化鈉反應(yīng)。在整個(gè)脫硫過(guò)程中,煤氣中硫化氫含量偏高時(shí),反應(yīng)生成的硫氫化鈉的量就比被偏釩酸鈉氧化的量多,因而會(huì)形成一種黑色的“釩—氧—硫”絡(luò)合物沉淀,使吸收液中釩含量降低,導(dǎo)致吸收反應(yīng)過(guò)程惡化。當(dāng)吸收液中含有酒石酸鉀鈉時(shí),釩離子便與酒石酸根結(jié)合成絡(luò)合離子,形成可溶性絡(luò)合物,防止了釩絡(luò)合物的沉淀。

3.ADA吸收液的再生含還原態(tài)的ADA吸收液送入氧化再生塔與鼓入的壓縮空氣中的氧進(jìn)行反應(yīng),被氧化再生為氧化態(tài)ADA。反應(yīng)式為:第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

H2O2可將V4+氧化成V5+:HV2O5-+H2O2+OH-2HVO42-+2H+H2O2可與HS-反應(yīng)析出元素硫:H2O2+HS-H2O+OH-+S↓在整個(gè)脫硫反應(yīng)過(guò)程中,脫硫液中的碳酸氫鈉和碳酸鈉又有如下反應(yīng):NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O從以上各種反應(yīng)可見(jiàn),ADA、偏釩酸鈉、碳酸鈉均可獲得再生,供脫硫過(guò)程循環(huán)使用,這是改良ADA法脫硫的突出優(yōu)點(diǎn)之一。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

4.脫硫過(guò)程中的副反應(yīng)因?yàn)榻範(fàn)t煤氣中含有2%~3%的二氧化碳,故吸收液在吸收硫化氫的同時(shí)還伴有吸收二氧化碳的反應(yīng):Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3但是,吸收液吸收硫化氫的速度要比吸收二氧化碳的速度快,因此對(duì)硫化氫的吸收具有較強(qiáng)的選擇性。另外,在焦?fàn)t煤氣中還存在有氰化氫和氧,在脫硫的同時(shí)可發(fā)生下列副反應(yīng):

Na2CO3+2HCN2NaCN+H2O+CO2↑NaCN+SNaCNS2NaHS+2O2Na2S2O3+H2O第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

脫硫過(guò)程中因有部分碳酸鈉參與了副反應(yīng),為確保脫硫的正常生產(chǎn),必須經(jīng)常補(bǔ)加堿液以保證吸收液的堿度。硫化氫、氰化氫和二氧化碳在吸收操作的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生碳酸氫鈉,因其溶解度較碳酸鈉小得多,因此,它們?cè)谖找褐械臐舛?,?yīng)保證不能有碳酸氫鈉析出為準(zhǔn)。此外,當(dāng)脫硫塔中吸收的二氧化碳與再生塔中解吸的二氧化碳達(dá)到平衡時(shí),溶液中的碳酸氫鈉的摩爾比將穩(wěn)定在一數(shù)值上。此比值與煤氣中二氧化碳含量有關(guān),若比值高,則需抽出溶液循環(huán)量的1%~2%,在脫碳塔中進(jìn)行脫碳處理。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

根據(jù)焦?fàn)t煤氣中二氧化碳的含量,一般將脫硫溶液中碳酸鈉和碳酸氫鈉的摩爾濃度比控制為1:4~5,即可無(wú)需抽出部分溶液進(jìn)行脫碳處理。生產(chǎn)中因有NaCNS和Na-2S2O3生成要消耗一部分碳酸鈉,實(shí)際堿的耗量約為260~360kg/t(硫磺)。在理論上ADA和NaVO3不損耗,實(shí)際上由于過(guò)程流失或因操作不當(dāng)而產(chǎn)生沉淀,為了保證穩(wěn)定生產(chǎn)操作也需要一定量的補(bǔ)充,其補(bǔ)充量各約為0.5~1kg/t(硫磺)。

第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

二.改良ADA工藝操作和設(shè)備(一)改良ADA法脫硫工藝流程如圖5-2所示,焦?fàn)t煤氣從脫硫塔底部進(jìn)入脫硫塔1內(nèi),與塔頂噴淋的堿性脫硫液逆流充分接觸,同時(shí)發(fā)生脫硫反應(yīng),脫除了硫化氫后的煤氣從塔頂出來(lái)經(jīng)液沫分離器2分離液沫后送入下一工序。吸收了硫化氫的富硫溶液由塔底經(jīng)液封槽3排出,此時(shí)液相中硫氫根離子與偏釩酸鈉仍在進(jìn)行著反應(yīng),送入循環(huán)槽(或稱反應(yīng)槽)4內(nèi),在此提供足夠的反應(yīng)時(shí)間使其反應(yīng)完全。槽內(nèi)溶液由循環(huán)泵5送至加熱器6加熱至約40oC(夏季則為冷卻器)后,進(jìn)入再生塔7底部去再生。同時(shí)向再生塔底部鼓入空氣與富硫溶液并流而上,在再生塔內(nèi)溶液與空氣并流充分接觸得以氧化再生。再生后的溶液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器8自流返回脫硫塔。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法脫硫塔內(nèi)析出的少量硫泡沫在循環(huán)槽內(nèi)積累,為使硫泡沫能隨溶液同時(shí)進(jìn)循環(huán)泵,在槽頂部和底部均設(shè)有溶液噴頭,噴射自泵的出口引出的高壓溶液,以打碎泡沫同時(shí)攪拌溶液。在循環(huán)槽中積累的硫泡沫也可以放入收集槽,由此用壓縮空氣壓入硫泡沫槽9。大量的硫泡沫是在再生塔中生成的,析出的硫磺附著在空氣泡上,借空氣浮力升至塔頂擴(kuò)大部分,利用位差自流入硫泡沫槽內(nèi)。硫泡沫槽內(nèi)溫度控制在65~70oC,在機(jī)械攪拌下逐漸澄清分層,清液經(jīng)放液器10返回循環(huán)槽,硫泡沫放至真空過(guò)濾機(jī)11進(jìn)行過(guò)濾,成為硫膏。濾液經(jīng)真空除沫器12后也返回循環(huán)槽。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法硫膏經(jīng)漏嘴放入熔硫釜13,由夾套內(nèi)蒸汽間接加熱至130oC以上,使硫熔融并與硫渣分離。熔融硫放入用蒸汽夾套保溫的分配器14,以細(xì)流放至皮帶輸送機(jī)上15,用冷水噴灑冷卻。于另一皮帶輸送機(jī)16上經(jīng)脫水干燥后得硫磺產(chǎn)品。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法圖5-2改良ADA法脫硫工藝流程1—硫塔;2—液沫分離器;3—液封槽;4—循環(huán)槽;5—循環(huán)泵;6—加熱器;7—再生塔;8—液位調(diào)節(jié)器;9—硫泡沫槽;10—放液器;11—真空過(guò)濾器;12—除沫器;13—熔硫釜;14—分配器;15、16—皮帶機(jī);17—貯槽;18—堿液槽;19—偏釩酸鈉溶液槽;20—堿液泵;21—堿液高位槽;22—事故槽;23—泡沫收集槽第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法在堿液槽備有配制好的10%的堿液,用堿液泵送至高位槽,間歇或連續(xù)地加入循環(huán)槽或事故槽內(nèi)以備補(bǔ)充消耗。當(dāng)需補(bǔ)充偏釩酸鈉溶液時(shí),也由堿液泵自堿液槽送往溶液循環(huán)系統(tǒng)。在溶液循環(huán)過(guò)程中,當(dāng)硫氰酸鈉和硫代硫酸鈉積累到一定濃度時(shí),會(huì)導(dǎo)致脫硫液的脫硫效率下降而影響正常操作。當(dāng)溶液中硫氰酸鈉含量達(dá)到150g/l左右時(shí),從放液器內(nèi)抽取部分溶液去提取硫氰酸鈉和硫代硫酸鈉。整個(gè)系統(tǒng)的水平衡可用降低煤氣入塔溫度和提高溶液溫度進(jìn)行調(diào)節(jié),系統(tǒng)中多余水分被煤氣帶走。一般要保持溶液溫度高于煤氣溫度3~5℃。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(二)主要工藝操作控制指標(biāo)煤氣入脫硫塔溫度30~40℃脫硫塔內(nèi)煤氣的空塔速度0.5~0.75m/s脫硫液pH值8.5~9.5液氣比>16l/m3溶液噴淋密度>27.5m3/(m2.h)溶液在再生塔內(nèi)停留時(shí)間25~30min再生空氣用量9~13m3/kg(硫)再生空氣鼓風(fēng)強(qiáng)度>60m3/(m2.h)進(jìn)塔空氣不帶油,保持溫度30~35℃脫硫后煤氣中H2S<20mg/m3第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(三)主要工藝操作要點(diǎn)1.煤氣入脫硫塔的溫度為30~40℃,當(dāng)溫度偏低時(shí),脫硫反應(yīng)速度較慢,過(guò)高時(shí)會(huì)加劇副反應(yīng)發(fā)生,加大堿耗。2.脫硫液的PH值控制8.5~9.5,pH值低時(shí)導(dǎo)致脫硫反應(yīng)速度緩慢,pH值高時(shí)會(huì)增加副反應(yīng),增大堿耗,并使硫在脫硫塔內(nèi)析出速度加快,易造成堵塔。3.、脫硫塔溶液溫度應(yīng)比煤氣溫度高3~5℃,這是脫硫系統(tǒng)水平衡的需要,使系統(tǒng)中多余的水分被煤氣帶走。當(dāng)提取硫氰酸鈉和硫代硫酸鈉時(shí)更為必要。4.脫硫液中硫氰酸鈉和硫代硫酸鈉含量總和大于250g/1時(shí),會(huì)使脫硫反應(yīng)速度降低,使脫硫操作惡化,此時(shí)必須將這兩個(gè)副產(chǎn)品進(jìn)行分離。5.脫硫液中的各組分任何時(shí)候均應(yīng)符合規(guī)定的指標(biāo),否則會(huì)使脫硫操作困難,難以保證產(chǎn)品質(zhì)量。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(四)原料消耗(設(shè)計(jì)指標(biāo))ADA法脫硫所消耗的原料如下(以純度為100%計(jì)):

