H2S、CO2同時脫除工藝,或脫硫脫碳聯合裝置排出的再生氣(酸氣)中的CO2和H2S都應回收利用,不論回收還是排放都需要脫硫。 酸氣脫硫工藝很多,本文僅介紹濕式氧化法酸氣脫高硫工藝。 1改良ADA法 1.1中間試驗 1979年3月,南京化工研究院,魯南化肥廠合作完成了改良ADA法脫除高濃度二氧化碳氣中高硫化氫中間試驗。 (1)工藝流程 見圖1

來自空壓機的CO2氣體和H2S發生器來的H2S在混合器內混合后,由雙級吸收塔下段噴射器進入,與貧液泵送來的脫硫液并流吸收,吸收后的雙相流體在分離段Ι分離,分離后的氣體進入上段噴射器,再與貧液泵送來的另一段貧液并流吸收,吸收后的雙相流體在分離段Ⅱ中分離,分離后的溶液與分離段Ι溶液匯合經富液泵送往再生塔,分離后的氣體放空。 再生塔底貧液經貧液槽,由貧液泵打回吸收塔。再生塔頂出來的硫泡沫溢流到過濾器,過濾得到的單質硫濾餅去處理。 (2)設備 吸收塔:吸收段φ45×3.5mm,上下段各7個噴杯(噴杯φ22/φ6 mm) 分離段φ108×4mm,噴杯氣速20m/s 總高 1800mm 再生塔 φ426×9×2400mm 貧液槽 φ625×9×700mm, 加熱段F0.76m2,冷卻段F0.76m2。 (3)試驗結果 氣量6.5Nm3/h;噴射器上、下段溶液量各0.3m3/h;溶液在吸收段與氣體接觸時間0.3秒;吸收塔底部反應停留時間2.5分鐘;再生停留時間25分鐘;脫硫液總堿度0.4N;ADA 4.5g/L;總釩3.16 g/L;NaHCO3/ Na2CO3=3.72;吸收、再生溫度35~40℃;再生吹風強度200m3/m2·h;吸收壓力1116~1840mmH2O;吸收塔壓降736~1690 mmH2O。

1.2美國TVA氨工廠Selexol酸氣處理裝置 1980年,美國田納西流域工程管理局(Tennessee Valley Authority)將其在Mlucte Shoals的合成氨廠改為60%以煤為原料,40%仍以天然氣為原料,在以煤為原料的工藝中 采用Selexol法代替原設計的低濕甲醇法脫硫脫碳。用改良ADA法處理Selexol酸氣。工藝流程如圖2。

Selexol吸收塔底排出的富液經中壓低壓閃蒸、汽提再生后的貧液返回吸收塔。汽提塔頂排出的汽提氣經汽提氣脫硫塔脫硫后排放。低壓閃蒸汽經閃蒸汽脫硫塔脫硫后送尿素裝置。

1.3 美國大平原煤氣廠低溫甲醇洗酸氣處理 美國大平原煤氣廠,3.89×106Nm3/d 人工天然氣,低溫甲醇洗凈化工藝。 低溫甲醇洗再生氣用改良ADA法脫除再生酸氣中的H2S。脫硫后H2S<100×106送鍋爐焚燒。1984年投產。 2 絡合鐵法 豐喜集團臨猗分公司100kt甲醇/a 變換氣脫硫采用工藝是南化集團研究院開發的位阻胺脫硫工藝,吸收硫化氫后的位阻胺溶液從再生塔再生出來的再生氣流量為6800m3/h。氣體成分中CO296%硫化氫質量分數濃度為15~45g/m3左右,絡合鐵脫硫運轉正常,出口H2S達到指標要求,運行以來,吸收塔壓差小于3kPa,沒有發現堵塔等現象。 工藝流程見圖3。

