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湿式氧化法CO2气脱高硫
作者:王祥光 发布人:admin   来源:   发布时间:2018-09-13  浏览次数:1103

H2SCO2同时脱除工艺,或脱硫脱碳联合装置排出的再生气(酸气)中的CO2H2S都应回收利用,不论回收还是排放都需要脱硫。

酸气脱硫工艺很多,本文仅介绍湿式氧化法酸气脱高硫工艺。

1改良ADA法

1.1中间试验

19793月,南京化工研究院,鲁南化肥厂合作完成了改良ADA法脱除高浓度二氧化碳气中高硫化氢中间试验。

1)工艺流程  见图1


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来自空压机的CO2气体和H2S发生器来的H2S在混合器内混合后,由双级吸收塔下段喷射器进入,与贫液泵送来的脱硫液并流吸收,吸收后的双相流体在分离段Ι分离,分离后的气体进入上段喷射器,再与贫液泵送来的另一段贫液并流吸收,吸收后的双相流体在分离段中分离,分离后的溶液与分离段Ι溶液汇合经富液泵送往再生塔,分离后的气体放空。

再生塔底贫液经贫液槽,由贫液泵打回吸收塔。再生塔顶出来的硫泡沫溢流到过滤器,过滤得到的单质硫滤饼去处理。

2)设备

吸收塔:吸收段φ45×3.5mm,上下段各7个喷杯(喷杯φ22/φ6 mm)

分离段φ108×4mm,喷杯气速20m/s

总高 1800mm

再生塔  φ426×9×2400mm

贫液槽  φ625×9×700mm,

加热段F0.76m2,冷却段F0.76m2

3)试验结果

气量6.5Nm3/h;喷射器上、下段溶液量各0.3m3/h;溶液在吸收段与气体接触时间0.3秒;吸收塔底部反应停留时间2.5分钟;再生停留时间25分钟;脱硫液总碱度0.4N;ADA 4.5g/L;总钒3.16 g/L;NaHCO3/ Na2CO3=3.72;吸收、再生温度35~40℃;再生吹风强度200m3/m2·h;吸收压力1116~1840mmH2O;吸收塔压降736~1690 mmH2O。

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1.2美国TVA氨工厂Selexol酸气处理装置

1980年,美国田纳西流域工程管理局(Tennessee Valley Authority)将其在Mlucte Shoals的合成氨厂改为60%以煤为原料,40%仍以天然气为原料,在以煤为原料的工艺中 采用Selexol法代替原设计的低湿甲醇法脱硫脱碳。用改良ADA法处理Selexol酸气。工艺流程如图2。


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Selexol吸收塔底排出的富液经中压低压闪蒸、汽提再生后的贫液返回吸收塔。汽提塔顶排出的汽提气经汽提气脱硫塔脱硫后排放。低压闪蒸汽经闪蒸汽脱硫塔脱硫后送尿素装置。


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1.3 美国大平原煤气厂低温甲醇洗酸气处理

美国大平原煤气厂,3.89×106Nm3d  人工天然气,低温甲醇洗净化工艺。

低温甲醇洗再生气用改良ADA法脱除再生酸气中的H2S。脱硫后H2S100×106送锅炉焚烧。1984年投产。

2 络合铁法

     丰喜集团临猗分公司100kt甲醇/a 变换气脱硫采用工艺是南化集团研究院开发的位阻胺脱硫工艺,吸收硫化氢后的位阻胺溶液从再生塔再生出来的再生气流量为6800m3/h。气体成分中CO296%硫化氢质量分数浓度为15~45g/m3左右,络合铁脱硫运转正常,出口H2S达到指标要求,运行以来,吸收塔压差小于3kPa,没有发现堵塔等现象。

工艺流程见图3


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从变换脱硫系统来的再生气压力为0.068MPaA),总量约为6800m3/h ,被0.6MPa络合铁脱硫液自吸进入喷射吸收塔上部,在喷射塔喷射器内两相混合,并不断的更新接触面积,气液两相进入喷射塔下部分离器,气相分离液滴后,进入填料塔下部填料吸收了硫化氢的尾气,一部分送尿素分厂,一部分送液体二氧化碳站。

