焦爐煤氣精脫硫工藝
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-06
焦爐煤氣精脫硫工藝的實例教程
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 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 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 對于濕式氧化法脫硫來說，溶液的再生是最關鍵的步驟，而再生系統的噴射器則是再生槽內的心臟部件，只要它運行不理想，再生系統就要出問題，從而使整個脫硫系統形成惡性循環。噴射器是由噴嘴、吸氣室、收縮管、混合管、擴散管、尾管等六部分組成，噴射器部件不大，但關鍵部位比較多，對工藝計算、設計安裝要求及其嚴格。了解了噴射器的結構及各個部件的作用，我們就能夠在噴射器出現問題時分析出產生問題的原因及處理辦法。
正常生產中噴射器經常出現堵塞，這在許多廠家都曾出現過，可以說也是一個普遍現象，雖然產生的原因也比較多，但大的方面講主要有兩種因素：一個是設備本身的問題，另一個就是工藝上的問題。
1.設備上。
生產上如果發現噴射器有堵塞現象，我們就要認真觀察是所有噴射器都有堵塞跡象還是某幾個別噴射器有堵塞跡象。如果是個別現象，那我們就從噴射器本身找原因，特別是噴射器本身制作或裝配是否符合要求，如喉管是否偏離中心，尾管是否有彎曲現象。擴散管和混合管是否同心等。這些關鍵地方在很多的廠家都曾出現過問題，特別是有的廠家自己制作并安裝，這樣很難達到要求，上下同心度很差，因此在工作時不能使脫硫液直射而下，氣室內不但不能形成負壓（或負壓很?。┓炊鴷箽馐曳狄翰奈鼩饪谙蛲庖媪?。這樣時間久了必然會使吸氣口以至氣室積硫及硫鹽而堵塞。出現這種狀況最好把噴射器整體吊裝出來進行檢查，不能檢修的盡量到正規廠家購買更換
2.工藝上。
如果噴射器普遍都有堵塞跡象，那我們應著手從工藝上查一查。一方面看噴射器壓力是否正常，一我們在設計時一般要求噴射器的流速在18-25m/s，因此在使用時如果噴射壓力不足，很容易使噴射器的溶液向上渦流至氣室，這樣會使硫跑沫中的單質硫.副鹽及一些雜質長時間聚集在氣室及喉管處，必然造成堵塞。
展開 8、工藝事故的分類和責任劃分
凡是在生產過程中由于操作者沒有按照規程要求進行操作或是在操作過程中沒有認真負責而造成的事故為工藝事故。
8.1吸收液循環泵掉泵
由于吸收塔、緩沖槽、漿液槽、濾液槽等液位過低原因造成泵掉泵，而當班操作工發現不及時而影響脫硫正常生產，由當班操作工負責。
8.2吸收塔阻力大或因此造成焦爐放散
中控室監控風機前壓力,應指揮崗位操作工及時調整脫硫交通閥.由于調節、處理不及時而造成吸收塔阻力過大，以至于造成機前吸力過小而無法調節，焦爐被迫放散的事故，依據“誰操作誰負責”的原則，由當班操作者負責。
8.3漿液泵進出口管道或熔硫釜設備堵塞
由于操作調節不當或突然停導熱油，當班操作工發現不及時而堵塞設備及管道，由當班操作工負責。
8.4貯槽溢流或抽空
凡因調節不及時，巡檢不到位或未認真檢查而造成的各種貯槽溢流、抽空的事故，根據誰操作誰負責的原則，由操作者負責，而且應由當班操作者打掃干凈。
8.5產品質量事故
凡因操作不認真、對原料質量把關不嚴以及未按技術規定調節而造成本崗位產品質量不合格的，由當班操作工負責。
8.6由于工藝技術規程不完善而造成的操作事故由技術管理人員和操作者共同承擔責任
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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
焦爐煤氣中的硫化物是一種有害物質,若不對其進行脫除,不僅會腐蝕生產設備,而且會帶來環境污染，因此焦爐煤氣在使用前必須進行脫硫處理。本文對目前國內應用較多的焦爐煤氣脫硫技術方案進行介紹，包括PDS法、HPF法、改良ADA法等。通過對這些脫硫工藝在脫硫效果、堿源、成本等方面進行比較，發現PDS法和HPF法因其脫硫效率高、不需要外加堿源、生產流程簡潔，被大多數企業所青睞，綜合效益最佳。
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＋
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
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
