3.1.5 脱硫.ppt

3.1.5 原料气的净化（CO2,CO,S）Purification of synthetic gases 3.1.5.1 原料气的脱硫 1. 流程中脱硫位置与原料有关。用天然气或轻汽油脱硫时，为防止蒸汽转化催化剂中毒，预先将原料脱硫。用煤或重油氧化法制气过程，不需催化剂（原料中硫存在形式复杂），因此制气完成再脱硫。 2. 合成气不同用途对硫含量要求不一致。（了解） 干法脱硫主要有氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等。 1.氧化锌法 A氧化锌脱除有机硫的能力很强，可使出口硫含量0.1ppm，当原料气硫含量＜50×10-6时，仅用它一步脱硫就行了。若硫含量较高，可先用湿法，再用此法。 B可以脱除有机和无机硫。 温度选择 有机硫的脱除可认为是氧化锌对某些有机硫化物的热分解有催化作用，使之分解为碳氢化合物和硫化氢，硫化氢再被吸收。多数有机硫化物在400 ℃发生分解，因此脱除温度选在350－450 ℃ 。 而噻吩500多度也不分解，所以难脱除。 无机硫脱除选择在200 ℃左右。 脱硫效果影响因素 ZnO脱硫剂与催化剂一样，是多孔物质，脱硫反应在微孔内进行。因此其它条件一定时，孔容积越大，内表面越发达，脱硫效果越好。 硫容 每kg氧化锌脱硫剂能吸收H2S的kg数。氧化锌脱硫性能的好坏用硫容量表示。硫容范围：0.15－0.20 kg/kg。 优点: 氧化锌脱硫后，出口气体的含硫量一般小于1.0×10－6。 2. 活性炭法（脱除微量硫）再生 吸附法：利用活性炭选择性吸附的特性进行脱硫。对噻吩吸附作用较强。硫容小，限制。 催化法：将活性炭浸渍与铁、铜、镍、钴等金属盐的水溶液中制成的脱硫剂。将有机硫转变为无机硫被吸附。 氧化法：在氨的催化下，有机硫在活性炭表面进行氧化反应，产物被活性炭吸附。 3. 氧化铁法 基本原理：2Fe(OH)3+3H2S Fe2S3+6H2O 2Fe2S3+6H2O+3O2 4Fe(OH)3+6S（无机硫） 近年开发铁锰脱硫剂。可以使有机硫转化为无机硫，进而生成硫化铁，硫化锰等。 4. 钴钼加氢脱硫法（有机硫加氢转化法） 主要反应如下： RCH2SH+H2 RCH3 + H2S RCH2-S-CH2R′+2H2 RCH3 + R′CH3 +H2S COS+H2 CO +H2S 钴钼可以作为以上反应的催化剂。 操作温度一般在300 ~ 400℃,压力由不同催化剂而定，加氢量一般按照保持反应后气体中有5~10%氢为准。 注意:该操作只是脱硫预过程，后面还要串联其它脱硫方法,将上法中转化生成的H2S除去. 湿法脱硫 化学吸收法：弱碱性吸收剂吸收原料气中的硫化氢，吸收液含硫量增多(富液)，在温度升高和压力降低时在分解释放出硫化氢，解吸后的吸收液(贫液)循环使用。一乙醇胺法，二乙醇胺法，二甘醇胺法等。 OH-CH2-CH2-NH2+H2S (OH-CH2-CH2-NH3)· HS 如果待净化的气体中有COS或CS2 ，他们与乙醇胺形成降解产物，不能再生。氧的存在也会引起降解，固该法有使用范围。 物理吸收法：选择对硫化物溶解度大的液体做吸 收剂，吸收液在压力降低时释放出硫化物再生。 冷甲醇法等。 化学-物理法：具有物理吸收性能和化学吸收性能 的两类溶液混合在一起使用，脱硫效率较高。环、 丁砜-一乙醇胺法。 湿式氧化法：改良ADA法(改良蒽醌二磺酸法) 。 1. 反应原理 H2S+Q=S+H2Q H2Q+0.5O2=H2O+Q H2S+0.5O2=H2O+S 在再生塔中的反应为： 2ADA(还原态)+O2=2ADA(氧化态)+2H2O 2. 主要操作条件 （1）pH值 pH值上升，对吸收硫化氢有利，但对转化成单质硫不利。 （2）温度 温度上升，生成硫代硫酸盐的副反应加速，不利吸收。通常控制吸收温度为40-50℃. （3）压力 （4）再生空气用量 A:空气中的氧气满足氧化还原态的ADA的需要 B：吹风量还要能将产生的固体硫呈泡沫悬浮在液体表面，以便溢流回收。 （5）再生时间 30－40min，时间太长会增大再生器容积。 3. 工艺流程 硫化氢回收 湿法脱硫后，在吸收剂再生时，释放的气