Na2CO30.5kg/kg硫

NaVO30.0015kg/kg硫

ADA0.003kg/kg硫

NaKC4H4O60.0006kg/kg硫?qū)嶋H生產(chǎn)中這些原料的消耗均有波動(dòng)。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(五)主要設(shè)備ADA法煤氣脫硫的主要設(shè)備有脫硫塔、再生塔、循環(huán)槽、硫泡沫槽、真空過(guò)濾機(jī)等。

1.脫硫塔脫硫塔一般采用填料塔或空噴塔,填料塔所采用的填料有木格,瓷環(huán),花形塑料、鋼板網(wǎng)等,過(guò)去國(guó)內(nèi)各廠采用木格填料塔居多,現(xiàn)在新建改建焦化廠一般采用鋼板網(wǎng)填料。近年來(lái)有的廠采用塑料花環(huán)填料塔,也取得了良好的效果。常用填料脫硫塔的直徑有Φ2000、Φ2200、Φ3500,Φ5000mm等多種規(guī)格。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法2.再生塔再生塔為鋼板焊制的直立塔,在下部裝有三塊篩板,以使硫泡沫和空氣均勻分布。其頂部設(shè)有擴(kuò)大部分,塔壁與擴(kuò)大部分間形成環(huán)隙??諝庠谒?nèi)鼓泡逸出,使硫浮在液面上而成泡沫,其中含硫約50~100g/l,硫泡沫從塔頂邊緣溢流至環(huán)隙,由此自流入硫泡沫槽。塔內(nèi)溶液流向,目前多采用并流,即溶液與空氣都由塔下部進(jìn)入,同方向向上流動(dòng)。有一些廠采用逆流,即溶液由塔上部進(jìn)入,由塔底部流出。而空氣則由塔底部進(jìn)入,由上部流出。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法逆流的優(yōu)點(diǎn)是硫泡沫浮選效率高,溶液中硫泡沫含量少;缺點(diǎn)是泡沫層不夠穩(wěn)定。并流的優(yōu)點(diǎn)是效率高,操作穩(wěn)定;缺點(diǎn)是設(shè)備高大,需用空壓機(jī)壓送空氣,動(dòng)力消耗較大。近年來(lái)有些焦化廠采用了較矮小的噴射再生槽、臥式及立式氧化槽等。目前國(guó)內(nèi)采用的再生塔直徑有Φ1800、Φ2000、Φ3400、Φ3800mm等多種;噴射再生槽有直徑為Φ2800mm、Φ5900mm等。3.硫泡沫槽

硫泡沫槽為帶錐形底的鋼制槽體,內(nèi)有間接蒸汽加熱管,并設(shè)有機(jī)械攪拌或壓縮空氣攪拌裝置。它是加熱和處理硫泡沫的設(shè)備,各廠所采用的硫泡沫槽有直徑為Φ1800、Φ2800、Φ3000mm等多種。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法4.溶液循環(huán)槽

溶液循環(huán)槽的主要作用是促使釩的轉(zhuǎn)化,元素硫的析出。為使反應(yīng)進(jìn)行得完全.對(duì)該槽的基本要求是具有一定的容積使溶液在此停留一定的時(shí)間,一般要停留8~l0min。

