負壓脫硫工藝的案例
焦爐煤氣脫硫為什么要選擇負壓脫硫工藝？
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 負壓脫苯工藝技術應用
傳統的苯類回收采用洗油洗苯工藝，洗苯后的富油如果進行直接蒸餾，則需要溫度太高，洗油極易變質。因此我國焦化廠多采用水蒸餾蒸餾法，在蒸餾過程中通入過熱蒸汽既向蒸餾系統中提供熱量又可以與洗油蒸苯過程中的物質形成共沸物，降低蒸餾過程中洗油溫度，使洗苯系統穩定運行，達到連續生產的目的。
無蒸汽負壓蒸餾工藝技術為利用液體混合物中各組分揮發度不同以及液體沸點隨著壓力的降低而降低的原理，將液體混合物預熱到一定溫度后送入負壓蒸餾塔內進行負壓蒸餾，同時塔底加熱采用無蒸氣加熱方式，從而將液體混合物各組分分離的方法。該技術可以降低操作溫度、達到降低能耗的效果。新建焦爐脫苯系統應用無蒸汽負壓蒸餾工藝技術，可進一步降低富油溫度，節約煤氣量；防止洗油惡化，降低洗油消耗；蒸氣加熱改為煤氣管式爐加熱，降低了能源成本，同時減少了粗苯分離水的產生。無蒸汽負壓脫苯工藝具有節能、環保的工藝技術特點。
采用粗苯蒸餾工藝為常壓水蒸汽一塔式蒸餾工藝，國內大多數廠依然采取這種工藝，具體工藝如下：由洗苯崗位工將富油送入蒸苯崗位，依次經過二段油-油換熱、一段油-油換熱，富油預熱后進入管式爐，把富油加熱到180～190℃通過脫苯塔第16塊塔盤處進入脫苯塔進行蒸餾脫苯。塔頂出來的輕苯蒸汽經兩段輕苯冷凝冷卻器冷卻后進入油水分離器。分離出的輕苯至回流柱，一部分回流，一部分滿流到輕苯槽，分離出的分離水進入控制分離器后流入地下槽。為提高蒸餾效果，主塔通過各側線采出萘油和重苯。脫苯塔底的熱貧油經一段油——油換熱后至貧油槽，用貧油泵送至二段油——油換熱后，再進入貧油一、二段冷卻器，冷卻后送往洗苯崗位完成循環。為了保證循環油質量，洗油通過再生器通入過熱蒸汽蒸吹再生。采用這種工藝，現場多處存在尾氣溢放點，操作環境差，相對能耗大，已經不適應清潔節能工廠的目標。
展開 焦爐煤氣精脫硫工藝分析
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 脫硫吸收塔工藝仿真計算系統
脫硫吸收塔工藝仿真計算工具應用實例
脫硫吸收塔工藝仿真計算工具已經得到了成功的應用，被應用于某電力行業設計院的脫硫吸收塔工藝仿真設計過程。圖3~圖5所示為某脫硫吸收塔內部流場的有限元模型。
▲ 圖3. 吸收塔有限元模型
▲ 圖4. 模型局部圖
▲ 圖5. 噴嘴布局工具界面
應用脫硫吸收塔工藝仿真計算工具實現了該儲罐的快速建模以及在各種設計工況下的高效計算與組合，獲取了溫度、壓力、煙氣濃度、速度等結果，為設計、驗算與改進提供了依據，如圖6-圖11所示。
▲ 圖6. 某截面壓力場分布
▲ 圖7. 某截面速度場分布
▲ 圖8. 某截面溫度場分布
▲ 圖9. 某截面除塵劑濃度分布
▲ 圖10. 某截面煙氣濃度分布
▲ 圖11.
