HPF氨法脱硫工艺.doc

1　HPF脱硫工艺介绍 　　HPF脱硫工艺是利用焦炉煤气中的氨作吸收剂，以HPF为催化剂的湿法氧化脱硫，首先把煤气中的H2S转化成硫氢铵盐，在空气的氧化下转化成元素硫，吸收液得到再生。反应式如下：(1) 吸收反应 　　NH3+H2ONH4OH 　　NH4OH+CO2HPFNH4HCO3　　NH4OH+H2SHPFNH4HS+H2O　　2NH4OH+CO2(NH4)2CO+H2O　　NH4OH+HCNNH4CN+H2O　　NH4CN+SNH4SCN(2) 再生反应　　　　　　　　　(3) 副反应　　2NH4HS+2O2(NH4)2S2O3+H2O　　2(NH4)2S2O3+O22(NH4)2SO4+2S↓　　HPF在脱硫和再生全过程中均有催化作用。工艺流程示意见图1。 1-1号脱硫塔; 2-2号脱硫塔; 3-1号再生塔; 4-2号再生塔;5-1号水封槽;6-2号水封槽; 7-1号反应槽; 8-2号反应槽;9-循环泵; 10-循环泵;11、12-液位调节器; 13-泡沫槽;14-熔硫釜; 15-中间槽; 16-冷却盘图1　HPF脱硫工艺流程图 　　此工艺流程基本与ADA脱硫相同。进入脱硫工段的煤气依次进入串联的空喷脱硫塔和填料脱硫塔，与脱硫液逆向接触，煤气脱除了H2S和HCN去脱氨；1号和2号脱硫塔有自己独立的再生系统，吸收了H2S和HCN的脱硫液分别送入各自对应的再生系统，在空气作用下溶液得到再生，循环使用；硫泡沫自流入泡沫槽，经搅拌澄清分层，进一步熔融生成硫磺产品。我厂脱硫主要工艺指标见表1。 表1　HPF脱硫生产控制指标一览表 工艺指标 单位 控制范围 煤气处理量 m3/h 13000～16000 煤气温度 ℃ ≤35 吸收前煤气含H2S g/m3 ≤10 吸收后煤气含H2S g/m3 ≤0.050 溶液循环量 m3/h (350～450)×2 再生空气量 m3/h (400～500)×2 脱硫液中游离氨 g/l 4～6 2　HPF脱硫工艺的开发 2.1　脱硫位置的选择　　我厂新焦炉原设计采用二级ADA脱硫工艺，煤气净化流程为：焦炉→集气管→横管式初冷器→风机→电捕焦油器→吸氨塔→预冷塔→空喷脱硫塔→填料脱硫塔→终冷塔→吸苯塔。　　焦炉投产时，考虑到以氨为碱源的脱硫工艺在我厂有多年经验，且ADA脱硫所产生废液无法处理，故在原ADA脱硫装置上采用了H法氨法脱硫，因此把脱硫改在了吸氨之前 ，煤气净化流程变为：初冷→风机→电捕→预冷→脱硫→脱氨→吸苯。　　经过工艺调整，以H为催化剂的氨法脱硫效率达到了90 %，但出口煤气含H2S仍高达500～800 mg/m3。2.2　催化剂的选择　　由于H法氨法脱硫效率低，塔后H2S含量仍很高，不能满足城市煤气要求，因此我们开始选择更好的催化剂。开始选用了PF复合催化剂，但脱硫效率不稳定，波动大，在此情况下我们又添加了H催化剂，脱硫情况好转。我们开始摸索HPF最佳配比，在其它操作条件不变前提下，找到了HPF复合催化剂的控制浓度和最佳配比，在此浓度配比下催化剂可发挥最大的催化活性，脱硫效率提高到了98 %以上。2.3　操作条件的优化　　(1) 温度：尽管HPF催化效果较好，高温天气下，氨挥发导致脱硫液中游离氨低于3 g/l，脱硫效率也受到影响。为了增加脱硫液中氨含量，要求温度尽可能低，最好使入塔煤气温度控制在25～35 ℃，这使吸收过程进行完全；通过实验还发现脱硫液温度在35～40 ℃时催化活性最大，再生过程可很快完成，而液温过高过低都不利于脱硫效率的提高。　　(2) 液气比：理论上讲溶液循环量越大越有利于脱硫的进行，因此我们逐渐加大循环量进行试验。发现当循环量大到液气比为33 %时，循环量再增加，效率的提高已不明显。故一般我们把循环量控制在450～500 m3/h，液气比为31 %～33 %。　　(3) 再生空气量：通过实验，我们发现空气量过小会使系统中硫泡沫太少；空气量过大又使硫泡沫太多，后系统来不及处理造成溢塔，这两者都会影响脱硫效果。最佳的再生空气量应使溶液的悬浮硫控制在1～1.5 g/l，因此空气量应在450～550 m3/h，而且压力要稳定。2.4　催化剂投加方式　　开始时投加催化剂，我们仅仅是称量后直接加入反应槽，后来发现这样做会使催化剂浓度不均匀而且流失严重。改进的投加方式为，称量好的HPF先于反应槽上方的溶解槽中充分溶解后，再连续滴加入脱硫系统中。这样系统中催化剂浓度比较稳定，脱硫效率才不发生波动，同时催化剂流失现象亦减少，一般催化剂消耗控制在P 1.5 kg/t*s，H 5～5.5 kg/t*s，F ～3 kg/t*s。 3　HPF脱硫的运行效果 　　从1997年下半年至今的运行情况来看，1997年7月至10月生