三、粗制硫代硫酸鈉和粗制硫氰酸鈉的提?。ㄒ唬┕に嚵鞒塘虼蛩徕c(俗稱大蘇打)及硫氰酸鈉都是有用的化工原料,應(yīng)予以回收。當(dāng)脫硫液中硫氰酸鈉含量增至150g/l以上時(shí),從放液器抽取部分溶液提取粗制大蘇打和粗制硫氰酸鈉。工藝流程如圖5-3所示。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法圖5-3粗制硫代硫酸鈉和粗制硫氰酸鈉的提取工藝流程1—硫代硫酸鈉原料高位槽;2—硫氰酸鈉原料高位槽;3—真空蒸發(fā)器;4—冷凝冷卻器;5—真空過(guò)濾器;6—濾渣溶解槽;7—結(jié)晶槽;8—離心機(jī);9—中間槽;10—濾液收集槽;11—真空泵;12—冷水泵第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法如圖5-3所示,需處理的溶液自大蘇打高位槽1進(jìn)入直空蒸發(fā)器3,在66~74kPa真空度下用蒸汽加熱濃縮,待蒸發(fā)結(jié)束后,90~95oC的料液由蒸發(fā)器放至真空過(guò)濾器5,并在不小于40kPa的真空度下熱過(guò)濾除去Na2CO3等雜質(zhì)。濾渣在濾渣溶解槽6中用脫硫液溶解后予以回收。濾液放入結(jié)晶槽7用夾套冷凍水冷卻至5oC左右,加入同質(zhì)晶種使其結(jié)晶。結(jié)晶槳液經(jīng)離心分離即得粗制大蘇打。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法經(jīng)離心分離脫出Na2S2O3后的濾液(或NaCNS:Na2S2O3>5的脫硫清液)經(jīng)中間槽9用壓縮空氣壓入NaCNS高位槽2,由此放入真空蒸發(fā)器3,用蒸汽加熱濃縮,蒸發(fā)結(jié)束后,料液放到真空過(guò)濾器,在此進(jìn)一步濾除Na2CO3等雜質(zhì)。濾渣同樣在濾渣溶解槽內(nèi)溶解后回脫硫循環(huán)槽。濾液流入結(jié)晶槽冷卻至20~25oC時(shí),加入同質(zhì)晶種使其結(jié)晶,然后經(jīng)離心分離獲得粗制NaCNS用于精制。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(二)主要工藝操作要點(diǎn)1.為了保證硫氰酸鈉的質(zhì)量,當(dāng)溶液中NaCNS:Na2S2O3的比值小于5時(shí),必須先進(jìn)行提取Na2S2O3,只有當(dāng)比值大于5時(shí),才可先提取NaCNS。2.溶液冷卻結(jié)晶時(shí),應(yīng)緩慢攪拌,靜止結(jié)晶時(shí)應(yīng)緩慢冷卻,控制加晶種時(shí)的溫度,以保證一定的結(jié)晶顆粒粒度。3.真空蒸發(fā)器為連續(xù)操作設(shè)備,因此進(jìn)料時(shí)需保持一定的液面,防止加料過(guò)量。蒸發(fā)終點(diǎn)一般根據(jù)器內(nèi)物料密度而確定。通過(guò)真空取樣器取樣,取樣前需向蒸發(fā)器通入少量空氣將溶液攪勻。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

四、精制硫氰酸鈉精制硫氰酸鈉的生產(chǎn)工藝有硫酸法,鹽酸法、重結(jié)晶法等,目前采用較多的是硫酸法。(一)濃硫酸法精制硫氰酸鈉1.工藝流程精制硫氰酸鈉的工藝流程如圖5-4所示。圖5-4精制硫氰酸鈉的工藝流程1—原料溶解槽;2—泵;3—反應(yīng)器;4—精制中間槽;5—真空蒸發(fā)器;6—吸濾缸;7—結(jié)晶槽;8—離心機(jī);9—濾液中間槽;10—真空罐;11—真空泵第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法由圖5-4所示,將粗制硫氰酸鈉放入溶解槽1內(nèi),用蒸餾水溶解配制成濃度為300~400g/1的溶液,用泵2送至反應(yīng)器3中,于此依次加入各種試劑及活性碳,以分別除去粗制品中的各種雜質(zhì)。(1)中和為了盡可能減少濃硫酸用量,在加硫酸前,先用醋酸中和原料溶液中的碳酸鈉和碳酸氫鈉的堿性,使溶液pH=4左右。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(2)加酸反應(yīng)用93%的濃硫酸與粗制品中的硫代硫酸鈉及鐵的絡(luò)合物進(jìn)行反應(yīng),加酸量為理論用量的120%,在常溫下攪拌約20min,再用間接蒸汽加熱至70~90℃,保溫1h。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:

Na2S2O3+H2SO4H2SO3+Na2SO4+S↓H2SO3H2O+SO2↑(3)加碳酸鋇除去硫酸根離子在加入少量醋酸并保持pH=4的情況下,溶液中加入碳酸鋇除去粗制硫氰酸鈉中以及加酸反應(yīng)時(shí)生成的硫酸根,并保溫1h使固液充分分離,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:

BaCO3+2HAcBa(Ac)2+H2O+CO2↑Ba(Ac)2+SO4-2BaSO4↓+2Ac-第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(4)加堿除去鐵離子鐵的絡(luò)合物經(jīng)與酸反應(yīng)后分解成鐵離子,可通過(guò)調(diào)節(jié)溶液堿度加以除去。除鋇后的溶液保溫在70~80℃,在攪拌的情況下逐漸加入固體氫氧化鈉,使溶液pH=9~10,攪拌保溫1h,靜置2h,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:

Fe+3+3OH-Fe(OH)3↓Fe+2+2OH-Fe(OH)2↓將反應(yīng)后的物料送入真空過(guò)濾裝置的精制中間槽4中進(jìn)行真空抽濾。所得濾液放人另一反應(yīng)器3中,加醋酸調(diào)節(jié)溶液pH=7,然后加活性碳進(jìn)行脫色,脫色后的溶液放入另一中間槽進(jìn)行真空抽濾,所得濾液送人真空蒸發(fā)器5進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。所得濃縮液放入吸濾虹6濾出雜質(zhì)后,放入結(jié)晶槽7冷卻至15~20℃,加晶種使之結(jié)晶。將晶漿放入離心機(jī)8進(jìn)行離心分離。所得白色針狀結(jié)晶即為精制硫氰酸鈉(NaCNS·2H2O)產(chǎn)品。所得濾液放至濾液中間槽9,然后返回真空蒸發(fā)器循環(huán)使用。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

2.主要工藝操作要點(diǎn)(1)粗制品硫氰酸鈉的質(zhì)量直接影響精制硫氰酸鈉的操作和質(zhì)量,因此對(duì)粗制品的質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格控制。(2)為控制硫氰酸鈉產(chǎn)品中的氯離子含量,必須嚴(yán)格控制蒸餾水及各種試劑的質(zhì)量,避免帶入氯離子。(3)在中和操作時(shí),醋酸要少量多次加入,以減少醋酸揮發(fā)損失。(4)在加鋇處理時(shí),醋酸和碳酸鋇也應(yīng)少量多次加入反應(yīng)器,嚴(yán)格控制反應(yīng)終點(diǎn),避免過(guò)量加入。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(5)在冷卻結(jié)晶時(shí),冷卻速度不要太快,并防止過(guò)冷,控制好加晶種的溫度,維持在一定的過(guò)飽和情況下加晶種后靜止結(jié)晶,以制得大顆粒結(jié)晶。(6)脫色用的活性碳用蒸餾水至少洗三遍,以防止帶入雜質(zhì)。(7)在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)均采用間接蒸汽加熱,并用壓縮空氣進(jìn)行攪拌。(8)當(dāng)粗制硫氰酸鈉中,硫代硫酸鈉的含量小于1%時(shí),上述工藝流程可以簡(jiǎn)化,無(wú)須加入各種試劑,僅需經(jīng)過(guò)數(shù)次溶解,脫色,蒸發(fā)濃縮和冷卻結(jié)晶過(guò)程,就能獲得合格的精制硫氰酸鈉產(chǎn)品。

第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(二)鹽酸法精制硫氰酸鈉1.主要精制化學(xué)反應(yīng)式(1)加酸處理反應(yīng)為:

Na2S2O3+2HCI2NaCl+H2O+SO2↑+S↓(2)加堿處理反應(yīng)為:

Fe+3+3OH-Fe(OH)3↓Fe+2+2OH-Fe(OH)2↓第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

2.主要操作步驟原料粗制品硫氰酸鈉加蒸餾水溶解,并用水蒸汽加熱至80℃,根據(jù)精制產(chǎn)品質(zhì)量要求加入適量活性碳(一般200kg溶液加入活性碳1.5kg)對(duì)溶液進(jìn)行脫色。脫色后進(jìn)行過(guò)濾,濾液保持80℃,在攪拌情況下加鹽酸反應(yīng)后過(guò)濾,濾液加氫氧化鈉處理并控制pH=12后進(jìn)行過(guò)濾,加熱該濾液并保持溫度在60~70℃加鹽酸中和至pH=7~8,然后送減壓蒸發(fā)濃縮,當(dāng)蒸發(fā)至密度為1.36~1.38kg/l時(shí)過(guò)濾固體鹽類,除去氯根離子后冷卻結(jié)晶,保持結(jié)晶溫度20~23℃進(jìn)行,然后離心分離,得到產(chǎn)品硫氰酸鈉(NaCNS·2H2O),分離的母液送回溶解槽循環(huán)套用。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(三)重結(jié)晶法精制硫氰酸鈉1.主要操作過(guò)程

