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煤氣、焦爐氣脫硫、淨化、提氫技術及裝置
- 分類:研究成果
- 作者:
- 來源:
- 發佈時間:2010-12-03
- 訪問量:0
煤氣、焦爐氣脫硫、淨化、提氫技術及裝置
- 分類:研究成果
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一、焦爐煤氣脫硫方法
1、概述
煤氣、焦爐煤氣是重要的中高熱值氣體燃料,既可用於鋼鐵生產,也可供城市居民使用,還可作為原料氣用於生產合成氨、甲醇等產品,不論採用何種方式利用焦爐煤氣,其硫含量都必須降低到一定程度。
煉焦煤料中含有0.5%~l.2%的硫,其中有20%~45%的硫,以硫化物形式進入荒煤氣中形成硫化氫氣體,另外還有相當數量的氰化氫。焦爐產生的粗煤氣中含有多種雜質,需要進行淨化。焦爐煤氣中一般含硫化氫4~8g/m3,含氨4~9g/m3,含氰化氫0.5~1.5g/m3。硫化氫(H2S)及其燃燒產物二氧化硫(SO2)對人體均有毒性,氰化氫的毒性更強。氰化氫和氨在燃燒時生成氮氧化物(NOX),二氧化硫與氮氧化物都是形成酸雨的主要物質,煤氣的脫硫脫氰洗氨主要是基於環境保護的需要。此外,對軋制高質量鋼材所用燃氣的含硫量也有較高的要求,煤氣中H2S的存在,不僅會腐蝕粗苯系統設備,而且還會使吸收粗苯的洗油和水形成乳化物,影響油水分離。因此,脫除硫化氫對減輕大氣和水質的污染、加強環境保護以及減輕設備腐蝕均有重要意義。
2、焦爐煤氣脫硫方法
近幾年,鋼鐵企業的快速开展帶動了焦化行業的开展,其中隨着世界環保意識的加強,國內外焦爐煤氣脫硫脫氰技術得以迅速開發和改良,先後出現了乾式氫氧化鐵法、濕式鹼法、改良ADA法等脫硫方法。總的來說,煤氣的脫硫方法按吸收劑的形態,可分為干法和濕法兩大類。
1)焦爐煤氣干法脫硫技術
干法脫硫工藝是利用固體吸收劑脫除煤氣中的硫化氫,多採用固定床原理,操作簡單可靠,脫硫精度高,適用於低含硫氣體的處理,一般多用於二次精脫硫。但是由於氣固吸附反應速度較慢,因此該工藝運行的設備一般比較龐大,再者由於吸附劑硫容的限制,脫硫劑須更換,消耗量較大,脫硫劑不易再生,致使運行費用較高,勞動強度較大,同時不能回收成品硫,廢脫硫劑、廢氣、廢水需處理,因此,在大型焦化和鋼鐵行業,如果焦爐煤氣不進行深加工(如焦爐煤氣制甲醇),一般不考慮干法脫硫;中小型焦化廠主要採用干法工藝。
现在,干法使用的脫硫劑為氧化鐵、氧化鋅、氧化銅、氧化鈣、氧化錳、活性炭、分子篩以及複合氧化物,甚至還有近年來出現的第二代脫硫劑氧化鈰等,其中最常用的是鐵系和鋅系脫硫劑。
2)焦爐煤氣濕法脫硫技術
濕法工藝是利用液體脫硫劑脫除煤氣中的硫化氫和氰化氫,按溶液的吸收和再生性質又分為濕式氧化法、化學吸收法、物理吸附法和物理-化學吸收法。
濕式氧化法的特點是採用脫硫催化劑(或載氧體)在液相下進行氧化還原反應,使被弱鹼溶液吸收的硫化氫隨即被氧化成單質硫析出來,同時吸收液得到再生。該法是焦爐煤氣脫硫脫氰比較普遍使用的方法,其實質就是使HS-被氧化成單質硫;化學吸收法、物理吸附法和物理-化學吸收法三種方法主要用於天然氣和煉油廠的煤氣脫硫,不能直接回收硫磺,在焦爐煤氣脫硫脫氰中較少使用。
3、我公司使用DKT-6活性催化劑的濕式氧化法脫硫工藝
DKT-6活性催化劑的濕式氧化法,其主要特點是使用特製的活性劑複合鈦菁鈷磺酸鹽系催化劑,不但能脫除硫化氫,對有機硫及氰化物也有很好的脫除作用。採用常溫吸收脫硫-自吸式空氣氧化再生的封閉循環工藝。運用陆续在熔硫,生產硫磺的硫回收工藝。
DKT-6活性催化劑的濕式氧化法脫硫工藝,在常溫下吸收燃料氣煤氣中H2S,無需升溫解吸而取得付產硫,其運行成本低,綜合能耗低;該方法對被處理原料氣中H2S含量適應性範圍廣,經一級脫硫能確保淨化氣中的H2S含量小於100mg/Nm3;根據需要甚至可脫至50mg/Nm3。本方法加上特製活性脫硫劑,可大大減少脫硫副反應物的生成,能有效節省處理脫硫副反應物的投資,並大大減少其運行費用,降低生產成本。DKT-6活性催化劑有自清洗功能,可有效防止堵塔。
二、焦爐煤氣脫焦油、脫萘、脫苯
技術特點:
1、脫萘同時幾乎沒有單質硫析出,不會堵塞吸附劑微孔,再生溫度較低,約150℃就使吸附劑較完全再生。
2、用煤氣、氮氣再生吸附劑對吸附劑性能影響小,可頻繁再生吸附劑。
3、不需要處理再生廢水。
4、可利用變壓吸附解析氣作再生氣,不需要消耗氮氣和淨化煤氣,降低運行費用。

三、焦爐煤氣制氫
1、制氫流程簡述
雖然用於制氫的原料氣是經過淨化脫硫處理了焦爐煤氣,其雜質仍有一定含量,而焦爐煤氣本身組成複雜且產品氫純度要求高,因而本制氫裝置工藝流程有預處理工序。
2、技術指標
原料氣典型組成:
成分 |
CO |
CO2 |
H2 |
N2 |
O2 |
CH4 |
CmHn |
波動範圍(%) |
5.3 ~ 9 |
1.9 ~ 3 |
56.1~62 |
2.2 ~ 8 |
0.0~1.0 |
18~20 |
1.5~2.5 |
主要雜質成分及含量:
成分 |
H2S |
焦油 |
萘 |
NH3 |
苯 |
水份 |
含量(mg/m3) |
≤ 100 |
≤ 20 |
≤ 150 |
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