2023年脱硫工艺参数.docx

《2023年脱硫工艺参数.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年脱硫工艺参数.docx（76页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、2023年脱硫工艺参数 第一篇：脱硫工艺参数 1200MW石灰石/石膏湿法脱硫工艺参数设计 一 课程设计的目的 通过课题设计进一步稳固本课程所学的内容，培育学生运用所学理论学问进行湿法烟气脱硫设计的初步实力，使所学的学问系统化。通过本次设计，应了解设计的内容、方法及步骤，使学生具有调研技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备结构图、编写设计说明书的实力。 二课程设计课题的内容与要求 1根据给定的设计任务及操作条件，查阅相关资料，确定自选参数，进行工艺参数的计算； 2根据设计指导书及相关资料，计算系统工艺参数及主要设备设备尺寸；3编写设计说明书；4对设计结果进行分析。1.已知参数：1

2、校核煤质： Car=64%,Har=5%,Oar=6.6%,Nar=1%,Sar=0.4%,War=8%,Aar=16%,Var=15%2环境温度：-1 3除尘器出口排烟温度：1354烟气密度标准状态：1.34(kg/m3)5空气过剩系数：a=1.3 6排烟中飞灰占煤中不行燃组分的比例：16%7烟气在锅炉出口前阻力：800Pa8当地大气压力：97.86kPa 9空气含水标准状态下：0.01293(kg/m3)10基准氧含量：6%11按锅炉大气污染物排放标准GB13271-2023中二类区标准执行 烟尘浓度排放标准标准状态下：30(mg/m3)二氧化硫排放标准标准状态下：200(mg/m3)2.

3、设计内容： 1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫的浓度计算。2接受石灰石石膏湿法烟气脱硫。 3计算石灰石消耗量，石膏产量，并进行水平衡的计算。 4选择合适的液气比和空塔气速计算汲取塔塔径塔高并对喷淋系统，除雾器，浆液箱，石膏脱水系统进行计算。 5风机及电机的选择设计：根据脱硫系统所处理的烟气量，烟气温度，系统总阻力等计算选择风机种类，型号及电动机的种类，型号和功率。6编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案确实定，设计计算，设备选择和有关设计的简图等内容。课程设计说明书包括封面，书目,前言，正文，小结及参考文献等部分，文字应简明通顺，内容正确完好，书写工整，装订成册。 7图纸要求：脱硫系

4、统图一张A3。系统图应按比例绘制，标出设备管件编号，并附明细表。 前言 我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70%左右，这种局面在今后相当长的时间内不会变更。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤干脆燃烧开释出大量SO2，造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加，加大火电厂SO2的限制力度就显得特殊紧迫和必要。SO2的限制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫即烟气脱硫FGD，目前烟气脱硫被以为是限制SO2最行之有效的途径。目前国内外的烟气脱硫方法种类繁多，主要分为干法或半干法和湿法两大类。湿法脱硫工艺绝大多数接受碱性浆液或溶液作为汲取剂，技术比

5、较成熟，是目前运用最广泛的脱硫技术，根据汲取剂种类的不同又可分为石灰石/石膏法钙法、氨法、海水法等。其中钙法因其成熟的工艺技术，在世界脱硫市场上占有的份额超过80%。 截至2023年底，我国脱硫装机超过6亿千瓦，其中85%以上为湿法烟气脱硫，多存系统稳定性差，脱硫效率波动较大等问题。火电厂大气污染物排放标准GB13223-2023将执行200mg/m3的SO2排放浓度限值，且新建脱硫装置将不允许设置旁路，对脱硫装置性能与牢靠性要求极高。工艺介绍 本课程设计接受的工艺为石灰石-石膏湿法全烟气脱硫工艺，汲取塔接受单回路喷淋塔工艺，含有氧化空气管道的浆池布置在汲取塔底部，氧化空气空压机1用1备安装独

6、立风机房内，用以向汲取塔浆池供应足够的氧气和/或空气，以便亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙，形成石膏。 塔内上部烟气区设置四层喷淋。4台汲取塔离心式循环浆泵3运1备每个泵对应于各自的一层喷淋层。塔内喷淋层接受FRP管，浆液循环管道接受法兰联结的碳钢衬胶管。喷嘴接受耐磨性能极佳的进口产品。汲取塔循环泵将净化浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区。从锅炉来的100%原烟气中所含的SO2通过石灰石浆液的汲取在汲取塔内进行脱硫反应，生成的亚硫酸钙悬浮颗粒通过强制氧化在汲取塔浆池中生成石膏颗粒。其他同样有害的物质如飞灰、SO3、HCI和HF大部分含量也得到去除。汲取塔内置两级除雾器，烟气在含液滴量低

