焦爐煤氣脫硫
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-31
焦爐煤氣脫硫的實例教程
一般適用于量不大的煤氣脫硫或者精度要求較高的焦爐煤氣二次脫硫( 即為在一次脫硫的基礎上根據煤氣的使用需要來進行第二次精脫硫)。干法脫硫裝置占地面積大，生產周期較長，更換脫硫劑的勞動強度大，廢脫硫劑和廢氣等會對環境造成污染，所以一般不會優先考慮使用干法脫硫方式進行焦爐煤氣的脫硫凈化。
1.2 濕法脫硫
濕法脫硫一般是焦爐煤氣通過液態脫硫劑進行脫硫反應，從而實現焦爐煤氣的凈化。根據脫硫劑對硫化氫的吸收方式和脫硫劑的再生方式，又可以將濕法脫硫再分為濕式氧化法、濕式吸收法。其中，濕式吸收法又可以在細分為化學吸收法、物理吸收法、物理- 化學吸收法。目前，凈化焦爐煤氣最為常用的脫硫方法為濕式氧化法。濕式吸收的3 種方法一般不在焦爐煤氣脫硫脫氰中使用，主要用于煉油廠等煤氣脫硫，不能直接進行硫磺的回收。
根據焦爐煤氣凈化工藝流程中脫硫過程的先后順序又可以將濕法脫硫分為前脫硫和后脫硫兩類。前脫硫是指焦爐煤氣經過冷凝鼓風后先進入脫硫工段，脫硫完成之后再進行氨和粗苯的回收。使用前脫硫工藝可以有效降低焦爐煤氣中的硫化氫對設備和管道的腐蝕，同時前脫硫工藝一般以煤氣中的氨作為脫硫的堿源，不需要外加堿，減少脫硫工藝外部消耗。但是前脫硫較難使得脫硫后硫化氫的濃度下降到20mg/m3以下，若要進一步降低焦爐煤氣中的硫化氫濃度，只有對其進行二次脫硫。后脫硫工藝一般是完成了氨和粗苯的回收之后，再對焦爐煤氣進行脫硫。由于煤氣中的氨已經被回收，所以后脫硫需要外加堿源。后脫硫后，硫化氫濃度可以達到20mg/m3以下。但是后脫硫的工藝設備投資較大，外加堿源提高了脫硫成本，硫化氫在氨和粗苯回收工段時會對設備產生較嚴重的腐蝕。在實際生產應用時，需要根據企業自身需要進行選擇。
濕式氧化法脫硫技術一般是利用催化劑( 或氧氣載體) 使焦爐煤氣中的硫化氫在脫硫液中進行氧化還原反應。
展開 某公司焦爐煤氣凈化一開始采用HPF正壓脫硫工藝，但脫硫效率低，且正壓脫硫需將煤氣冷卻，送入脫硫塔進行脫硫、脫氰，經過脫硫后，煤氣進入硫銨單元，又需對煤氣進行預熱，煤氣經過冷卻、預熱存在較大的能源浪費，不利于節能降耗生產，對此該公司將正壓脫硫工藝改為負壓脫硫工藝，運行3年來，脫硫效率提高，節能效果顯著，具有良好的經濟效益和環保效益。
一正、負壓脫硫工藝對比
國內外對焦爐煤氣的脫硫工藝分為正壓脫硫和負壓脫硫二種。
1正壓脫硫工藝
從鼓風機來的約55～60℃的煤氣，先進入預冷塔，用循環水冷卻至30℃左右，然后進入脫硫塔。
預冷塔用冷卻水自成循環系統，從塔底排出的熱水經循環泵送往冷卻器，用循環冷卻水換熱后進入預冷塔頂部噴灑用于冷卻煤氣，預冷循環水定期進行排污，送往機械化澄清槽，同時往循環系統中加入剩余氨水予以補充。
從預冷塔來的煤氣進入脫硫塔底部與塔頂噴淋的脫硫液逆向接觸，脫除H2S、HCN后由塔頂溢出去往硫銨單元。
從脫硫塔底排出的脫硫液經液封槽進入反應槽，再由脫硫液循環泵送出，一部分經過冷卻器冷卻后與另一部分未冷卻液體混合后經預混噴嘴送入再生塔底部，同時在再生塔底部鼓入壓縮空氣，使脫硫液在塔內得以再生，再生后的脫硫液于塔上部經液位調節器流至脫硫塔循環噴灑使用，上浮于再生塔頂部擴大部分的硫泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽，產生的硫泡沫用泵送至離心機離心分離，濾液返回反應槽，硫膏裝袋后外銷。
脫硫所用成品氨水由蒸氨每班送至脫硫反應槽加入脫硫液循環系統。
2負壓脫硫工藝
電捕來的約25℃煤氣進入填料脫硫塔底部，與塔頂噴灑下來的再生溶液逆向接觸，吸收煤氣中的H2S和HCN（同時吸收煤氣中的NH3，以補充脫硫液中的堿源）。脫硫后煤氣進入鼓風機單元。
