模块五-第三讲-HPF法脱硫课件.ppt
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- 模块 第三 HPF 脱硫 课件
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1、第三讲 HPF法脱硫 HPF法脱硫属液相催化氧化法脱硫,HPF催化剂在脱硫和再生全过程中均有催化作用,是利用焦炉煤气中的氨作吸收剂,以HPF为催化剂的湿式氧化脱硫,煤气中的H2S等酸性组分由气相进入液相与氨反应,转化为硫氢化铵等酸性铵盐,再在空气中氧的氧化下转化为元素硫。HPF法脱硫选择使用HPF(醌钻铁类)复合型催化剂,可使焦炉煤气的脱硫效率达到99左右。一、一、HPFHPF法脱硫的基本反应法脱硫的基本反应1.1.脱硫反应脱硫反应NH3+H2O NH4OHNH4OH+H2S NH4HS+H2ONH4OH+HCN NH4CN+H2O NH4OH+CO2 NH4HCO3NH4OH+NH4HCO3
2、 (NH4)2CO3+H2O第三讲 HPF法脱硫第三讲 HPF法脱硫NH4OH+NH4HS+(x-1)SX (NH4)2 SX+H2O 2NH4HS+(NH4)2CO3+2(x-1)S 2(NH4)2 SX +CO2 +H2O NH4+NH4HCO3 NH4HOO-+H2O NH4HS+NH4HCO3+(x-1)S (NH4)2SX+CO2+H2O NH4CN+(NH4)2 SX NH4CNS+(NH4)2S(X-1)(NH4)2S(X-1)+S (NH4)2SX 2.2.再生反应再生反应 NH4HS+1/2O2 S+NH4OH (NH4)2SX+1/2O2+H2O SX+2 NH4OH NH
3、4CNS H2N-CS-NH2 H2N-CHS=NH H2N-CS-NH2+1/2O2 H2N-CO-NH2+S H2N-CO-NH2+2H2O (NH4)2CO3 2 NH4OH+CO2第三讲 HPF法脱硫 3.3.副反应副反应 2NH4HS+2O2 (NH4)2 S2O3+H2O 2(NH4)2 S2O3+O2 (NH4)2 SO4+2S HPF脱硫的催化剂是由对苯二酚(H)、PDS(双环酞氰酤六磺酸铵)、硫酸亚铁(F)组成的水溶液其中还含有少量的ADA,硫酸锰,水杨酸等助催化剂,关于HPF脱硫催化剂的催化作用机理目前尚在进一步研究之中,各组分在脱硫溶液的参考浓度为:H(对苯二酚)0.10
4、.2g/l;PDS(410)10-6(质量分数);F(硫酸亚铁)0.10.2g/l;ADA0.30.4g/l,其它组分的最佳含量仍在探索中。第三讲 HPF法脱硫 一、一、HPFHPF法脱硫工艺流程法脱硫工艺流程 1.1.工艺流程工艺流程 HPF法脱硫工艺流程如图5-5所示,从鼓风冷凝工段来的煤气,温度约55,首先进入直接式预冷塔与塔顶喷洒的循环冷却水逆向接触,被冷至3035;然后进入脱硫塔。预冷塔自成循环系统,循环冷却水从塔下部用泵抽出送至循环水冷却器,用低温水冷却至2025后进入塔顶循环喷洒。采取部分剩余氨水更新循环冷却水,多余的循环水返回冷凝鼓风工段,或送往酚氰污水处理站。第三讲 HPF法
5、脱硫吸收了H2S、HCN的脱硫液从塔底流出,经液封槽进入反应槽,然后用脱硫液循环泵送入再生塔,同时自再生塔底部通入压缩空气,使溶液在塔内得以氧化再生。再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环再生。浮于再生塔顶部扩大部分的硫磺泡沫,利用位差自流入泡沫槽,经澄清分层后,清液返回反应槽,硫泡沫用泡沫泵送入熔硫釜,经数次加热、脱水,再进一步加热熔融,最后排出熔融硫磺,经冷却后装袋外销。系统中不凝性气体经尾气洗净塔洗涤后放空。第三讲 HPF法脱硫为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果,排出少量废液送往配煤。自冷鼓送来的剩余氨水,经氨水过滤器除去夹带的焦油等杂质,进入换热器与蒸氨塔底排出的蒸氨废水换热后进