在反應(yīng)釜中,將原料粗制硫氰酸鈉加蒸餾水加熱溶解,保持溶液溫度在50℃左右,控制溶解后硫氰酸鈉濃度為400g/1,加活性碳進(jìn)行脫色,活性碳加入量為原料量的5%左右。經(jīng)脫色后進(jìn)行過(guò)濾,所得濾液送真空(或常壓)蒸發(fā)濃縮,當(dāng)溶液濃縮到一定濃度后冷卻至16~18℃加同質(zhì)晶種并靜止結(jié)晶,晶漿經(jīng)離心分離后得到一次結(jié)晶產(chǎn)品。重復(fù)上述溶解,脫色,過(guò)濾,結(jié)晶,分離等操作過(guò)程就可獲得最終精制NaCNS·2H2O產(chǎn)品。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

2.主要工藝操作要點(diǎn)(1)配制的原料溶液硫氰酸鈉濃度要適當(dāng),濃度太高,給過(guò)濾和脫色均造成困難;濃度太低,蒸發(fā)濃縮要消耗太多的蒸汽。(2)溶液的套用:所謂溶液的套用是將本次結(jié)晶的離心后所得濾液回到本次的結(jié)晶系統(tǒng),根據(jù)情況加至脫色或者蒸發(fā)操作之前。當(dāng)套用溶液中雜質(zhì)積累到一定程度時(shí),則應(yīng)將第二次結(jié)晶的離心后濾液套用到第一次結(jié)晶系統(tǒng),第一次結(jié)晶的離心后濾液套用粗制品系統(tǒng)。(3)為保證產(chǎn)品質(zhì)量,溶液的冷卻結(jié)晶應(yīng)采用加晶種靜止結(jié)晶的方式,使硫氰酸鈉結(jié)晶顆粒長(zhǎng)得較大,以減少表面夾帶。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

五、改良ADA法脫硫工段的產(chǎn)品及其質(zhì)量改良ADA法脫硫工段的產(chǎn)品有硫磺、粗制硫代硫酸鈉,粗制硫氰酸鈉和精制硫氰酸鈉(NaCNS·2H2O)。由于我國(guó)對(duì)各焦化廠焦?fàn)t煤氣脫硫產(chǎn)品目前暫還沒(méi)有制定統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),一般均采用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。脫硫所得產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)一般為:1.硫磺硫含量>98%2.粗制硫代硫酸鈉硫代硫酸鈉含量>50%第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法3.粗制硫氰酸鈉硫代硫酸鈉含量<2.5%氯離子<1000ppm4.精制硫氰酸鈉(用于化纖)外觀白色水不溶物含量<10ppm

色度(50:50溶液)<12硫氰酸鈉含量(干基)>98%第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

六、栲膠法脫硫栲膠法脫硫是廣西化工研究所為首于20世紀(jì)70年代在改良ADA法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)、研究成功的,80年代應(yīng)用于焦?fàn)t氣的脫硫。該法的氣體凈化度、溶液硫容量、硫回收率等項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo),均可與ADA法相媲美。它突出的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用低,無(wú)硫磺堵塔問(wèn)題,是目前焦化廠使用較多的脫硫方法之一。

第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

1.栲膠的化學(xué)性質(zhì)栲膠是由植物的稈、葉、皮及果的水萃取液熬制而成,其主要成分是丹寧。由于來(lái)源不同,丹寧的成分也不一樣,大體上可分為水解型和縮合型兩種,它們大都是具有酚式結(jié)構(gòu)的多羥基化合物,有的還含有醌式結(jié)構(gòu)。大多數(shù)栲膠都可用來(lái)配制脫硫液,而以橡碗栲膠最好,其主要成分是多種水解型丹寧。脫硫過(guò)程中,酚類物質(zhì)經(jīng)空氣再生氧化成醌態(tài),因其具有較高電位:故能將低價(jià)釩氧化成高價(jià)釩,進(jìn)而使吸收溶液中的硫氫根氧化、析出單質(zhì)硫。同時(shí)丹寧能與多種金屬離子(如釩、鉻、鋁等)形成水溶性絡(luò)合物;在堿性溶液中丹寧能與鐵、銅反應(yīng)并在其材料表面形成丹寧酸鹽薄膜,具有防腐蝕作用。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

由于栲膠水溶液是膠體溶液,在將其配制成脫硫液之前,必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理,以消除共膠體性和發(fā)泡性,并使其由酚態(tài)結(jié)構(gòu)氧化成醌態(tài)結(jié)構(gòu),這樣脫硫溶液才具有活性。在栲膠溶液氧化過(guò)程中,伴隨著吸光性能的變化,當(dāng)溶液充分氧化后,其消光值則會(huì)穩(wěn)定在某一數(shù)值附近,這種溶液就能滿足脫硫要求。通常制備栲膠溶液的預(yù)處理?xiàng)l件列舉在表5-1中。表5-1制備栲膠溶液的預(yù)處理?xiàng)l件

方法項(xiàng)目用Na2CO3配制溶液用NaOH配制溶液方法

項(xiàng)目用Na2CO3配制溶液用NaOH配制溶液栲膠濃度/(g/l)堿度/N氧化溫度/℃10~301.0~2.570~9030~501.0~2.060~90空氣量消光值溶液不翻出器外穩(wěn)定在0.45左右溶液不翻出器外穩(wěn)定在0.45左右第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法當(dāng)純堿溶液用蒸汽加熱,通入空氣氧化,并維持溫度80~90℃,恒溫10h以上,讓丹寧物質(zhì)發(fā)生降解反應(yīng),大分子變小,表面活性物質(zhì)變成為非表面活性物質(zhì),達(dá)到預(yù)處理的目的。NaOH與Na2CO3相比,它能夠提供更高的pH值溶液。因此用NaOH配制的栲膠水溶液的pH值高,氧化速度快,顯然使用NaOH進(jìn)行預(yù)處理,其效果要比Na2CO3好。

2.栲膠法脫硫劑工業(yè)生產(chǎn)使用的栲膠法脫硫劑溶液組分如表5-2。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法表5-2工業(yè)生產(chǎn)使用的栲膠脫硫溶液組分

溶液類別

總堿度,

mol/l

Na2CO3,g/l

栲膠,g/l

NaVO3

,g/l

稀溶液濃溶液

0.4~0.50.75~0.85

3~46~8

3~48.4

2~37.0焦?fàn)t煤氣脫硫一般采用稀溶液,pH值在8.5~9。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

3.栲膠法脫硫的原理栲膠法脫硫和改良ADA法,二者均屬于濕式二元催化氧化法脫硫,其脫硫過(guò)程的機(jī)理亦頗為相似:(1)在脫硫塔中脫硫液吸收焦?fàn)t煤氣中的H2S,并生成NaHS(或NH4HS);Na2CO3+H2SNaHS+NaHCO3

