第5章a煤氣脫硫_-_復(fù)件

1、 煤氣脫硫脫氰 萘醌法脫硫脫氰 萘醌法（TAKAHAX）脫硫 簡介：本法又稱塔卡哈克斯法，是一種高效濕式氧化脫硫法，在日本使用最為廣泛，新日鐵的每個(gè)焦化廠均采用此工藝。我國上海寶鋼焦化廠也引進(jìn)日本新日鐵的塔卡哈克斯工藝進(jìn)行焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰。它由濕法脫硫（TAKAHAX法）及脫硫廢液處理（HIROHAX濕式氧化法）兩部分組成，經(jīng)處理后的脫硫液送往硫銨母液系統(tǒng)以制取硫銨。一塔卡哈克斯（TAKAHAX）法脫硫二希羅哈克斯（HIROHAX）濕式氧化法處理廢液氨型塔卡哈克斯法與用濕式氧化法處理廢液的希羅哈克斯（HIROHAX）法相結(jié)合，可組成兩種類型的工藝：氨型塔卡哈克斯法脫硫廢液SSCNNHOSNH、

2、43224)( 濕式氧化（HIROHAX裝置）42424SOHSONH、）（硫酸銨母液 硫酸銨裝置 氨型塔卡哈克斯法脫硫廢液SSCNNHOSNH、43224)( 燃燒爐 硫酸裝置42SOH2SO一塔卡哈克斯（TAKAHAX）法脫硫 1生產(chǎn)過程原理 本法使用的脫硫液為含有1，4-萘醌-2-磺酸銨（作為催化劑以符號NQ表示）的堿性溶液，堿源為焦?fàn)t煤氣中的氨。由于要利用煤氣中的氨，所以由鼓風(fēng)機(jī)送來的焦?fàn)t煤氣經(jīng)電捕焦油器捕除焦油霧后即進(jìn)入本裝置的脫硫塔。在脫硫塔中，當(dāng)焦?fàn)t煤氣與吸收液接觸時(shí)，煤氣中的氨首先溶解生成氨水：NH3 + H2O NH4OH 然后氨水吸收煤氣中的硫化氫和氰化氫，生成硫氫化銨和氰

3、化銨。硫氫化銨在NQ作用下析出硫： NH4OH + H2S NH4HS + H2O NH4OH + HCN NH4CN + H2O NH4HSSO3NH4OOH2ONH4OHSSO3NH4OHOH+ + 1塔卡哈克斯法脫硫脫氰原理 將含有硫氫化銨的吸收液送入再生塔底部，同時(shí)吹入空氣，在催化劑的作用下氧化再生。此時(shí)，硫氫化銨與氧在NQ作用下生成氫氧化銨并析出硫；氰化銨與硫反應(yīng)生成硫氰酸銨。 NH4HS + 1/2O2 NH4OH + S NH4CN + S NH4SCN NQ也進(jìn)行再生反應(yīng)，從還原態(tài)再生為氧化態(tài)。 再生時(shí)，還發(fā)生生成硫代硫酸銨的副反應(yīng)： NH4HS + 2O2 （NH4）2S2O

4、3 NH4HS + 2O2 + NH4OH （NH4）2SO4 + H2 SO3NH4OHOHSO3NH4OOH2O+1/2O2+ 1生產(chǎn)過程原理 此法的脫硫效率除與設(shè)備構(gòu)造、吸收液的循環(huán)量、脫硫塔內(nèi)煤氣的停留時(shí)間等有關(guān)外，主要與煤氣中的氨含量有很大關(guān)系。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際資料，入塔煤氣中NH3/H2S0.5（質(zhì)量比）時(shí)，脫硫效率有下降趨勢，為使脫硫效率保持在90%以上，此比值需保持在0.7以上。 再生反應(yīng)速度（HS-離子的減少速度）同催化劑濃度的平方根值（即 mol催化劑/m3)及再生氣體中氧的濃度成正比關(guān)系，同溫度成反比關(guān)系。 再生后的吸收液返回脫硫塔循環(huán)使用。在循環(huán)過程中，吸收液里逐漸積累了上

5、述反應(yīng)生成的硫磺、硫氰酸銨、硫代硫酸銨和硫酸銨等物質(zhì)。為使這些化合物在吸收液中的濃度保持一定，就需提取部分吸收液（提取量1.5m3/1萬m3煤氣）作為脫硫廢液送往廢液處理裝置予以處理。2工藝流程 如圖9-8所示，焦?fàn)t煤氣經(jīng)捕除焦油霧后，先進(jìn)入中間煤氣冷卻器由約50冷卻至36。中間煤氣冷卻器由預(yù)冷段、洗萘段、終冷段三段空噴塔組成。在塔下部的預(yù)冷段，煤氣由約50被直接冷卻到不析出萘的溫度，即約38。在塔中部的洗萘段，用含萘約5%的洗油噴灑，使煤氣中的含萘量降至約0.36g/m3，這一含量可保證煤氣在終冷段中無萘析出。洗萘富油的一部分送往粗苯工序處理。煤氣最后在塔上部的終冷段被冷卻至36，然后進(jìn)入脫