展開 濕式氧化法脫硫是我國凈化行業廣泛應用的一種化學吸收脫硫法，通常是以氨水或純堿為吸收劑吸收氣體中的硫化氫，以釩鐵等變價金屬離子、酚醌類有機化合物或以酞箐類有機化合物為載氧體等進行催化氧化反應，使硫離子轉化成單質硫析出。在再生系統分離回收，脫硫后的富液在再生時吸收空氣中的氧恢復活性，并進一步循環使用。單從反應機理、操作步驟和工藝流程上看，很簡單。然而實際生產中卻出現了許多疑難問題，有的已嚴重影響企業的正常生產。下面就濕式氧化法脫硫在生產運行中經常出現的一些問題，談一下自己的看法。
一、濕式氧化法脫硫在生產中經常出現堵塔的現象。
可以說自濕式氧化法脫硫在生產中應用以來，堵塔現象一直伴隨其中，雖然隨著科學技術的快速發展，許多新型脫硫催化劑已經具備清塔洗堵的能力，使堵塔現象得以緩解，但由于企業的工況、操作和管理等原因，使堵塔現象仍然是行業脫硫目前普遍關注的焦點。多年來我們經過走訪、調研并加以總結找出其形成的原因，主要有以下幾個方面：
1.進脫硫塔的氣體成分不好，雜質含量較多（如粉煤灰、煤焦油及其它固體顆粒等）。這種現象主要是前工段水洗塔及靜電除焦運行不正常造成的。
2.填料塔在脫硫反應過程時，同時也伴隨著氧化再生析硫過程，析出的硫過多（特別是入口H2S含量較高時），不能及時隨脫硫液帶出脫硫塔，就會在填料表面粘結，導致出現局部堵塞，偏流，嚴重時形成堵塔。
3.脫硫塔噴淋密度不夠。一般要求在35-50m3/m2.h。較低的噴淋密度不僅會使塔內填料形成干區造成硫堵而且會大大降低脫硫塔的凈化度。特別對于直徑較大的塔一定要保證足夠的貧液量，當遇到減機減量或入口H2S較低時，切不可盲目降低循環量。此時為了降低消耗可采取降低溶液組分的辦法來達到目的。
4.再生空氣量不夠（一般要求在60-100m3/m2.h），或再生設備不配套。
展開 關鍵詞：一級脫硫；二級脫硫；脫硫劑；催化劑；脫硫效果；熱平衡
在焦爐煤氣制甲醇工藝中，由于合成甲醇所用的銅系催化劑對原料氣中的硫很敏感，極易發生硫中毒影響活性和使用壽命。因此焦爐煤氣在經焦化化產車間的濕法脫硫后，需進一步精細脫硫，使焦爐氣中的總硫含量＜0.1×10－6，以滿足工藝生產的需要。
目前所采用的精脫硫工藝均為中溫干法脫硫工藝，其主要特點為“兩級有機硫加氫轉化＋兩級硫化氫脫除”。主要流程如下：壓縮工段來的焦爐煤氣經加熱達到催化劑的活性溫度后進入一級加氫轉化器，在此焦爐氣中大部分的有機硫加氫轉化為硫化氫，后經一級脫硫槽將硫化氫脫除；然后經二級加氫轉化器將焦爐煤氣中剩余的少量有機硫進一步加氫轉化為硫化氫，再通過二級脫硫槽脫除，最終使出工段的焦爐氣中總硫＜0.1×10－6。設計上一、二級的脫硫負荷約為6∶1。
下面就此脫硫工藝的運行作一些分析、探討。
1.一級加氫轉化
一級加氫轉化器設計上為1臺，在此焦爐煤氣中大部分的有機硫在催化劑的作用下轉化為硫化氫，在整個脫硫工藝中起著基礎性作用。設計上一級加氫轉化器選用的催化劑是鐵鉬加氫轉化催化劑，其活性成分是氧化鉬和少量的氧化鐵，使用前需預先進行升溫硫化才能有較好的催化活性。實際運行表明，只要對催化劑硫化充分，生產中溫度控制合適，一級加氫轉化器即能夠將焦爐煤氣中大部分的有機硫進行加氫轉化生成硫化氫，滿足生產需要。
目前存在的主要問題是，大部分的甲醇生產廠家都反映催化劑的使用壽命不夠理想：好的狀況下可使用2年，一般的在使用1年后催化劑活性就會大大削弱，有機硫加氫轉化能力降低甚至會消失，即使提高催化劑床層的運行溫度也不會有大的改觀。如此增加了催化劑的更換頻率和脫硫成本。理論上催化劑的活性是不會下降或消失的，造成這種現象有多方面原因。
展開 1、工藝流程簡述及流程圖
電捕來的煤氣進入填料吸收塔底部，與塔頂噴灑下來的再生溶液逆流接觸，吸收煤氣中的H2S和HCN（同時吸收煤氣中的NH3，以補充脫硫液中的堿源）。脫硫后煤氣含硫化氫不大于500mg/m3，送入吸氣機室。