(2)在脫硫塔底及富液槽中,NaHS(或NH4HS)被V5+氧化成單質(zhì)硫,同時(shí)V5+被還原成V4+;而部分V4+又被醌態(tài)(氧化態(tài))的栲膠及其降解物(以后者為主,但習(xí)慣簡(jiǎn)稱栲膠,下同)氧化成V5+,該部分栲膠則變成酚態(tài)(還原態(tài));第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法2V5++HS-2V4++H++S↓TQ(醌態(tài))+V4++2H2OTHQ(酚態(tài))+V5++OH-

同時(shí)醌態(tài)栲膠氧化HS-

亦析出硫黃,醌態(tài)栲膠被還原成酚態(tài)栲膠.TQ(醌態(tài))+HS-THQ(酚態(tài))+S↓

(3)在再生槽(塔)中,酚態(tài)栲膠被空氣氧化成醌態(tài),同時(shí)生成H202,并把V4+氧化成V5+;與此同時(shí),由于空氣的鼓泡作用,把硫微粒凝聚成硫泡沫,并在液面上富集、分離;脫硫塔2THQ(酚態(tài))+O22TQ(醌態(tài))+H2O2

TQ(醌態(tài))+V4++2H2OTHQ(酚態(tài))+V5++OH-第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

(4)H2O2

氧化V4+和HS-H2O2+V4+V5++2OH-H2O2+HS-H2O+S↓+OH-

當(dāng)被處理氣體中含有CO2、HCN、O2

時(shí),所生產(chǎn)的副反應(yīng),以及因H2O2反應(yīng)都與改良ADA相同.第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

(5)如有NaHS(或NH4HS)進(jìn)入再生槽(塔)中,HS-在被氧化成單質(zhì)的同時(shí),還將被空氣氧化成S2O32-,進(jìn)而氧化成S2O42-。為盡量減少該副反應(yīng),除要求脫硫液中的栲膠和釩離子濃度較高外,還要求富液在富液槽中有足夠的停留時(shí)間(當(dāng)硫容200mg/l,約需半小時(shí)),以保證HS-在此盡可能被氧化(又稱為“熟化”)成單質(zhì)硫,使生成S2O32-、S2O42-的副反應(yīng)生成率控制在3%左右。栲膠法脫硫與改良ADA法相比,當(dāng)脫硫液的濃度相近時(shí),其硫容相當(dāng),但栲膠法能克服后者容易發(fā)生硫堵的通病。在脫硫過(guò)程中,栲膠除了作為催化氧化劑外,還是釩離子絡(luò)合劑(而改良ADA法需另加酒石酸鉀鈉絡(luò)合釩離子),而且它還是防堵劑和防腐劑。況且,用于脫硫的栲膠是由天然野生植物為主要原料制備的林化產(chǎn)品,因此其價(jià)格比化學(xué)制品ADA低廉(約為ADA的l/6)。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法

4.操作條件討論栲膠法脫硫可采用與ADA法完全相同的工藝流程,操作指標(biāo)亦與ADA相當(dāng)。其主要操作條件討論如下。

(1)溶液組分①

堿度溶液的總堿度與其硫容量成線性關(guān)系,因而提高總堿度是提高硫容量的有效途徑,一般處理低硫原料氣時(shí),采用溶液總堿度為0.4~0.5mol/l,而對(duì)高硫含量的原料氣則采用0.75~0.85mol/l的總堿度。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法①

NaVO3含量NaVO3起加快反應(yīng)速度的作用,其含量取決于脫硫液的操作硫容量,即與富液中的HS-濃度符合化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系。應(yīng)添加的理論濃度可與液相中HS-摩爾濃度相當(dāng),但在配制時(shí)往往過(guò)量,控制過(guò)量系數(shù)在1.3~1.5左右。

②栲膠濃度栲膠在脫硫過(guò)程中的作用與ADA相同均是起載氧的作用,是氧載體,栲膠濃度應(yīng)與溶液中釩含量存在著化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系,從絡(luò)和作用考慮,要求栲膠濃度與釩濃度保持一定的比例,根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),比較適宜的栲膠與釩的比例為1.1~1.3左右。工業(yè)生產(chǎn)使用的栲膠溶液組成如表5-2。第三節(jié)改良蒽醌二磺酸鈉(改良ADA)法脫硫和栲膠法(2)

溫度常溫范圍內(nèi),H2S、CO2、脫除率及NaS2O3生成率與溫度關(guān)系不敏感。再生溫度在45℃以下,NaS2O3生成率低,超過(guò)45℃時(shí)則急劇升高。通常吸收與再生在同一溫度下進(jìn)行,約為30~40℃。(3)

CO2的影響栲膠脫硫液具有相當(dāng)高的選擇性。在適宜的操作條件下,它能從含99%的CO2原料氣中將200mg/m3的H2S脫除至45mg/m3以下。但由于溶液吸收CO2后會(huì)使溶液的pH值降低,使脫硫效率稍有降低。第四節(jié)HPF法脫硫

HPF法脫硫?qū)僖合啻呋趸摿?,HPF催化劑在脫硫和再生全過(guò)程中均有催化作用,是利用焦?fàn)t煤氣中的氨作吸收劑,以HPF為催化劑的濕式氧化脫硫,煤氣中的H2S等酸性組分由氣相進(jìn)入液相與氨反應(yīng),轉(zhuǎn)化為硫氫化銨等酸性銨鹽,再在空氣中氧的氧化下轉(zhuǎn)化為元素硫。HPF法脫硫選擇使用HPF(醌鉆鐵類)復(fù)合型催化劑,可使焦?fàn)t煤氣的脫硫效率達(dá)到99%左右。第四節(jié)HPF法脫硫一、HPF法脫硫的基本反應(yīng)1.脫硫反應(yīng)NH3+H2ONH4OHNH4OH+H2SNH4HS+H2ONH4OH+HCNNH4CN+H2O

NH4OH+CO2NH4HCO3NH4OH+NH4HCO3(NH4)2CO3+H2O第四節(jié)HPF法脫硫

NH4OH+NH4HS+(x-1)SX(NH4)2SX+H2O2NH4HS+(NH4)2CO3+2(x-1)S2(NH4)2SX+CO2+H2ONH4++NH4HCO3NH4HOO-+H2ONH4HS+NH4HCO3+(x-1)S(NH4)2SX+CO2+H2ONH4CN+(NH4)2SXNH4CNS+(NH4)2S(X-1)(NH4)2S(X-1)+S(NH4)2SX第四節(jié)HPF法脫硫2.再生反應(yīng)

NH4HS+1/2O2S↓+NH4OH(NH4)2SX+1/2O2+H2OSX↓+2NH4OHNH4CNSH2N-CS-NH2H2N-CHS=NHH2N-CS-NH2+1/2O2H2N-CO-NH2+S↓

H2N-CO-NH2+2H2O(NH4)2CO32NH4OH+CO2第四節(jié)HPF法脫硫

3.副反應(yīng)2NH4HS+2O2(NH4)2S2O3+H2O2(NH4)2S2O3+O2(NH4)2SO4+2S↓HPF脫硫的催化劑是由對(duì)苯二酚(H)、PDS(雙環(huán)酞氰酤六磺酸銨)、硫酸亞鐵(F)組成的水溶液其中還含有少量的ADA,硫酸錳,水楊酸等助催化劑,關(guān)于HPF脫硫催化劑的催化作用機(jī)理目前尚在進(jìn)一步研究之中,各組分在脫硫溶液的參考濃度為:H(對(duì)苯二酚)0.1~0.2g/l;PDS(4~10)×10-6(質(zhì)量分?jǐn)?shù));F(硫酸亞鐵)0.1~0.2g/l;ADA0.3~0.4g/l,其它組分的最佳含量仍在探索中。第四節(jié)HPF法脫硫