從變換脫硫系統來的再生氣壓力為0.068MPa(A),總量約為6800m3/h ,被0.6MPa絡合鐵脫硫液自吸進入噴射吸收塔上部,在噴射塔噴射器內兩相混合,并不斷的更新接觸面積,氣液兩相進入噴射塔下部分離器,氣相分離液滴后,進入填料塔下部填料吸收了硫化氫的尾氣,一部分送尿素分廠,一部分送液體二氧化碳站。 來自脫碳系統的再生氣壓力0.02MPa(A)氣量為3200m3/h 。進入填料塔上部填料與絡合鐵脫硫液逆流接觸經除沫后進入分離器,分離液滴后送尿素分廠,吸收了硫化氫的絡合鐵脫硫液進入填料下部,在下部填料繼續吸收脫硫再生氣中的硫化氫。 絡合鐵脫硫富液自噴射塔填料塔底部匯集進入富液槽,經富液泵打入噴射器,與自吸進入噴射器的空氣充分混合,經反應后進入再生槽,在再生槽內進一步氧化再生,再生后的貧液從再生槽上部溢流進入貧液槽,由貧液泵升壓送入噴射吸收塔﹑填料塔循環吸收。 再生槽內析出的元素硫懸浮在再生槽頂部的環形槽內,并溢流進入硫泡槽,再由硫泡沫泵送入過濾機回收硫黃。硫回收操作數據見表3:

主要消耗:蒸汽:~0.3t/h;去離子水:~0.3t/h;電:~150kw﹒h;絡合劑消耗:~0.08kg/kgS;堿耗:~0.16 kg/kgS。 3 Lo-CAT工藝 四川隆昌天然氣凈化廠2001年從美國引進了一套Lo-CATⅡ脫硫裝置。用以處理MDEA脫硫裝置解吸的酸氣。該凈化廠設計規模為4×104m3/d,壓力為3.0MPa,處理天然氣H2S含量加權平均值為3g/m3。 Lo-CAT脫硫裝置從美國USFiLter公司引進,由1臺酸氣分離器、1臺吸收氧化塔(含塔內槽件),硫黃過濾系統、2臺鼓風機(其中1 臺備用)、一套化學品補加系統、2個KOH貯罐組成。除吸收氧化器較大外,其余設備均可橇裝。2001年10月17日投運以來,運行平穩,外排尾氣H2S<10×10-6。 3.1酸氣組成 如表4
3.2設計參數 見表5 
3.3溶液組成 用45%的KOH溶液配成PH值為8~9的水溶液作吸收介質。 鐵氧化劑濃縮溶液(ARI-340),EDTA和多聚糖復合雙組分配合體配制成的絡合鐵溶液,是脫硫液的主催化劑。用于將液相HS﹣氧化為元素硫。其濃度控制在500×10-6左右。 絡合鐵穩定劑濃縮液(ARI—350),亮黃色液體,略帶氨味。用以提高絡合鐵溶液的穩定性。 表面活性劑(ARI—600),亮色液體,用來降低脫硫液表面張力使硫黃顆粒易于聚凝及沉淀。運行中連續添加。 細菌抑制劑(ARI—400),淺棕色液體。脫硫液中加入少量ARI—400,可抑制溶液中細菌的生成。細菌的生成會消耗ARI—350。 消泡劑(NaLCO EC9076A):當ARI—600添加過量?;瘜W品降解產物的存在都會引起溶液發泡。此時需加入消泡劑。 硫代硫酸鉀(ARI—360k),抑制絡合劑降解。只在裝置開車時投加,正常生產時副反應生成的硫代硫酸鉀足以達到所需的濃度。 緩蝕劑:如氫硫基苯并噻唑(C7H5NS2),濃度為0.02~0.2g/L。 表面活性劑又叫硫黃分散劑,加入再生槽后可使硫顆粒直徑由5μ以下增長到10μ以上。添加表面活性劑后硫顆?;驹?/span>45~70μm間。 3.4 運行數據 見表6 表6設計、運行數據



4 栲膠法 2005年武漢理工大學材料科學與工程學院,湖北雙環化工集團有限公司新產品開發部合作建立了一套模擬中試裝置,開展了栲膠法從模擬低溫甲醇洗酸氣中脫硫的研究,結果表明對于CO295%,H2S1.5%(22.5g/Nm3)的氣體采用栲膠法可將其中的H2S降到10×10-6以下,達到排放標準。

4.1工藝流程 見圖4 4.2主要設備 脫硫塔A 空塔DN250×8000mm,內裝6層噴頭,每個噴頭淋液量1.1m3/h,H500mm。 脫硫塔B 填料塔,DN250×15000mm,內裝φ25×25mm泵丙烯鮑爾環填料,分5段,填料每段高度1000mm。 再生塔 DN400×9500mm CO2壓縮機 4.3試驗條件 氣體由凈化CO2再生塔來,含CO2 99.8%,H2S由H2S鋼瓶提供,配成模擬酸氣CO2 99.5%,H2S 22.8g/m3。 脫硫液組成 氣體壓力 0.3MPa 氣體溫度 常溫 4.4 試驗結果 見表9

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