6、硫塔。圖9-8塔卡哈克斯?jié)穹摿蚬に嚵鞒?工藝流程 因中間煤氣冷卻器循環(huán)噴灑的氨水中含有萘、焦油霧及渣子等，所以需將其中一部分送至氨水澄清槽，再從氨水儲槽送來補(bǔ)充氨水。 脫硫塔為填料塔，焦?fàn)t煤氣從塔的下部進(jìn)入，與從塔頂噴灑的吸收液對流接觸，煤氣中的H2S、HCN、NH3即被吸收液吸收。出塔的焦?fàn)t煤氣送往硫銨工序。從塔底排出的吸收液用循環(huán)泵送入再生塔底部。再生塔為鼓泡塔，吸收液與空氣并流流動(dòng)，液中的硫氫根離子在催化劑作用下氧化而生成前述的各種銨鹽和硫磺。 經(jīng)過氧化再生的溶液具有吸收H2S的能力，使之從再生塔頂部自流返回脫硫塔頂部循環(huán)使用。為了保持各種銨鹽及硫磺在吸收液中不大于一定的濃度，部分吸收

7、液需自再生塔頂部自流至HIROHAX裝置，將硫磺及含硫銨鹽濕式氧化為硫銨。 從再生塔頂部排出的空氣（廢氣）送入第一洗凈塔，用硫銨工序來的硫銨母液洗滌以吸收廢氣中的氨，吸氨后的母液再送回硫銨工序。自第一洗凈塔出來的廢氣再進(jìn)入第二洗凈塔，在此用過濾水噴灑除去母液酸霧后，放入大氣中。洗滌水自塔底排出送往活性污泥裝置進(jìn)行處理。2工藝流程 在脫硫塔內(nèi)煤氣的空塔速度為0.49m/s，吸收液噴淋密度為59m3/m2.h，液氣比為33L/m3，每標(biāo)準(zhǔn)立方米煤氣需填料面積1m2，煤氣阻力約為90Pa/m填料。 本法不僅利用焦?fàn)t煤氣中的氨作為堿源，降低了成本，而且在脫硫操作中，可把再生塔內(nèi)硫磺的生成量限制在硫氰酸

8、銨生成反應(yīng)所需要的量，過剩的硫則氧化成硫代硫酸鹽和硫酸鹽。這樣，由于再生吸收液中不含固體硫，不僅改善了再生設(shè)備的操作，而且防止了吸收液起泡，減少了脫硫塔內(nèi)的壓力損失，避免了氣阻現(xiàn)象的發(fā)生。二希羅哈克斯（HIROHAX）濕式氧化法處理廢液 如圖9-9所示，自TAKAHAX裝置來的吸收液進(jìn)入接受槽，在此加入從氨水蒸餾裝置來的氨水，作為HIROHAX裝置所產(chǎn)生的硫酸的中和劑。當(dāng)氨水蒸餾裝置停工時(shí)，則加入所需數(shù)量的氣化液氨（氨氣）。為了防止設(shè)備腐蝕，同時(shí)將緩蝕劑也加入接受槽中，用供料泵將接受槽中的混合液升壓到8.8MPa，另混入8.8MPa的壓縮空氣，一起進(jìn)入換熱器與來自反應(yīng)塔頂?shù)恼羝麚Q熱，并在加熱器

9、內(nèi)用高壓蒸汽加熱到200以上，然后進(jìn)入反應(yīng)塔。圖9-9 希羅哈克斯?jié)袷窖趸ㄌ幚韽U液工藝流程二希羅哈克斯（HIROHAX）濕式氧化法處理廢液 在反應(yīng)塔內(nèi)，脫硫液中的硫化物被空氣氧化而變成硫酸或硫銨。這時(shí)，硫氰酸銨中的碳變成二氧化碳?xì)怏w，氮變成銨離子。 S + 3/2O2 + H2O H2SO4 （NH4）2S2O3 + 2O2 + H2O （NH4）2SO4 + H2SO4 NH4SCN + 2O2 + 2H2O (NH4)2SO4 + CO2 H2SO4 + 2NH3 (NH4)2SO4 反應(yīng)塔內(nèi)的反應(yīng)條件是：壓力6.9 7.4MPa，溫度273 295。在開工階段需短時(shí)間用外部高壓蒸汽（3

10、.9MPa）將脫硫液加熱至200以上。但由于上述反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，塔內(nèi)溫度會(huì)上升到約275。以后，可用反應(yīng)塔排出的廢氣與脫硫液進(jìn)行換熱，蒸汽加熱器可停止使用，僅用反應(yīng)放出的熱量即可滿足生成需要。二希羅哈克斯（HIROHAX）濕式氧化法處理廢液 經(jīng)氧化反應(yīng)后的脫硫液稱為氧化液（即硫銨母液），從反應(yīng)塔斷塔板處抽出，經(jīng)氧化液冷卻器冷卻后進(jìn)入氧化液槽，由此再用泵送往硫銨母液循環(huán)槽。從反應(yīng)塔頂引出的氣體用作加熱脫硫液的熱源，經(jīng)換熱器后成為氣液混合物，進(jìn)入第一氣液分離器進(jìn)行分離后，冷凝液經(jīng)冷卻器和第二氣液分離器再送至TAKAHAX裝置的脫硫塔，用作補(bǔ)充給水。廢氣送經(jīng)洗滌器和洗滌冷卻器冷卻后，送至TAKAHAX裝置的第一、第二洗凈塔，同再生塔廢氣混合處理。 脫硫廢液在此裝置中處理后，硫代硫酸銨完全氧化分解，硫氰酸銨分解率可達(dá)99%，經(jīng)濕式氧化裝置處理前后廢液的組成如表9-2所示。二希羅哈克斯（HIROHAX）濕式氧化法處理廢液 在脫硫塔前，煤氣含H2S4.9g/m3的情況下，采用此法所生成的硫酸量，可供生產(chǎn)硫銨所需硫酸量的60%以上。又由于焦?fàn)t煤氣中HCN中的氮生成了銨離子，所以硫銨的總產(chǎn)量也有所增加，由1.0% 1.2%增至1.3% 1.4%。 綜上所述，本法在脫硫及廢液處理的整個(gè)過程中，