一、

HPF法脫硫工藝流程1.工藝流程HPF法脫硫工藝流程如圖5-5所示,從鼓風(fēng)冷凝工段來(lái)的煤氣,溫度約55℃,首先進(jìn)入直接式預(yù)冷塔與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻水逆向接觸,被冷至30~35℃;然后進(jìn)入脫硫塔。預(yù)冷塔自成循環(huán)系統(tǒng),循環(huán)冷卻水從塔下部用泵抽出送至循環(huán)水冷卻器,用低溫水冷卻至20~25℃后進(jìn)入塔頂循環(huán)噴灑。采取部分剩余氨水更新循環(huán)冷卻水,多余的循環(huán)水返回冷凝鼓風(fēng)工段,或送往酚氰污水處理站。第四節(jié)HPF法脫硫吸收了H2S、HCN的脫硫液從塔底流出,經(jīng)液封槽進(jìn)入反應(yīng)槽,然后用脫硫液循環(huán)泵送入再生塔,同時(shí)自再生塔底部通入壓縮空氣,使溶液在塔內(nèi)得以氧化再生。再生后的溶液從塔頂經(jīng)液位調(diào)節(jié)器自流回脫硫塔循環(huán)再生。浮于再生塔頂部擴(kuò)大部分的硫磺泡沫,利用位差自流入泡沫槽,經(jīng)澄清分層后,清液返回反應(yīng)槽,硫泡沫用泡沫泵送入熔硫釜,經(jīng)數(shù)次加熱、脫水,再進(jìn)一步加熱熔融,最后排出熔融硫磺,經(jīng)冷卻后裝袋外銷。系統(tǒng)中不凝性氣體經(jīng)尾氣洗凈塔洗滌后放空。

第四節(jié)HPF法脫硫?yàn)楸苊饷摿蛞蝴}類積累影響脫硫效果,排出少量廢液送往配煤。自冷鼓送來(lái)的剩余氨水,經(jīng)氨水過(guò)濾器除去夾帶的焦油等雜質(zhì),進(jìn)入換熱器與蒸氨塔底排出的蒸氨廢水換熱后進(jìn)入蒸氨塔,用直接蒸汽將氨蒸出。同時(shí)向蒸氨塔上部加一些稀堿液以分解剩余氨水中的固定銨鹽。蒸氨塔頂部的氨汽經(jīng)分縮器和冷凝冷卻器冷凝成含氨大于10%的氨水送入反應(yīng)槽,增加脫硫液中的堿源。第四節(jié)HPF法脫硫圖5-5HPF法脫硫工藝流程1-硫磺接受槽;2-氨水冷卻器;3-預(yù)冷塔循環(huán)水冷卻器;4-水封槽;5-事故槽;6-預(yù)冷塔;7-預(yù)冷塔循環(huán)泵;8-脫硫塔;9-反應(yīng)槽;10-再生塔;11-脫硫液循環(huán)泵;12-放空槽;13-放空槽液下泵;14-泡沫槽;15-泡沫泵;16-熔硫釜;17-廢液槽;18-清液泵;19-清液冷卻器。第四節(jié)HPF法脫硫

2.HPF法脫硫工藝具有以下特點(diǎn):(1)以氨為堿源,HPF為催化劑的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰新工藝,具有較高的脫硫脫氰效率,(脫硫效率99%,脫氰效率80%),而且流程短,不需外加堿,催化劑用量少,脫硫廢液處理簡(jiǎn)單,操作費(fèi)用低,一次性投資省。(2)脫硫塔中可填充聚丙烯填料(或波紋鋼板網(wǎng)填料),不易堵塞,脫硫塔操作阻力較小。(3)脫硫塔、再生塔、反應(yīng)槽、泡沫槽、廢液槽、事故槽等易腐蝕設(shè)備材質(zhì)可用碳鋼,內(nèi)壁涂防腐涂料;輸送脫硫液的泵類、管道、管件及閥門為耐腐蝕不銹鋼。第四節(jié)HPF法脫硫(4)脫硫廢液送往配煤,工藝簡(jiǎn)單,對(duì)周邊環(huán)境無(wú)污染。(5)再生塔采用空氣與脫硫液預(yù)混再生,節(jié)省壓縮空氣,從而使再生過(guò)程排放的尾氣量少,排放的尾氣含氨量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.主要工藝操作控制指標(biāo)(1)入脫硫塔煤氣溫度30~35℃(2)入脫硫塔溶液溫度35~40℃(3)脫硫塔阻力<1.5KPa(4)預(yù)冷塔阻力<0.5KPa(5)進(jìn)再生塔溶液流量~1000m3/h單塔第四節(jié)HPF法脫硫(6)進(jìn)再生塔空氣壓力≥0.4MPa(7)熔硫釜內(nèi)壓力≤0.41MPa(8)釜內(nèi)外壓差≤0.2MPa(9)外排清液溫度60~90℃(10)脫硫溶液組成:pH=8~9游離氨:>5g/lPDS含量:8~10mg/kg對(duì)苯二酚:0.15~0.2g/l懸浮硫:<1.5g/lNH4CNS和(NH4)2S2O3總含量:<250g/l。第四節(jié)HPF法脫硫

三、HPF法脫硫操作條件討論

1.脫硫液中鹽類的積累從反應(yīng)過(guò)程可看出,脫硫過(guò)程中生成的脫硫溶液中(NH4)2SX、NH4HS,在催化再生過(guò)程中與氧反應(yīng)生成NH4OH后又重新參與脫硫反應(yīng),因此能降低脫硫過(guò)程中氨的消耗量。由于再生反應(yīng)可控制NH4CNS的生成,故脫硫液中NH4CNS的增長(zhǎng)速度較為緩慢。

2.煤氣及脫硫液溫度當(dāng)脫硫液溫度較高時(shí),就會(huì)增大溶液表面上的氨氣分壓,使脫硫液中氨含量降低,脫硫效率隨之下降。但脫硫液的溫度太低也不利于再生反應(yīng)的進(jìn)行,因此,在生產(chǎn)過(guò)程中宜將煤氣溫度控制在28~30℃,脫硫液溫度應(yīng)控制在30~35℃。第四節(jié)HPF法脫硫

3.脫硫液和煤氣中的含氨量脫硫液中所含的氨由煤氣供給,煤氣中的含氨量對(duì)氨法HPF脫硫工藝操作的影響很太,當(dāng)氨硫比不小于1、煤氣中焦油含量不大于50mg/m3、含萘小于0.5g/m3時(shí),即使一塔操作,其脫硫效率也可達(dá)99%左右,脫氰效率大于80%。當(dāng)氨硫比小于1時(shí),即使采用雙塔脫硫工藝,也必須對(duì)操作參數(shù)適當(dāng)調(diào)整后才能保證脫硫效率。當(dāng)煤氣含氨量小于3g/m3時(shí),脫硫效率就會(huì)明顯下降。第四節(jié)HPF法脫硫

