全负压脱硫工艺.doc

全负压脱硫工艺在焦化生产中得以成功应用 文章类别：脱硫技术 文章来源：东狮脱硫技术协作网 文章作者：汪海燕 张丽 编辑录入：超管员 添加时间：2009-11-30 10:07:18 点击：84 次 【 打印 关闭 】 字体大小：【大】【中】【小】 ?字体色彩： ? ? ? ? ? 我公司脱硫系统是由东狮科贸实业有限公司设计的，大胆采用在焦化行业为数不多的喷射再生工艺。脱硫系统处于煤气鼓风机之后，属于正压工艺控制状态。由于当时考虑一次性投资问题，没有上予冷系统，从而给夏季生产带来了不便。为了摆脱这种被动局面，东昌焦化根据本厂生产特点，博采众长，历经不懈探索创新，果断把原正压工艺改为全负压操作工艺，取得了十分满意的效果。在全球经济形势日益严峻，煤化工企业经济效益不断下滑，企业生存状况举步维艰的背景下，该工艺推广应用前景尤为广阔。 1 理论成因 人孰共详，焦炉煤气中的氨与硫化氢在气相中并未发生化学反应，但是一旦进入液相就会立刻发生化学反应，形成新的化合物。既然是以氨为碱源吸收硫化氢，那么我们先不谈液相中氨的问题。而硫化氢从气相进入液相是完全受气膜控制的典型物理吸收过程。硫化氢的吸收经历两个过程，即硫化氢从气相向液相移动的溶解过程和硫化氢分子在溶液中的解离过程。讨论一下影响其吸收的溶解因素成为摆在我们面前的首要任务。硫化氢溶于水，其溶解度取决于溶液温度，溶液温度愈低溶解度愈大，且气液相的H2S平衡受亨利定律支配，即PH2S=HC。表一：H2S的亨利系数与温度变化关系如下： 温度 ℃ 0 5 10 15 20 25 30 40 亨利系数H 0.203 0.239 0.278 0.321 0.367 0.412 0.463 0.566 而影响其吸收推动力的是气相中硫化氢的分压和液相表面硫化氢的分压。但在实际生产中，气相中硫化氢的分压（即浓度）要受到配煤煤种、配煤比例、入炉成本、硫的转化率等诸多因素的影响，近乎是不可更改的。那么我们唯一可做就是降低液相表面硫化氢的分压。也就是减少以分子状态存在于液相的硫化氢。而液相中硫化氢的多少完全取决于硫化氢的解离度（即电离程度）。硫化氢的电离又受到二级电离平衡方程式和的绝对控制。且伴随着硫化氢的解离，溶液中的硫化氢随之减少，并降低界面上硫化氢的分压，从而使气相中的硫化氢迅速向液相移动。过程的终点必将是解离达到平衡，即液相中的硫化氢在界面上的分压与气相中硫化氢的分压达到平衡。由此看来只有减少液相溶液中氢离子和硫氢根离子的浓度方是最佳方案。根据酸碱相遇迅速发生中和反应的原理，提高脱硫液的碱度和PH值必成为首选。而欲提升碱度，即提高液相中游离氨的比例，则必须降低脱硫液的吸收温度。促使脱硫液吸收煤气中的氨形成游离态氨，当溶液中存在游离态氨时，将加速硫化氢的解离，使界面处液面上的硫化氢分压迅速降低，促进了硫化氢从气相向液相的溶解。直到液相中的NH3全部转化成铵离子NH4+。反过来，伴随着吸收温度的降低，又有利于提高脱硫液吸收煤气中氨的速度和提高溶液中氨的浓度，使PH值和碱度得到相应的提高。从本质上改变了硫化氢的吸收性质，即从单纯的物理吸收过程跃升为物理—化学吸收过程。当然温度也不宜过低，温度过低会严重影响反应速度和催化再生，使脱硫溶液发粘，影响浮选析硫。同时兼受到焦炉煤气影响，其它酸性气体如：CO2、HCN、CS2等同时进入液相，与游离氨反应生成副盐，降低碱度，对脱硫产生不良影响，最终降低脱硫效率。从理论上说，虽然我们可以通过调整指标抑制副反应，但客观的讲却无法从根本上消除。另一个方面对硫氢根离子的选择性氧化，则取决于催化剂的性能，它取决于催化剂的携带游离氧的能力和催化剂催化再生的活性。选择适宜的催化剂是我们另外考虑的问题。纵上所述，焦炉煤气以氨为碱源的湿式氧化脱硫工艺的温度条件成为影响硫化氢吸收和硫化氢解离的关键因素  2 全负压脱硫与传统正压脱硫的对比 2.1 充分利用自产氨源，将脱硫装置设置于硫铵装置前，则无须外购其它碱源，牢固的树立起成本优势。 2.2 优化工艺操作条件，节能降耗 （1）由于脱硫工序后置，前面设置了洗苯、电捕焦油器等设备减轻了煤气中夹带的焦油、苯、萘等有机杂质，提高了苯、萘、焦油的回收率，增加企业经济效益；同时削弱了由杂质产生的脱硫消泡、脱硫液变浑、催化剂丧失活性甚至中毒的现象，降低了催化剂用量，减少了脱硫运行费用。 （2）温度变化控制合理。煤气经初冷器冷凝降温（温度控制22℃~25℃），即使再经过洗苯、洗萘、除油、除尘等处理，温度也低于30℃，完全满足氨法脱硫要求的30℃左右的吸收温度。兼之脱硫后充分利用了鼓风机的压缩热能，将煤气温度提升至48℃~58℃，又满足了硫铵生产50℃左右最佳操作温度，系统温度实现自动控制，煤气无须再经历预冷和预热的两次换热处理