IGCC2气化炉-净化.pptVIP

目前，使SO2和H2S残气在催化反应器之前进行加热的方法有3种。 ①换热器法 这时，从冷凝器出来的SO2+H2S残气在进入下一段催化反应器之前，与来自废热锅炉或前一段反应器的高温气体进行换热，以达到催化反应所需要的温度。 ②高温掺混法 把由废热锅炉出口引出的一股高温气体与由冷凝器出来的残气进行高温掺混，以达到下一段催化反应所需的温度。 ③再热炉法 这种方法是燃烧一定数量的酸性气体H2S+O2，或使用不含硫的CH4气进行燃烧，把燃烧生成的高温气体与由冷凝器出来的残气相掺混，以达到下一段催化反应所需要的温度。 * 催化反应器中使用的催化剂是天然矾土或活性氧化铝。 催化反应床层的温度较低时，将有利于提高SO2+H2S的转化率，但温度必须高于硫的蒸汽露点（30℃），以免有硫沉积到催化剂的表面上去。一般来说，第一级催化反应器可以采用较高的操作温度，如在200~400℃之间。这样，既可以提高反应速率，又有利于气相物质中存在的SO2和COS能水解成为H2S，以便提高硫的获得率。第二三级催化反应器的转化温度可以低一些，以保证最终的转化率。催化剂在其使用后期，可适当提高其操作温度，以弥补其活性的下降。 * 最后应该指出，酸性气体中倘若含有CO2、CS2、COS等物质，会使硫的转化率降低。这是由于会发生如下一些副反应的缘故。 * 倘若酸性气体中含有NH3，对于脱硫过程也会带来负影响。 因为在燃烧反应炉中，NH3会部分氧化成为NO，它能对气体中的SO2氧化成为SO3起催化作用。这是造成催化剂硅酸盐中毒的原因之一。未被燃烧的NH3在Claus装置的最冷部分，也会发生铵盐固体的沉积。这将危害系统的正常工作。 * （3）第三步：Claus装置之后尾气的处理 从Claus硫磺回收装置中出来的尾气中，硫的含量（主要是CO2+H2S）仍然可以高达1%~2%，它要比大气的排放标准高出100倍左右。为此，从Claus装置的尾气中进一步回收硫化物是完全必要的。 最常用的尾气处理方法是SCOT法。 * 实质上，它是一个低温条件下运转的回收硫的催化反应器。在该装置中用钴-镍型催化剂，使Claus尾气中的SO2、H2S、有机硫化物以及硫蒸气等，加氢催化转化成为H2S，然后用二异丙醇胺回收H2S。经再生后，把H2S送回Claus装置，参与硫的回收流程。经这样处理后，尾气中的残硫量可以低于300μl/L。最后经过焚烧炉的燃烧，使CO、H2S和NH3转化成为CO2、H2O和SO2等物质，可使硫的排放量满足环保标准的要求。在焚烧炉中H2S的燃烧率为99.99%；NH3的燃烧率为96.4%；CO的燃烧率为99%。 * 在催化剂的帮助下，Claus装置尾气中的SO2与硫蒸气能与还原性气体H2和CO进行以下化学反应。 * * * SCOT法中使用的在线燃烧炉1中，甲烷气体与不足量空气（完全燃烧空气量的70~80%）燃烧后，按下式生成CO+H2，即 * 由此生成的高温气体与Claus装置的尾气掺混，最后达到300℃。随后供到加H2转化器2中去。倘若掺混后的温度超过400℃，就要在燃烧炉的出口喷水冷却之。 * 去加H2转化器的气体中所含的H2量大约是理论耗H2量的170%。燃料CH4的耗量应根据此含H2量来加以控制。 SCOT法操作的要点是必须严格地控制加H2转化器的温度，不使超温。 * 通常，由吸收塔顶排出的H2S的含量可以达到50~100μL/L。 最后应该指出，一般常用的煤中，总是会在其灰分内含有一定数量的金属物质，如Pb、Ca、Na、K、V等，这些物质在气化炉内将转化成为气相的物质，而混杂与合成煤气之中。为此，在煤气的除灰过程中必须把这些有害的金属物质除净。幸运的是，这些混杂于合成煤气中的金属盐类的气相物质，一般在600℃之下都会凝聚为固态，因而，通过常温湿法除灰处理后，它们是能被清除干净的。 * 总结一下 * * * * * * * 通常气化剂用水蒸气、氧（空气）和CO2。 * 9.5 常温湿法煤气净化方法 除尘过程的原理与设备 脱硫过程的原理与设备 * 煤在气化炉中气化成为粗煤气时，原煤中所含的相当一部分灰分、硫分、氮分以及碱金属盐和卤化物等都会转移到粗煤气中去，它们将以不同尺寸的尘粒、H2S+COS*、NH3+HCN、Na盐和K盐的蒸气以及HCl+HF等形式存在于粗煤气中。这些有害物质若不除尽，不仅会导致后续设备的腐蚀、磨蚀和结垢，影响其使用寿命和工作可靠性，还会影响周围环境，造成污染问题。 * *COS 氧硫化碳 * * 通常，进入旋风分离器的粗煤气温度为200~250℃左右 进入MDEA等脱硫吸收塔时，无尘煤气的温度为38℃左右 文氏洗涤器后无尘煤气的温度为150℃左右 显然，使粗煤气从气化炉出口的高温状态逐渐降温至上述工作温