7、于100mg/Nm3干态。除雾器的冲洗由程序限制，冲洗方式为脉冲式。 石膏浆液通过石膏排出泵1用1备从汲取塔浆液池抽出，输送至至石膏浆液缓冲箱，经过石膏旋流站一级脱水后的底流石膏浆液其含水率约为50%左右，干脆送至真空皮带过滤机进行过滤脱水。溢流含35%的细小固体微粒在重力作用下流入滤液箱，最终返回到汲取塔。旋流器的溢流被输送到废水旋流站进一步分别处理。石膏被脱水后含水量降到10%以下。在其次级脱水系统中还对石膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，保证成品石膏中氯化物含量低于100ppm，以保证生成石膏板或用作生产水泥填加料掺合物优质原料石膏处理系统共用。 图1 石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺流程 三脱硫

8、系统各部分设计计算 1.热值与燃料量的计算 热值计算 Car=64%,Har=5%,Oar=6.6%,Nar=1%,Sar=0.4%,War=8%,Aar=16%,Var=15% 换算成枯燥无灰基的元素含量 Cdaf=84.2%，Hdaf=6.6%，Odaf=8.7%，Sdaf=0.5% Qda,fnet=33C9daf+103H0daf-10(9Odaf-Sda)f =34.4(MJ/kg) 换算成低位收到基发热量 Qar,net=Qdaf,net76 100 =25.8(MJ/kg) 全厂效率为38%，含硫量为0.4% 燃烧计算： mcoal=mcoal=Pel3.600 hHu2003.

9、600=73.4(t/h) 0.3825800 2.标准状况下理论空气量 =4.76(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY)Qa=6.80(m3/kg)Qa 3.标准状况下理论烟气量空气含湿量为12.93g/m3 =1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Q+0.79Qa+0.8NY Qs=7.35(m3/kg)Qs 4.标准状况下实际烟气量 +1.016(a-1)Qa Qs=QsQs=9.4(m3/kg) 留意：标准状况下烟气流量Q以m3/h计，因此，Q=Qs设计耗煤量 5.标准状况下烟气含尘浓度 dshAY C=QsC=2.58610-3(

10、kg/m3) 6.标准状况下烟气中SO2浓度 CSO22SY=106 Qs CSO2=862(mg/m3) SO2浓度的校准 基准氧含量为6% CSO2,at4.6%=CSO2,at6%CO2,air-CO2,4.6%CO2,air-CO2,6%21-4.6 21-6 CSO2,at6%=862(mg/m3) CSO2,at6%=942(mg/m3) 除硫效率为862-200=77% 8627.标准状况下SO2燃烧产量 mSO2=MSO2MS0.4%73.4=0.59(t/h) SO2的脱除量 mSO2,removal=mSO277%=0.45(t/h) 8.烟气中水蒸气密度 由志向气体状态方

11、程得 PVwater=nwaterRT nwater=PVwater RT nwate=rmwater Mwater r=mwaterPMwater9786018 =VwaterRT8.314272.151000 r=0.78(kg/Nm3) 9.烟气体积流量 Vflue,wVflue gaest=mcoalga Vfluegas,wet=7340(kg0/h)9.4(Nm3/kg)=6900(0Nm03/h) Vfluegas,dry=69000(01-0.08)3=6330(0Nm03/h) Vwater=5700(Nm03/h) 10.烟气质量流量 mflue,d=Vdryrflue,d

12、graysgra ye mflue,d(kg/h)=633000(Nm3/h)1.34(kg/m3)=848000grays mflue,w+mwat gaest=mflue,dgrayser mfluegas,wet=8480+040446=08920(0kg0/h) mwater=57000(kg/h)0.78(kg/Nm3)=4446(kg0/h) 11.汲取塔饱和温度计算 假定电除尘器出口温度为135 GGH出口温度为108 干烟气水含量 x1= x1=mwater mfluegas,dry44460=0.052 848000 在h,x图上，108和0.052的交点的焓h=248(kJ