4.液氣比對(duì)脫硫效率的影響增加液氣比可使傳質(zhì)面迅速更新,以提高其吸收推動(dòng)力,有利于脫硫效率的提高。因液氣比達(dá)到一定程度后,脫硫效率的增加量并不明顯,反而會(huì)增加循環(huán)泵的動(dòng)力消耗,故液氣比也不應(yīng)太大。5.再生空氣量與再生時(shí)間氧化1kg硫化氫的理論空氣用量不足2m3,在實(shí)際再生生產(chǎn)中,考慮到浮選硫泡沫的需要,再生塔的鼓風(fēng)強(qiáng)度一般控制在100m3/m2·h。由于HPF催化劑在脫硫和再生過(guò)程中均有催化作用,故可適當(dāng)降低再生空氣量。但是,減少再生空氣量后會(huì)影響硫泡沫的漂浮效果,因此在實(shí)際生產(chǎn)中不降低再生空氣量,而是適當(dāng)減少再生停留時(shí)間,再生生產(chǎn)操作控制在20min左右。第四節(jié)HPF法脫硫6.煤氣中雜質(zhì)對(duì)脫硫效率的影響生產(chǎn)實(shí)踐表明,煤氣中焦油和萘等雜質(zhì)不僅對(duì)煤氣的脫硫效率有較大影響,還會(huì)使硫磺顏色發(fā)黑。因此,氨法HPF脫硫工藝與其脫硫工藝一樣要求進(jìn)人脫硫塔的煤氣中焦油含量小于50mg/m3,萘含量不大于0.5g/m3。

7.再生空氣尾氣脫硫液用空氣氧化再生時(shí),其再生空氣尾氣含氨達(dá)2.46g/m3,如直接排往大氣不但損失了氨,而且還會(huì)污染環(huán)境,故尾氣必須進(jìn)一步凈化處理。系統(tǒng)中的不凝性氣體可經(jīng)尾氣洗凈塔洗滌后放空。第四節(jié)HPF法脫硫

8.硫渣再生塔頂部硫泡沫進(jìn)入熔硫工序,在熔硫過(guò)程中產(chǎn)生的硫渣,可送回熔硫釜中熔硫,這樣還可減輕硫渣對(duì)環(huán)境的污染。但是目前HPF法生產(chǎn)中一些熔硫釜的運(yùn)行操作情況不理想,硫渣和硫膏分離不好,而操作費(fèi)用又高,現(xiàn)在一些廠均使用了板框壓濾機(jī)替代熔硫釜,分離硫泡沫成清液和硫膏,硫膏含硫70%~75%。板框壓濾機(jī)操作,設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)低,但勞動(dòng)強(qiáng)度大,操作環(huán)境差,生產(chǎn)的硫膏價(jià)值低,這只是一暫行辦法。

9.硫磺產(chǎn)率及質(zhì)量氨法HPF脫硫工藝的硫磺收率為50%~60%,與ADA法的收率基本相同,硫磺純度平均為96.40%。第四節(jié)HPF法脫硫

10.廢液從硫的物料平衡計(jì)算得出,硫損失約為27%~40%,這部分硫主要生成硫氰酸銨和硫代硫酸銨隨廢液流失,其廢液量約為300~500kg/(1000m3·h),當(dāng)蒸氨裝置蒸出的氨以汽態(tài)進(jìn)入預(yù)冷塔時(shí),其廢液量要少,但這種汽態(tài)加氨方式煤氣脫硫效果較液態(tài)加氨方式差,現(xiàn)新建焦化廠采用剩余氨水中蒸出的氨以液態(tài)(含氨10%~12%的氨水)形式進(jìn)入反應(yīng)槽,可以降低煤氣脫硫的溫度,提高脫硫效果。廢液收集后可回兌至配煤中。對(duì)脫硫廢液回兌入配煤的研究表明,配煤水分僅增加0.4%~0.6%,焦炭硫含量?jī)H增加0.03%~0.05%,對(duì)焦炭質(zhì)量的影響不大。第四節(jié)HPF法脫硫

11.氨耗量在脫硫過(guò)程中,因氨生成(NH4)2S2O3和NH4CNS等銨鹽以及再生尾氣帶出而損失一部分。煤氣入口平均含氨在5.48g/m3時(shí),出口煤氣含氨為4.59g/m3,折合硫磺耗氨314kg/t,氨的損失率約16.24%。

四、HPF法脫硫工藝的評(píng)價(jià)1.HPF法脫硫工藝,以焦?fàn)t煤氣中的NH3作為脫除H2S的堿源,同時(shí)可脫除HCN,在理論上比較完善的方法;第四節(jié)HPF法脫硫2.HPF法脫硫工藝,在年產(chǎn)焦炭30萬(wàn)噸規(guī)模焦化廠(煤氣量15000m3/h左右)配備有無(wú)水氨工藝的煤氣凈化系統(tǒng)獲得成功.脫硫后煤氣含H2S在50~60mg/m3左右.HCN脫除率在80%左右;3.HPF法脫硫不僅涉及氣-液相間及液相內(nèi)部的傳熱傳質(zhì)過(guò)程.而且涉及到帶催化過(guò)程的催化反應(yīng)過(guò)程,從而使放大設(shè)計(jì)問(wèn)題變的十分復(fù)雜.在對(duì)于傳遞過(guò)程、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及其相互影響的規(guī)律進(jìn)行相盡的基礎(chǔ)上,在經(jīng)過(guò)逐級(jí)放大,是解決化學(xué)工程問(wèn)題的重要方法.對(duì)HPF法脫硫工藝的各項(xiàng)工藝條件、設(shè)備結(jié)構(gòu)…有待于進(jìn)入深入細(xì)致的研究。第四節(jié)HPF法脫硫

五、

HPF法脫硫生產(chǎn)主要操作及常見(jiàn)事故及處理(一)生產(chǎn)主要操作

1.泵工崗位操作(1)正常操作①每小時(shí)檢查項(xiàng)目:

a、泵出口壓力,電機(jī)工作電流,溶液循環(huán)量,煤氣壓力,預(yù)冷塔循環(huán)水量,換熱器冷卻水量。

b、泵體前后軸承溫度,電機(jī)機(jī)殼溫度及聲音是否正常。

c、煤氣溫度及循環(huán)液溫度。第四節(jié)HPF法脫硫②每半小時(shí)檢查項(xiàng)目:

a、事故槽、反應(yīng)槽、液下槽、廢液糟等槽體液位。

b、再生塔空氣量,根據(jù)硫泡沫溢流情況與泡沫槽崗位取得聯(lián)系進(jìn)行調(diào)節(jié)。③每二小時(shí)檢查項(xiàng)目:室外設(shè)備是否漏氣,跑液,遇不正常情況加強(qiáng)循環(huán)檢查。④各小班每逢白班,對(duì)煤氣管上的排液管進(jìn)行清掃,包括捕霧器出口管。第四節(jié)HPF法脫硫(2)主要設(shè)備開(kāi)停車:①脫硫液循環(huán)泵的啟動(dòng),停止和運(yùn)行。

a、啟動(dòng)前應(yīng)先檢查管道、閥門處于投運(yùn)前正常狀況,并要求泵軸承內(nèi)注滿潤(rùn)滑油脂,用手轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)軸器,檢查運(yùn)轉(zhuǎn)正常。b、啟動(dòng)前打開(kāi)機(jī)械密封冷卻水。

c、打開(kāi)泵進(jìn)口閥門,關(guān)閉出口閥門,然后啟動(dòng)電機(jī)。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)正常,壓力表顯示正常壓力后,逐漸打開(kāi)泵出口管路上閥門,直至調(diào)節(jié)好流量。

d、當(dāng)泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),首先關(guān)小出口管道上閥門,關(guān)閉電源,停泵后,再關(guān)死出入口閥門,冬天停車應(yīng)將泵內(nèi)存水放掉,以免凍裂泵體。第四節(jié)HPF法脫硫②開(kāi)塔