吸收了H2S、HCN的吸收液通過循環泵進入再生塔底的預混噴嘴，與壓縮空氣預先混合，形成微小氣泡后進入再生塔底，細小氣泡與吸收液在沿再生塔上升的過程中，在催化劑的作用下氧化再生。
再生液在再生塔內的氣液分離器中分離空氣氣泡后，用循環泵部分送經循環液冷卻器冷卻，冷卻后的循環液與未被冷卻的循環液一起進入吸收塔頂噴嘴用于循環洗滌煤氣。冷卻再生液以除去吸收和再生過程中放出的熱量，降低再生液的溫度，使系統的操作穩定。
再生塔內生成的硫顆粒由再生塔底部送入的空氣進行浮上分離，在再生塔頂液面附近作為硫泡沫濃縮下來，含有大量硫的泡沫層與消泡噴灑液一起流入緩沖槽，進入緩沖槽內的含硫液體大部分作為再生塔頂部消泡而循環使用，其余部分定量供給離心分離機。
離心分離機分離后的硫漿，進入熔硫釜熔硫，熔融的硫磺冷卻后裝袋外銷，清液回流入濾液槽，與離心分離機分離后的濾液混合，一起用泵送回緩沖槽。
為避免脫硫液鹽類積累影響脫硫效果，排出少量廢液送往提鹽。
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通常對焦爐煤氣進行脫硫后，其含有的H2S為20-800mg/m3，而焦爐荒煤氣內含有的有機硫總量為500-900mg/m3，其中包含300-600mg/m3的硫含量。因此，必須重視焦爐煤氣凈化工藝，對加熱煤氣內的硫化物進行有效脫除，減少加熱煤氣內的含硫量，從而達到減少焦爐煙氣內SO2含量的目的。
最后，要加強對焦爐的日常維護管理工作，減少焦爐爐體的串漏問題。
一、冶金煤氣的基礎知識
1
煤氣的主要成分
1.目的
焦化生產系統煤氣含氧量是生產過程中重要的安全控制指標，煤氣中含氧量超標，可能形成爆炸性混合氣體，極易造成安全生產事故，依照焦爐煤氣有毒、易燃和易爆的特點，以及杜絕和減少生產系統煤氣含氧量超標事件的發生，給后續工藝和生產控制帶來的嚴重安全生產隱患，焦化煤氣生產過程含氧量超標控制措施及管理在生產實際過程中至關重要。
2.范圍
針對焦化生產系統煤氣含氧量過程管理
（四）循環經濟改造
推廣焦爐煤氣脫硫廢液提鹽、制酸等高效資源化利用技術，解決廢棄物污染問題。利用現有煉焦裝備和產能，研究加強焦爐煤氣高效綜合利用，延伸焦爐煤氣利用產業鏈，開拓焦爐煤氣應用新領域。
（五）公輔設施改造
根據國家有關要規定淘汰不符合要求的用能設備，提高節能型水泵、永磁電機、永磁調速、開關磁阻電機等高效節能產品使用比例，合理配置電機功率，系統節約電能。
四
總結
焦爐煤氣與脫硫液的組分復雜、脫硫過程的副反應多，影響脫硫效率的因素也多，若不能及時發現潛在的風險、糾正平時操作中的一些不規范行為，時間久了就會造成脫硫工序的混亂。
該技術適用于常規機焦爐煤氣凈化單元（脫硫再生等設施除外）。利用管道將煤氣凈化單元相關貯槽及設備的放散口與負壓煤氣管道連接在一起，通過充入氮氣的方式調節系統壓力，整個系統處于與環境壓差-150~-50Pa的壓力范圍，相關放散口放散氣引入煤氣鼓風機前的煤氣管道內，避免放散氣外排。采用該技術需做好安全風險防范及防腐工作。
8.微負壓煉焦技術。該技術適用于熱回收焦爐。
1、工藝流程簡述及流程圖
電捕來的煤氣進入填料吸收塔底部，與塔頂噴灑下來的再生溶液逆流接觸，吸收煤氣中的H2S和HCN（同時吸收煤氣中的NH3，以補充脫硫液中的堿源）。脫硫后煤氣含硫化氫不大于500mg/m3，送入吸氣機室。
吸收了H2S、HCN的吸收液通過循環泵進入再生塔底的預混噴嘴，與壓縮空氣預先混合，形成微小氣泡后進入再生塔底，細小氣泡與吸收液在沿再生塔上升的過程中，在催化劑的作用下氧化再生
煤氣管道滲漏修復
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