13、/kg)。沿等焓线到饱和线可得到饱和温度T T=48 x2=0.077 mwat,vxwat,ienrl)emearpour=is(exdwat,oeurtl-ettflue,dgra ys mwater,vapourised=(0.077-0.05)28480(0kg0/h) mwater,vapourised=21200(kg/h) Vwater,saturation=mwater,vapourisedrwater,saturation=21200(kg/h)30.78(kg/Nm) Vwater,saturation=27000(Nm3/h) 12.汲取塔出口净烟气的计算 Vwat,vV

14、+rVwat,searpour,cilseeadn=gaswateeartura t Vwater,vapourised,cleangas=57000(Nm3/h)+27000(Nm3/h) Vwat,v84000(Nm3/h)earpour,cilseeadn=gas Vclean+Vwat,v,wgeat=sVinl,dertyearpour,cilseeadn g3 3Vclean,wgeat=s633000(Nm/h)+84000(Nm/h)3 Vclean,wgeat=s717000(Nm/h) 13.汲取塔烟气计算结果汇总 13.1汲取塔入口： Vwet=690000(Nm3/h)

15、 Vdry=633000(Nm3/h) mwet=892000(kg/h) mdry=848000(kg/h) Vwater=57000(Nm3/h) mwater=44460(kg/h) T1=108 O2=6%(dry) SO2=862(mg/m3) SO2,6%O2=942(mg/m3) 13.2汲取塔出口： Vwet=717000(Nm3/h) Vdry=633000(Nm3/h) mwet=913200(kg/h) mdry=848000(kg/h)Vwate=r84000(Nm/h) mwate=r65500(kg/h) T2=48 O2=6%(dry) SO2=200(mg/m3

16、) SO2,6%O2=219(mg/m3)14.废水流量的计算 假定烟气中HCl浓度CHCl,fluegas=46(mg/Nm3)HCl的去除率为98%废水中Cl-含量保持15(g/l) mcl-=0.98CHC,LflueVgdars y mcl-=28.5(kg/h) mwashwater=mcl-rwaterCcl- mwashwater=190(kg0/h) 15.工艺水消耗量 mwater=mwater,vapourised+mwashwater+mcrystalwater+mgypsum,moisture mwater=21200(kg/h)+1900(kg/h)+(kg/h)mw

17、ater=234841200(kg/h)1200(kg/h)0.1+36(g/mol)0.9172(g/mol) Vwater=23.484(m3/h)16.石灰石消耗量/石膏产量 1SO2+1CaCO3+2H2O+1/2O2CaSO42H2O+CO2 石灰石耗量 100(g/mol)0.59(t/h)77%=0.7(t/h) 64(g/mol)石膏产量 172(g/mol)0.59(t/h)77%=1.2(t/h) 64(g/mol) 17.石膏脱水石膏密度rgypsum=2.3(kg/l)，水的密度rwater=1(kg/l) 假定 汲取塔石膏浓度Cgypsum=13% 旋流器底流石膏密度

18、Cgypsun=50% 真空皮带机石膏浓度Cgypsum=90% 旋流器顶流石膏密度Cgypsum=3% 17.1石膏浆液密度计算 rs=rwater Cr-rgypsumgypsumwater1-100rgypsum1 132.3(kg/l)-1(kg/l)1-2.3(kg/l)100 rs= rs=1.07(9kg/l) 17.2旋流器底流密度计算 rs,hydrocyclone,underflow=1 502.3(kg/l)-1(kg/l)1-2.3(kg/l)100 rs,hydrocyclone,underflow=1.39(5kg/l) 17.3旋流器顶流密度计算 rs,hydro

19、cyclone,overflow=132.3(kg/l)-1(kg/l)1-2.3(kg/l)100 rs,hydrocyclone,overflow=1.017(kg/l) 17.4脱水石膏产量 mbeltfilter=mgypsumCgypsum,beltfilter=1200=1330(kg/h)0.9mgypsum=1200=240(kg0/h)0.mhydrocyclone,underflow=Cgypsum,hydrocyclone,underflowmhydrocyclone,underflow= Vhydrocyclone,underflow=rs,hydrocyclone,u