a、檢查塔入孔是否封好,水封及塔底部是否已灌滿水,能否封住煤氣,打開(kāi)塔頂放散閥。

b、打開(kāi)蒸汽清掃管,用蒸汽置換塔內(nèi)的空氣。

c、稍許打開(kāi)煤氣進(jìn)口閥門,用煤氣置換塔內(nèi)蒸汽,待塔頂放散管冒出大量煤氣,爆破實(shí)驗(yàn)合格后,關(guān)閉放散管,打開(kāi)出口閥門,關(guān)閉旁路管閥門,同時(shí)緩慢開(kāi)啟運(yùn)進(jìn)口閥門,注意風(fēng)機(jī)后壓力變化及脫硫塔阻力。

d、啟動(dòng)脫硫液循環(huán)泵,并調(diào)節(jié)循環(huán)量,使之符合技術(shù)規(guī)定。第四節(jié)HPF法脫硫③停塔:

a、停止循環(huán)泵,關(guān)閉泵出入口閥門。

b、開(kāi)啟煤氣旁通管閥門。

c、關(guān)閉脫硫塔煤氣出入口閥門,并打開(kāi)塔頂放散閥門。

d、若要進(jìn)塔施工,用蒸汽進(jìn)行清掃,直至放散管有蒸汽冒出,關(guān)閉蒸汽,再打開(kāi)塔上人孔通風(fēng),待安全檢測(cè)合格后,方可入塔施工。第四節(jié)HPF法脫硫(3)特殊操作①突然停電:

a、某泵機(jī)電設(shè)備電路發(fā)生故障,則開(kāi)啟備用泵。

b、短期停電,則關(guān)閉泵出口閥門,關(guān)脫硫液加熱器蒸汽閥門。②停水停預(yù)冷塔循環(huán)水泵。第四節(jié)HPF法脫硫

2.硫泡沫崗位操作

(1)正常操作:①再生塔溢流量的調(diào)節(jié):

a、經(jīng)常檢查再生塔溢流情況,一般情況下調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié)器的溢流高度來(lái)調(diào)節(jié)溢流量,個(gè)別情況下,也可調(diào)節(jié)溶液循環(huán)量來(lái)調(diào)節(jié).

b、再生塔最初進(jìn)空氣時(shí),可適當(dāng)減少溶液循環(huán)量或降低液位調(diào)節(jié)器,以免造成進(jìn)氣后溢流量太大。第四節(jié)HPF法脫硫②操作:

a、再生塔溢出的硫泡沫到泡沫槽,待澄清分離后,用泵將泡沫打至熔硫釜內(nèi)。

b、分離后的清液放回脫硫液循環(huán)系統(tǒng).

c、泡沫槽液位應(yīng)控制在滿流管以下。(2)特殊操作①停電:停泵、關(guān)閉泵進(jìn)出口閥門。②停蒸汽,關(guān)閉蒸汽閥門。③送入泡沫槽料液濃度低,調(diào)低液位調(diào)節(jié)器。第四節(jié)HPF法脫硫

3.熔硫釜崗位操作(1)進(jìn)料操作:①檢查設(shè)備、管線、儀表、閥門處于完好備用狀態(tài),并檢查開(kāi)關(guān)情況。②打開(kāi)釜上部進(jìn)料閥,并開(kāi)啟泡沫加壓泵,將硫泡沫連續(xù)打入熔硫釜。③打開(kāi)進(jìn)熔硫釜的蒸汽閥、流水閥,并保證進(jìn)入熔硫釜的蒸汽壓力符合技術(shù)規(guī)定。④打開(kāi)釜上部排清液閥,并根據(jù)清液溫度及釜上部壓力表顯示調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度使之符合技術(shù)規(guī)定。第四節(jié)HPF法脫硫(2)熔硫操作:①觀察清液,當(dāng)有顆粒出現(xiàn)時(shí),說(shuō)明釜內(nèi)硫積累較高,即可打開(kāi)放硫閥。②放硫過(guò)程中,應(yīng)均勻地將熔融硫放出。③當(dāng)出現(xiàn)未熔的固體雜質(zhì)時(shí),應(yīng)關(guān)閉放硫閥,待釜內(nèi)硫積累到一定程度時(shí)再適量地開(kāi)放料閥。④放料過(guò)程中不能把釜內(nèi)硫全部排凈,否則將有未熔融的硫顆粒帶出,而影響硫的質(zhì)量。⑤不生產(chǎn)時(shí),應(yīng)將蒸汽閥門關(guān)嚴(yán),防止釜內(nèi)料液靜止蒸發(fā),產(chǎn)生溶液濃縮鹽,堵塞放料管和放料閥。第四節(jié)HPF法脫硫(3)包裝操作:①將硫在硫磺冷卻盤內(nèi)冷卻成型。②正確稱量,用塑料編織袋包裝好,包扎上牌子,做為產(chǎn)品。③記錄每天產(chǎn)量及當(dāng)月累積數(shù)。④取樣,通知化驗(yàn)室進(jìn)行成品硫含量化驗(yàn)。(二)常見(jiàn)事故及處理HPF法脫硫生產(chǎn)過(guò)程中的一些常見(jiàn)事故及處理措施見(jiàn)表5-3第四節(jié)HPF法脫硫表5-3HPF脫硫生產(chǎn)常見(jiàn)事故與處理

(連續(xù)四頁(yè))第四節(jié)HPF法脫硫第四節(jié)HPF法脫硫第四節(jié)HPF法脫硫第五節(jié)苦味酸法脫硫苦味酸法是一種濕式氧化脫硫脫氰并回收硫磺的高效脫硫脫氰法,由弗瑪克斯(FUMAKS)脫硫、洛達(dá)科斯(RHODACS)脫氰、昆帕克斯(COMPACS)制取硫酸三法結(jié)合,簡(jiǎn)稱為FRC法。下面就這三種方法的基本原理及有關(guān)工藝做簡(jiǎn)要介紹。第五節(jié)苦味酸法脫硫

一、生產(chǎn)工藝原理(一)弗—洛法脫硫脫氰1.弗瑪克斯法脫硫基本原理弗瑪克斯脫硫法是應(yīng)用特殊催化劑——苦味酸的液相催化反應(yīng)來(lái)脫除煤氣中的硫化氫及氰化氫。此法的洗滌液是在濃度為2%~3%的碳酸鈉水溶液中,配以濃度為0.1%的苦味酸而制成的。在脫除焦?fàn)t煤氣中硫化氫時(shí),利用煤氣中所含的氨作為堿源,比用碳酸鈉溶液的吸收速率快。弗瑪克斯脫硫法的裝置由吸收塔和再生塔組成。第五節(jié)苦味酸法脫硫在利用氨的情況下,吸收塔中發(fā)生的吸收反應(yīng)為:

NH3+H2ONH4OHNH4OH+H2SNH4HS+H2ONH4OH+HCNNH4CN+H2O經(jīng)吸收反應(yīng)后的洗滌液送入再生塔,使之與空氣接觸,進(jìn)行NH4HS的氧化和催化劑的再生。再生后的洗滌液送回吸收塔頂進(jìn)行循環(huán)噴灑。第五節(jié)苦味酸法脫硫再生塔內(nèi)的再生反應(yīng)為:

NH4HS+R·NO+H2ONH4OH+S↓+R·NHOHR·NHOH+1/2O2R·NO+H2O2NH4HS+2O2(NH4)2S2O3+H2ONH4HS的氧化反應(yīng)是快速反應(yīng),由于煤氣中含有少量氧氣,在吸收塔內(nèi)也有NH4HS的氧化反應(yīng)發(fā)生??辔端嵫趸€原體硫化氫的化學(xué)反應(yīng)為:

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