展開 
濕法脫硫工藝流程與原理
第一部分 濕法脫硫工藝流程與原理
第二部分 脫硫技術
16種脫硫工藝技術以及實際應用情況詳解
該工藝以煤氣中的氨及氨水蒸餾出的氨為堿液，1,4-萘醌-2-磺酸鈉為催化劑脫氰，之后脫硫。優點是不需要外加堿源，而且操作簡單，占地面積小。但它運行成本高，脫硫效果低，催化劑需要進口，因此國內很少使用該工藝。寶鋼曾采用該工藝進行脫硫脫氰。
（3）FRC法
FRC法稱為苦味 酸法，是由日本大阪煤氣公司開發的工藝。該工藝以煤氣中的氨為堿源，苦味 酸為催化劑。該工藝的優點是脫硫效率高，成本小，能避免二次污染。缺點是工藝流程長，占地多，適合大工程使用。寶鋼焦化三期工程使用的是該工藝。
（4）PDS法
PDS法是東北師范大學開發的一種脫硫工藝，于1994年應用于上海浦東煤氣廠。PDS為雙核酞菁鈷磺酸鈉催化劑，反應過程中同時加入助催化劑和堿性物質。采用改良ADA法的脫硫裝置只需增加一些PDS溶液滴加設備，既可改為PDS法。該工藝的主要優點是對無機硫脫硫效率高，產品容易分離，但脫硫效果不穩定，脫除有機硫效率低。唐鋼煉焦制氣廠采用PDS脫硫系統去除廢氣中的硫。昆明焦化制氣廠于2004年用PDS發代替ADA法脫硫。
（5）HPF法
HPF法是鞍山焦化耐火材料設計研究院和無錫焦化廠聯合開發的高效脫硫工藝。HPF法是PDS法的改進工藝，HPF是對苯二酚，PDS催化劑及硫酸亞鐵組成的復合催化劑。該工藝的優點是催化劑活性高，操作簡單，裝置少，但得到的硫磺質量低，廢液對周圍環境危害大。山西美錦集團等企業均使用HPF法脫硫。
（6）888法
888脫硫催化劑是長春東獅公司研究開發的無毒高效，屬一元催化法脫硫催化劑產品。由于其特殊的化學結構，而具有極強的吸氧載氧能力，催化活性強。
展開 焦爐煤氣脫硫技術路線、現狀及五種工藝對比
但是PDS法也存在一些缺陷：脫硫效率不穩定，需要與其他成分配合進行催化; 其次，該工藝常用于無機硫的脫除，而對有機硫的脫除效果較差，只能達到50%以上。
2.2 HPF法
HPF法也是我國自主開發的一種脫硫工藝。該脫硫工藝為前脫硫，堿源為焦爐煤氣中的氨，其脫硫催化劑是復合催化劑，包括對苯二酚、硫酸亞鐵、雙核酞菁鈷磺酸鹽3 種成分。因為HPF法催化劑中有雙核酞菁鈷磺酸鹽，所以對焦爐煤氣脫硫過程和再生過程都有催化作用，其原理與PDS法相同。
HPF法的脫硫廢液中銨鹽積累速度緩慢，而且廢液的量較小，一般將脫硫廢液直接混入煉焦所用的煤料中，就可以使其分解且不會造成污染。一般廢液中的硫氰酸銨加熱分解會生成產物N2、NH3、CO2。因此，不需要對脫硫廢液進行額外處理。
由于HPF法使用的是煤氣中的氨作為堿源，所以相對運行成本較低，經濟效益較好。同時，該脫硫工藝的流程簡潔，設備運行以及維護方便。
但是，當所要脫除的焦爐煤氣中含硫量較高時，脫硫過程仍采用煤氣中的氨作為堿源時，脫硫反應的pH值不易控制，會導致脫硫效率較低。而且，該工藝的脫硫廢液需要混入煉焦煤料中，可能會造成廢液滲漏，產生污染，需要準備相應的防護設備。
2.3 改良ADA法
改良ADA法是在原ADA法的工藝基礎上改進了工藝中的脫硫氣體的預處理方式、單質硫的收集方式和脫硫廢液的處理方式而產生的新脫硫工藝。該工藝的脫硫催化劑為釩，堿源為偏釩酸鈉，脫硫液為ADA中添加少量FeCl3或酒石酸鉀鈉。通過向脫硫液中添加少量FeCl3、酒石酸鉀鈉等，可起到阻止穩定脫硫液的作用。
脫硫過程一般為4個步驟: 即硫化氫的吸收、硫化氫轉化為元素硫、偏釩酸鈉的再生和催化劑釩的氧化。該脫硫工藝的脫硫效率在98% 以上，目前國內民用煤氣凈化中多應用該工藝。
展開 工業CAE案例實戰精選｜脫硫吸收塔工藝仿真計算系統
脫硫吸收塔工藝仿真計算工具應用實例
脫硫吸收塔工藝仿真計算工具已經得到了成功的應用，被應用于某電力行業設計院的脫硫吸收塔工藝仿真設計過程。
圖3~圖5所示為某脫硫吸收塔內部流場的有限元模型。應用脫硫吸收塔工藝仿真計算工具實現了該儲罐的快速建模以及在各種設計工況下的高效計算與組合，獲取了溫度、壓力、煙氣濃度、速度等結果，為設計、驗算與改進提供了依據。圖6-圖11所示。
圖3. 吸收塔有限元模型
圖4. 模型局部圖
圖5. 噴嘴布局工具界面
圖6. 某截面壓力場分布
圖7. 某截面速度場分布
圖8. 某截面溫度場分布
圖9. 某截面除塵劑濃度分布
圖10. 某截面煙氣濃度分布