20、nderflow2400=1.72(m3/h)1.395 17.5汲取塔来石膏浆液计算 mfrom,absorbor=mhydrocyclone,underflow+mhydrocyclone,overf lmfrom,absorborCgypsum=mhydrocyclone,underflowCgypsum,underflow+mhydrocyclone,overflowCgypsum,overflow 联立以上方程组解得 mfrom,absorbor=1128(kg0/h) mgypsu=mmfro,ambsorbCergyps u mgypsum=1466(kg/h) mwater=m

21、from,absorber-mgypsum=11280(kg/h)-1466(kg/h)=9814(kg/h) Vfrom,absorber=mfrom,absorberrs=11280(kg/h)=10.45(m3/h) 1.079(kg/l)18.石灰石浆液供应 石灰石耗量mCaCO3=0.7(t/h) 假定石灰石浆液浓度CCaCO3=30% 石灰石固体密度rCaCO3=2.8(kg/l) 18.1石灰石浆液质量流量 msuspension=mCaCO3CCaCO3=0.7(t/h)=2.33(t/h)0.3 18.2石灰石浆液密度 rsuspen=sion31-100rwater CCa

22、COrCaCO-rwater3rCaCO3 rsuspension=1(kg/l)=1.24(kg/l) 302.8-11-1002.8 18.3石灰石浆液体积流量 Vsuspension=msuspensionrsuspension=2.33(t/h)=1.88(m3/h) 1.24(kg/l) 19.浆液池尺寸设计 假定浆液停留时间Dt=2h 浆液灌体积 Vtakn=VsuspensDt nio Vtakn=1.882=3.76m3 D=(0.89Vtank)1/3=1.5m H=1.5D=2.25m 20.滤池箱尺寸设计 假定滤布冲洗水量mwater,beltfilter=5(t/h)以

23、50的石膏质量流量作为石膏冲洗水量 20.1滤液量 mwat,e+lmfirltr=atmewat,beerltfitewrat,weras h mwat,efirltr=at5e+0.6=5.6(t/h) Vwat,e5e.6(m3/h)firltrat 假定滤液箱停留时间Dt=1h 20.2滤液箱容积 Vtakn=Vwat,eDfirltratte=5.61=5.6m D=(0.89Vtank)1/3=1.7m H=1.5D=2.55m 21.汲取塔尺寸的设计 21.1循环浆液流量 烟气流量Vwet=690000(Nm3/h) 二氧化硫浓度CSO2=942(mg/Nm3) 二氧化硫脱除率7

24、7 假定液气比L/G=12(l/Nm3) 汲取塔出口净烟气温度T2=48 273.15+48Vclean Vwe,atctu=al,wgea ts273.15273.15+4871700=084300(Nm03/h)=234(Nm3/s) Vwet,actual=273.15 循环浆液流量 L/G12=843000=1011(6Nm3/h) Q循=Vwet,actual10001000设计喷淋塔层数为3 每层循环浆液流量 Q单循=Q循n=10116=3372(Nm3/h)=0.937(Nm3/s)3 21.2汲取塔直径 假定汲取塔烟气流速w=3.7(m/s) d=4Vwe,atctual423

25、4=9.0m pwp3.7 21.3汲取塔循环区体积 假定循环浆液停留时间t=4.3min Vabsorbersump=21.4汲取塔总高 浆液池位高度 H1=4VabsorbersumpQ循t60=101164.3=725m3 60pd2=4725=11.4m 2p9.0 另外考虑到因注入氧化空气引起的汲取塔浆液液位波动，浆液液位高度增加0.5m，取H1=12m 浆液液面距入口烟道高度H2 考虑到浆液鼓入氧化空气和搅拌时液位有所波动；入口烟气温度较高、浆液温度较低可对进口管底部有些降温影响，加之该区间需接近料管，H2一般定位800mm1300mm范围为宜。此处H2取1.2m 进口烟道高度H3

26、=4m 进口烟道顶部距底层喷淋层高度H4=2.5m 喷淋层区域高度H5 设计喷淋层之间的间隔2m，喷淋层数3层 H5=22=4m 除雾区高度H6 H6=4m 出口烟道高度：H7=3m 汲取塔总高H= H1+ H2+ H3+ H4+ H5+ H6 +H7=30.7m 22.喷淋层设计 单层喷淋层浆液流量Q单循=3372Nm3/h=937(L/s) 假定喷嘴流量为5(L/s) n=937=187.4取整为188 5L/s5Q单循 假定单管可选最大直径Dmax=0.06m，喷淋管内最大流速Vmax=15m/s 单喷管最大流量 pp Qmax,s=D2maxVmax=0.06215=42.4(L/s)