6、入蒸氨塔,用直接蒸汽将氨蒸出。同时向蒸氨塔上部加一些稀碱液以分解剩余氨水中的固定铵盐。蒸氨塔顶部的氨汽经分缩器和冷凝冷却器冷凝成含氨大于10%的氨水送入反应槽,增加脱硫液中的碱源。第三讲 HPF法脱硫 图5-5 HPF法脱硫工艺流程1-硫磺接受槽;2-氨水冷却器;3-预冷塔循环水冷却器;4-水封槽;5-事故槽;6-预冷塔;7-预冷塔循环泵;8-脱硫塔;9-反应槽;10-再生塔;11-脱硫液循环泵;12-放空槽;13-放空槽液下泵;14-泡沫槽;15-泡沫泵;16-熔硫釜;17-废液槽;18-清液泵;19-清液冷却器。第三讲 HPF法脱硫 2.2.HPFHPF法脱硫工艺具有以下特点:法脱硫工艺具
7、有以下特点:(1)以氨为碱源,HPF为催化剂的焦炉煤气脱硫脱氰新工艺,具有较高的脱硫脱氰效率,(脱硫效率99%,脱氰效率80%),而且流程短,不需外加碱,催化剂用量少,脱硫废液处理简单,操作费用低,一次性投资省。(2)脱硫塔中可填充聚丙烯填料(或波纹钢板网填料),不易堵塞,脱硫塔操作阻力较小。(3)脱硫塔、再生塔、反应槽、泡沫槽、废液槽、事故槽等易腐蚀设备材质可用碳钢,内壁涂防腐涂料;输送脱硫液的泵类、管道、管件及阀门为耐腐蚀不锈钢。第三讲 HPF法脱硫 (4)脱硫废液送往配煤,工艺简单,对周边环境无污染。(5)再生塔采用空气与脱硫液预混再生,节省压缩空气,从而使再生过程排放的尾气量少,排放的
8、尾气含氨量远远低于国家有关标准。3.3.主要工艺操作控制指标主要工艺操作控制指标 (1)入脱硫塔煤气温度 3035 (2)入脱硫塔溶液温度 3540 (3)脱硫塔阻力 1.5KPa (4)预冷塔阻力 0.5KPa (5)进再生塔溶液流量 1000m3/h单塔第三讲 HPF法脱硫 (6)进再生塔空气压力 0.4MPa (7)熔硫釜内压力 0.41MPa (8)釜内外压差 0.2MPa (9)外排清液温度 60 90 (10)脱硫溶液组成:pH=89 游离氨:5g/l PDS含量:810mg/kg 对苯二酚:0.150.2 g/l 悬浮硫:1.5 g/l NH4CNS和(NH4)2S2O3总含量:
9、250 g/l。第三讲 HPF法脱硫 三、三、HPFHPF法脱硫操作条件讨论法脱硫操作条件讨论 1.1.脱硫液中盐类的积累脱硫液中盐类的积累 从反应过程可看出,脱硫过程中生成的脱硫溶液中(NH4)2 SX、NH4HS,在催化再生过程中与氧反应生成NH4OH后又重新参与脱硫反应,因此能降低脱硫过程中氨的消耗量。由于再生反应可控制NH4CNS的生成,故脱硫液中NH4CNS的增长速度较为缓慢。2.2.煤气及脱硫液温度煤气及脱硫液温度 当脱硫液温度较高时,就会增大溶液表面上的氨气分压,使脱硫液中氨含量降低,脱硫效率随之下降。但脱硫液的温度太低也不利于再生反应的进行,因此,在生产过程中宜将煤气温度控制在
10、2830,脱硫液温度应控制在3035。第三讲 HPF法脱硫 3.3.脱硫液和煤气中的含氨量脱硫液和煤气中的含氨量 脱硫液中所含的氨由煤气供给,煤气中的含氨量对氨法HPF脱硫工艺操作的影响很太,当氨硫比不小于1、煤气中焦油含量不大于50mg/m3、含萘小于0.5g/m3时,即使一塔操作,其脱硫效率也可达99左右,脱氰效率大于80。当氨硫比小于 1时,即使采用双塔脱硫工艺,也必须对操作参数适当调整后才能保证脱硫效率。当煤气含氨量小于3g/m3时,脱硫效率就会明显下降。第三讲 HPF法脱硫 4.4.液气比对脱硫效率的影响液气比对脱硫效率的影响 增加液气比可使传质面迅速更新,以提高其吸收推动力,有利于
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