来自脱碳系统的再生气压力0.02MPa(A)气量为3200m3/h 。进入填料塔上部填料与络合铁脱硫液逆流接触经除沫后进入分离器,分离液滴后送尿素分厂,吸收了硫化氢的络合铁脱硫液进入填料下部,在下部填料继续吸收脱硫再生气中的硫化氢。

络合铁脱硫富液自喷射塔填料塔底部汇集进入富液槽,经富液泵打入喷射器,与自吸进入喷射器的空气充分混合,经反应后进入再生槽,在再生槽内进一步氧化再生,再生后的贫液从再生槽上部溢流进入贫液槽,由贫液泵升压送入喷射吸收塔﹑填料塔循环吸收。

再生槽内析出的元素硫悬浮在再生槽顶部的环形槽内,并溢流进入硫泡槽,再由硫泡沫泵送入过滤机回收硫黄。硫回收操作数据见表3:


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主要消耗:蒸汽:~0.3t/h;去离子水:~0.3t/h;电:~150kw﹒h;络合剂消耗:~0.08kg/kgS;碱耗:~0.16 kg/kgS。

3 Lo-CAT工艺

四川隆昌天然气净化厂2001年从美国引进了一套Lo-CATⅡ脱硫装置。用以处理MDEA脱硫装置解吸的酸气。该净化厂设计规模为4×104m3/d,压力为3.0MPa,处理天然气H2S含量加权平均值为3g/m3

Lo-CAT脱硫装置从美国USFiLter公司引进,由1台酸气分离器、1台吸收氧化塔(含塔内槽件),硫黄过滤系统、2台鼓风机(其中1 台备用)、一套化学品补加系统、2KOH贮罐组成。除吸收氧化器较大外,其余设备均可橇装。20011017日投运以来,运行平稳,外排尾气H2S110-6

3.1酸气组成    如表4


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3.2设计参数   见表5     

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3.3溶液组成

45%的KOH溶液配成PH值为8~9的水溶液作吸收介质。

铁氧化剂浓缩溶液(ARI-340),EDTA和多聚糖复合双组分配合体配制成的络合铁溶液,是脱硫液的主催化剂。用于将液相HS氧化为元素硫。其浓度控制在5010-6左右。

络合铁稳定剂浓缩液(ARI350),亮黄色液体,略带氨味。用以提高络合铁溶液的稳定性。

表面活性剂(ARI600),亮色液体,用来降低脱硫液表面张力使硫黄颗粒易于聚凝及沉淀。运行中连续添加。

细菌抑制剂(ARI400),浅棕色液体。脱硫液中加入少量ARI400,可抑制溶液中细菌的生成。细菌的生成会消耗ARI350

消泡剂(NaLCO  EC9076A:ARI600添加过量。化学品降解产物的存在都会引起溶液发泡。此时需加入消泡剂。

硫代硫酸钾(ARI360k,抑制络合剂降解。只在装置开车时投加,正常生产时副反应生成的硫代硫酸钾足以达到所需的浓度。

缓蚀剂:如氢硫基苯并噻唑(C7H5NS2,浓度为0.02~0.2g/L

表面活性剂又叫硫黄分散剂,加入再生槽后可使硫颗粒直径由5µ以下增长到10µ以上。添加表面活性剂后硫颗粒基本在4570µm间。

3.4 运行数据    见表6

6设计、运行数据


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4 栲胶法

2005年武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北双环化工集团有限公司新产品开发部合作建立了一套模拟中试装置,开展了栲胶法从模拟低温甲醇洗酸气中脱硫的研究,结果表明对于CO295%H2S1.5%22.5g/Nm3)的气体采用栲胶法可将其中的H2S降到10×10-6以下,达到排放标准。


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4.1工艺流程    4

4.2主要设备

脱硫塔A 空塔DN250×8000mm,内装6层喷头,每个喷头淋液量1.1m3/h,H500mm。

脱硫塔B 填料塔,DN250×15000mm,内装φ25×25mm泵丙烯鲍尔环填料,分5段,填料每段高度1000mm

再生塔  DN400×9500mm

CO2压缩机微信截图_20180928094113.png

4.3试验条件

气体由净化CO2再生塔来,含CO2 99.8%,H2S由H2S钢瓶提供,配成模拟酸气CO2 99.5%,H2S 22.8g/m3

脱硫液组成微信截图_20180928095442.png

气体压力 0.3MPa

气体温度 常温

4.4 试验结果    见表9

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