27、 4单喷淋层主喷管数 Q单循N=int Qmax,s937+1=int+1=23 42.4 23.除雾器冲洗覆盖率 设计喷嘴数量n为90，喷射扩大角为90，除雾器有效流通面积A为100m2，冲洗喷嘴距除雾器外表垂直距离0.8m nph2tg2a90p0.821100%=100%=181% 冲洗覆盖率= A100 24.烟道尺寸设计 24.1净烟气烟道直径 假定烟气出口流速w=18(m/s) d=4Vwe,atctual4234=4.1m pwp18 24.2原烟气烟道直径 273.15+13569000=0286(Nm3/s) Vactual=273.1 d=4Vactual4286=4.5m

28、 pwp18 25.增压风机烟气设计流量计算 假定风机入口烟气温度Tfan,in=135，100%BMCR工况下风机入口处湿烟气流量 Qfan,in=690000(Nm3/h) Qfan,in,act=1.1Qfan,inTfan,in+10+273.15 3600273.15 Qfan,in,act=323(Nm3/s) 26.增压风机总压损 假定汲取塔压损10mbar，GGH压损12mbar,烟道压损7mbar 考虑20%的裕量DPd=34.8，取35mbar=3500Pa 27.电机功率Pf,d 假定风机效率h1=85%，电动机效率hd=80% 增压风机所需功率Pf=Qfan,inDPd

29、102h1=3233500=1304KW 1020.85 Pf,d=Pfhd=1304=1630KW 0.8 28.三台循环泵轴功率计算 28.1有效功率 三台浆液循环泵的扬程分别为Hpump,1=20m，Hpump,2=22m，Hpump,3=24m Pe,1=rsuspensiongQ单循Hpump,11000=12409.80.93720=228KW 100012409.80.93722=250KW 100012409.80.93724=274KW 1000 Pe,2=rsuspensiongQ单循Hpump,21000= Pe,3=rsuspensiongQ单循Hpump,31000=

30、28.2循环泵的轴功率P 假定循环泵的总效率h=80% P1=Pe,1hPe,2=228=285KW 0.8250=313KW 0.8 P2=h= P3=Pe,3h=274=343KW 0.829.电机参数l 选用循环泵电机额定功率需考虑标准值10%以上裕量 l1=1.1P1=314KW l2=1.1P2=344KW l3=1.1P3=377KW 30.氧化风机 空气流量 假定汲取塔喷淋区域的氧化率为60% 浆池内氧化量S=(Vdry,inSO2,6%O2,in-Vdry,outSO2,6%O2,out)10-6 S=(633000942-633000219)10-6 S=8.17(kgmol

31、/h) 假定通氧效率hO2=30% 所需空气流量Orep=8.1722.41=1453(Nm3/h) 20.210.31-0.6 22.41-0.6 22.4根据阅历，考虑溶解盐12.1%，则空气流量为14532.0526=2982(Nm3/h)此处设计选用一台风机，因此风机空气流量2982(Nm3/h) 课程设计心得 本次设计是关于石灰石/石膏湿法脱硫工艺参数工艺设计，在这里首先感谢两位老师的悉心指导与大力关心！ 火电厂接受烟气脱硫技术无疑是削减SO2排放的一个有效措施。然而，电厂脱硫系统的投资和运行费用特别昂扬，一是内因，即目前引进的脱硫技术及设备费很高，这可通过国产化来降低；二是外因，即

32、在脱硫技术的选用、设计及运行上存在着许多不合理之处，使得脱硫系统投资、运行费用增高，这需要对选定的脱硫系统进行认真、细致的优化。 我国应加快对已有技术的消化汲取，实现脱硫技术和设备的国产化，并开发出具有自主学问产权的脱硫 技术，这是我国推广应用脱硫技术限制SO2 排放的必由之路。进行脱硫系统的设计和运行优化，将使脱硫系统投资运行费用大大减低，并增加机组和脱硫 系统本身的平安牢靠性。 通过这次设计，使我对脱硫系统工业的进展前景有了更深的相识，而且对其整个流程有了更加全面的了解。最重要的是，我更深刻的相识到我还有很多需要学习的地方，在各方面还有很多可以改良的空间。 参考文献 1郝吉明，马宽阔主编大