圖11. 塔內煙氣流線分布
展開 涇縣明華消失模涂料江正宏講的消失模蹋箱（塌箱/潰型），核心是涂層+負壓+工藝三大類原因，以下是實戰版總結：
涇縣明華涂料江正宏講的消失模蹋箱（塌箱/潰型），核心是涂層+負壓+工藝三大類原因，以下是實戰版總結： 一、涂料核心原因（江正宏重點強調） - 涂層高溫強度不足：扛不住干砂側壓+金屬液沖擊，局部潰散、穿孔、塌陷（尤其內澆道上方、大平面） ? - 涂層厚度不均/過薄：轉角、厚
煉焦化學產品的回收基礎知識
工藝流程
脫硫裝置是以煤氣中的氨為堿源，HPF為催化劑的濕式氧化法脫硫工藝，再生為噴射再生方式。噴射再生槽設在脫硫塔上部。使用負壓脫硫工藝。
為保證脫硫后煤氣含H2S≤20mg/m3，脫硫裝置采用HPF為催化劑的三塔串聯設計。
由鼓冷裝置電捕來的煤氣依次進入三個脫硫再生塔脫硫段。脫硫段頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸煤氣以吸收煤氣中的硫化氫（同時吸收煤氣中的氨，以補充脫硫液中的堿源）。脫硫后煤氣含硫化氫約20mg/m3，送入鼓風機室升壓。
在脫硫再生塔脫硫段內吸收了H2S、HCN的脫硫液匯聚到塔底，然后用脫硫液泵送入脫硫再生塔頂部的再生段，通過再生段噴射器吸入空氣使溶液在塔內得以氧化再生。再生后的溶液從塔頂經液位調節器自流回脫硫再生塔脫硫段，吸收煤氣中的H2S、HCN。
浮于脫硫再生塔頂部的硫磺泡沫，利用位差自流入泡沫槽，經硫泡沫泵送入超級離心機，超級離心機為逆流臥式螺旋卸料沉降離心機，轉鼓轉速3000rpm。分離出的硫餅含水≤35％，集于硫池中，定期收集外賣。濾液收入濾液槽，大部分濾液經濾液泵返回脫硫系統，為防止HPF脫硫裝置NH4SCN、(NH4)2S2O3鹽類積累，一部分濾液送往提鹽單元提取鹽類。
提鹽單元為間歇操作，操作一釜為8小時。濾液由濾液原料槽抽入硫代硫酸氨蒸發器，用蒸汽加熱濃縮。為防止溫度過高，鹽類分解，蒸發需在真空條件下進行，控制蒸發溫度為90℃。待蒸發結束后，通過可旋轉的溜槽將料液放至真空過濾器，熱過濾出去(NH4)2CO3等雜質。濾渣在容渣槽內用濾液溶解后回脫硫系統。濾液至硫代硫酸氨結晶槽用夾套冷卻水（低溫水）冷至20℃左右，加入同種晶種使其結晶，最后在離心機中分離得到粗制硫代硫酸氨，用人工鏟出，裝入塑料袋作為產品出廠。
展開 焦化煤氣凈化知識
工藝流程
脫硫裝置是以煤氣中的氨為堿源，HPF為催化劑的濕式氧化法脫硫工藝，再生為噴射再生方式。噴射再生槽設在脫硫塔上部。使用負壓脫硫工藝。
為保證脫硫后煤氣含H2S≤20mg/m3，脫硫裝置采用HPF為催化劑的三塔串聯設計。
由鼓冷裝置電捕來的煤氣依次進入三個脫硫再生塔脫硫段。脫硫段頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸煤氣以吸收煤氣中的硫化氫（同時吸收煤氣中的氨，以補充脫硫液中的堿源）。脫硫后煤氣含硫化氫約20mg/m3，送入鼓風機室升壓。
在脫硫再生塔脫硫段內吸收了H2S、HCN的脫硫液匯聚到塔底，然后用脫硫液泵送入脫硫再生塔頂部的再生段，通過再生段噴射器吸入空氣使溶液在塔內得以氧化再生。再生后的溶液從塔頂經液位調節器自流回脫硫再生塔脫硫段，吸收煤氣中的H2S、HCN。
浮于脫硫再生塔頂部的硫磺泡沫，利用位差自流入泡沫槽，經硫泡沫泵送入超級離心機，超級離心機為逆流臥式螺旋卸料沉降離心機，轉鼓轉速3000rpm。分離出的硫餅含水≤35％，集于硫池中，定期收集外賣。濾液收入濾液槽，大部分濾液經濾液泵返回脫硫系統，為防止HPF脫硫裝置NH4SCN、(NH4)2S2O3鹽類積累，一部分濾液送往提鹽單元提取鹽類。
提鹽單元為間歇操作，操作一釜為8小時。濾液由濾液原料槽抽入硫代硫酸氨蒸發器，用蒸汽加熱濃縮。為防止溫度過高，鹽類分解，蒸發需在真空條件下進行，控制蒸發溫度為90℃。待蒸發結束后，通過可旋轉的溜槽將料液放至真空過濾器，熱過濾出去(NH4)2CO3等雜質。濾渣在容渣槽內用濾液溶解后回脫硫系統。濾液至硫代硫酸氨結晶槽用夾套冷卻水（低溫水）冷至20℃左右，加入同種晶種使其結晶，最后在離心機中分離得到粗制硫代硫酸氨，用人工鏟出，裝入塑料袋作為產品出廠。
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