传统煤化工技术（合成氨） 两种典型湿法脱硫工艺 第22讲 两种典型湿法脱硫工艺.doc

煤化工技术专业教学资源库 两种典型湿法脱硫工艺 一、对苯二酚氨水液相催化法 1、基本反应 此脱硫过程包括吸收、氧化和再生三个基本步骤。 （1）吸收反应 （2）氧化反应 （3）再生反应 （4）脱硫总反应 （5）还可能发生的副反应 2、工艺条件 （1）溶液组成 氨水浓度：↑，吸收反应速度↑，硫容↑，净化度↑；但是过高挥发量↑，吨氨消耗↑。一般10~20滴度（滴度：每毫升滴定剂相当于被测物质的克数）。 对苯二酚加入量： ↑，脱硫反应速度↑，硫容↑，净化度↑；但是其加入量受溶解度限制，同时它有毒，应根据脱硫负荷大小而定。一般为0.1~0.3g/L。 （2）操作温度 温度对脱硫影响极为敏感，适当提高操作温度，可以加速吸收和再生的反应速度。由武(1-3-37) 可知，K1随温度升高而降低，温度过高将导致HS的平衡分压(Pis)增大而降低吸收推动力，造成吸收速度下降。副反应、氨挥发以及对苯二酚自身的分解也因此加大、加快。由于半水煤气经罗茨鼓风机压缩后煤气温度将升至50C以上(夏季更高)，因此它在人脱硫塔前，须先经冷却塔进行冷却。而温度低对脱硫液再生是不利的。基于这些原因，脱硫塔的操作温度应控制在32~ 45C为宜。 （3）脱硫液再生 脱硫塔是一种用于吸收的传质设备，它并不能改变气液吸收平衡。脱硫效果与进入脱硫槽的再生液中残余硫含量有很大关系：残余硫量越低，气体净化度越高。反之越差。 再生空气量： 保证硫氢根的氧化和将悬浮于槽顶液面的硫泡沫分离出来再生温度：控制在50℃以下； 再生时间：高塔可取25~30min，喷射氧化槽5~10min。 工艺流程 上图来自气柜的半水煤气,经罗茨鼓风机先进入冷却塔1,再进入脱硫塔2进行脱硫。脱硫后合格半水煤气经清洗塔3,静电除焦油器4,送往压缩机和变换系统。由脱硫塔2出来的脱硫液(富液)进入富液槽(图中未示),由泵6送入位于喷射氧化再生槽8顶部的喷射器中。自吸空气进行溶液初级再生。而后气液从喷射器尾管出来同进再生槽底部,并流向上,进一步进行再生再生好的贫液送往贫液槽13。再生时浮选出来的硫泡沫,聚集于槽顶,利用位差自动溢入地下槽。硫泡沫也可直接进入离心机10分离出硫膏,炼成硫磺。滤液返回贫液槽,与贫液一并由泵送入脱硫塔脱硫。 二、改良ADA法 改良ADA法脱硫国外广为采用。过去中国中型氮肥厂大部分也都采用此法脱硫,近年来已逐渐被栲胶法所取代。 ADA是Anthraquinone Disulphonic Acicd的缩写,中文名为蒽醌二磺酸。ADA法脱硫首由英国North Western Gas Board Clayton Aniline公司于1958年联合开发成功。1961年应用于化工生产。实际上现今工业上所用的ADA法是经过改良的,应称为ADA钒酸盐法(Stretford Ada-vanadate process),简称Stretford法。常压和加压脱硫均能适用。一般可将硫化氢脱至0.5cm3/m3,或更低。回收的硫磺纯度可达99.9%。 1、化学反应 （1）脱硫塔中的反应 以PH为8.5~9.2的稀碱液吸收硫化氢生成硫氢化物 硫氢化物与偏钒酸盐反应转化成还原性的焦钒酸钠及单质硫 氧化态ADA反复氧化焦钒酸纳 （2）氧化槽中（吸收液再生设备）的反应 还原态的ADA被空气中的氧氧化恢复氧化态，其后溶液循环使用； （3）副反应 气体中若有氧则要发生过氧化反应： 与气体中的二氧化碳和氰化氢，尚有下列副反应： 以上副反应，除第二个副反应所产生的NaHCO3对脱硫无害外, 其余均对脱硫过程有害，应设法除去。 工艺条件 （1）溶液的PH值 对于硫化氢的吸收，溶液的PH值高是有利的。但PH值过高，会使副反应生成的Na2S2O3剧增，且对 ADA／钒酸盐溶液将硫氢化物氧化成单体硫也不利。不过，对氧化还原态的ADA／钒酸盐反应而言，溶液PH值高是有利的。在实际生产中综合诸因素结果，一般脱硫液的PH都选取在8.5~9.5范围内。 钒酸盐的含量 硫氢化物被钒酸盐氧化的速率是很快的，但是为了防止硫化氢局部过量而造成“钒-氧-硫”黑色复合沉淀，并抑制副反应发生，应使偏钒酸钠用量比理论用量略微多一些。常用典型的ADA溶液组成如下表。酒石酸钾钠的加入是为了防止钒-氧-硫沉淀。 （3）温度 温度高对H2S的吸收不利但可加速脱硫反应速度，对还原态ADA的氧化再生有利。但温度大于60℃时，溶液中Na2S2O3的生成量将呈线性剧增。而且，此时浮集于再生槽顶部的硫泡沫易破裂，形成“悬浮硫”积累于循环液中。积累量越多，诱发“硫堵” 的可能性也越大。因悬浮硫分散度大、反应的相对活性高易被氧所氧化，这也是造成Na2S2O3高的重要原因之一。工业上一般脱硫塔的操作温度以 40℃以下为宜，再生槽的温度以不超过45℃为宜，这时硫