33、气污染限制工程北京：高等教化出版社，20232钟秦，王娟等编化工原理北京：国防工业出版社，20233吴忠标主编好用环境工程手册大气污染限制工程北京：化学工业出版社，20234熊振湖，费学宁等编大气污染防治技术及工程应用北京：机械工业出版社，20235GBl327120236何争光主编大气污染限制工程及应用实例北京：化学工业出版社，20237风机样本各类风机生产厂家 其次篇：合成氨脱硫工艺 合成氨脱硫工艺比较及进展趋势 前言 本论文以“合成氨脱硫工段工艺及进展方向为题绽开表达。对合成氨和脱硫工艺的进展概况进行了概述。着重具体介绍了脱硫工段的工艺流程、工艺条件、生产原理、技术指标等内容。编写本设计

34、总的指导思想是：理论联系实际、简明易懂、经济好用。本书在编写过程中得到河北化工医药孙娜老师的指导，在此表示诚心感谢。由于编者自身的学问水平和相识水平的有限，书中错误与不妥之处，恳请读者指责指正。 书目 第一章 总 论 概 述 其次章 脱硫方法分类及其基本原理 1、脱硫方法的分类 2、干法脱硫 3、湿法脱硫 4、PDS法 5、其他脱硫方法 第三章 脱硫工艺的进展 第四章 平安操作及留意事项 第五章 三废治理及利用 第一章 脱硫方法分类及其基本原理 第一节 总 论 概 述 氨是重要的化工产品之一，用处很广。在农业方面，以氨为主要原料可以生产各 种氮素肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢氨、氯化铵等，以及各

35、种含氮复合肥料。液氨 本身就是一种高效氮素肥料，可以干脆施用。目前，世界上氨产量的 85%90%用于 生产各种氮肥。因此，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着重要的作用。合成氨工业对农业的作用实质是将空气中游离氮转化为能被植物汲取利用的化合态 氮，这一过程称为固定氮。氨也是重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含 氮无机盐等工业。将氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要 原料。生产火箭的推动剂和氧化剂，同样也离不开氨。此外，氨还是常用的冷冻剂。合成氨的工业的快速进展，也促进了高压、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、低温等科学技术的进展。同时尿素的

36、甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是 在合成氨工业的基础上进展起来的。所以合成氨工业在国民经济中占有特别重要的地 位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。在合成氨工业中，脱硫倍受重视。合成氨所需的原料气，无论是自然气、油田气 还是焦炉气、半水煤气都含有硫化物，这些硫化物主要是硫化氢H2S、二硫化碳CS2、硫氧化碳COS、硫醇RSH和噻吩C4H4S等。其中硫化氢属于无 机化合物，常称为“无机硫。自然气中硫经物的含量标准状态一般在 0.515g/ m3 的范围内，有机硫以硫 醇为主，在气田经过粗脱磙处理后的自然气，硫化物的含量标准状态20100mg/ 在 m3 左右。 合成氨在生

37、产原料气中硫化物虽含量不高，但对生产的危害极大。腐蚀设备、管道。含有 H2S 的原料气，在水分存在时，就形成硫氢酸HSH，腐蚀金属设备。其腐蚀程度随原料气中 H2S 的含量增高而加剧。使催化剂中毒、失活。当原料气中的硫化物含量超过确定指标时，硫化物与催 化剂活性中心结合，就能使以金属原子或金属氧化物为活性中心的催化剂中毒、失活。包括转化催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、合成氨催化剂等。 脱硫的任务是除去原料气中的各种硫化物，同时硫是一种重要的资源，应加以回 收和利用。因此，无论原料来源如何，合成氨原料必需首先脱硫。 其次节 脱硫方法 干法脱硫 干法脱硫系指接受固体汲取剂或吸附剂以脱除硫化

38、氢或有机硫。常见的干法脱硫有：氧化铁法、活性炭法、钴-钼加氢和氧化锌法等。由于固体脱硫剂硫容量单位质量脱硫剂所能脱除硫的最大数量有限，一般适用于脱低硫且反应器体积较浩大。假如原料气中硫含量较高，汲取剂运用周期短且因再生频繁，操作费用大而变的不利。 活性炭脱硫：活性炭脱除硫化氢的原理。当含有硫化氢和确定比例的氧的煤气，在氨的催化作用下，通过装有活性炭的吸附器时，硫化氢在活性炭的外表上被氧化成单体硫。其反应式为：2H2S+O2=2H2O+2S+Q.氨的作用：它的存在可以激发活性炭的外表能量，从而使硫化氢的吸附成为化学吸附，处于吸附状态并被活化的硫化氢与氧反应生成单体硫，活性炭外表的活化中心得以再生

39、。 活性炭的再生：在吸附器内硫化氢与氧反应生成的硫被活性炭吸附，当吸附的硫量到达确定程度后，其活性外表被覆盖，以致失去活性，此时需要再生。湿法脱硫 虽然干法脱硫净化度高，并能脱除各种有机硫化物，但硫化剂难于或不能再生，且系间歇操作，设备浩大。因此不适于用作对大量硫化物的脱除。 接受溶液汲取硫化物的脱硫方法通称为湿法脱硫。适用于含大量硫化氢气体的脱除。其优点之一是脱硫液可以再生循环运用并回收富有价值的硫磺。 湿法脱硫方法众多，可分为化学汲取法、物理汲取法和物理-化学汲取法三类。常见的有碳酸钠、氨水和醇胺溶液等汲取硫化氢的方法属化学汲取法；用冷甲醇汲取硫化氢的方法属物理汲取法。依再生方式又可分为循

40、环法和氧化法。循环法是将汲取硫化氢后的富液在加热降压或气提条件下解吸硫化氢。氧化法是将汲取硫化氢后的富液用空气进行氧化，同时将液相中的HS氧化成单质硫。其过程示意如下： 载氧体氧化态+HS=载氧体还原态+S 1载氧体还原态+O2空气=载氧体氧化态+H2O 2上述过程是在催化剂的作用下进行的。工业上运用的催化剂有对苯二酚、蒽醌二磺酸钠简称ADA、萘醌、栲胶和螯合铁等。 其次章 国内常用脱硫工艺 目前的脱硫工艺主要有 ADA 法、栲胶TV法、PDS 法、碱液催化法、等。1ADA 法蒽醌二磺酸钠法，Stretford该法以钒作为脱硫的基本催化剂，接受蒽醌二磺酸钠(ADA)作为 还原态钒的再生氧载体，

41、以碳酸盐为汲取液。目前全世界内有近1000 套装置在运行。该方法需要进一步改良之处有： 悬浮液中硫颗粒小，硫回收困难； 由于副产物的存在使化学药剂消耗量大； 脱有机硫和氰化氢的效率差； 有害废液处理困难，易造成二次污染； 设备腐蚀严峻； 有细菌积累。针对上述问题，通过向脱硫液中加入酒石酸钾钠，少量 FeCl3 和 EDTA 螯合剂起阻挡钒酸盐沉淀和稳定溶液的作用而形成了改进的 ADA 法南化集团探讨院，ADA 法正在被新的高效脱硫法所取代。2栲胶TV法 栲胶脱硫法是我国特有的脱硫技术，包括碱性栲胶脱硫橡碗栲 胶和偏钒酸钠和氨法栲胶。栲胶脱硫主要是利用自然栲胶中存在的多羟基芳烃化合物所存 在的酚

42、式及醌式结构互变，再利用偏钒酸钠进行氧化还原来实现脱硫 的。其特点是资源丰富，价廉易得，运行费用比改进 ADA 法低，脱硫 液腐蚀性小，脱硫效果较好，基本上无硫堵塔问题，但栲胶需熟化处 理，脱硫废液存在钒污染。3PDS 法 PDS 是东北师范高校开发的一种新型脱硫催化剂，活性物质为双 核酞菁钴磺酸盐，同时加入助催化剂和碱性物质。该法特点是：脱硫 效率高，只需 ppm 浓度级的催化剂即可，无毒； 生成得单质硫颗粒大，易分别；可脱除部分有机硫。该方法缺乏之处是有时脱硫效率不太稳 定，绝大部分时间需要复配其它成分一起运用。4碱液催化法 碱液催化法脱硫工艺过程比较简洁、技术成熟、本钱较低，特殊 适合较小规模合成氨