《栲胶脱硫工艺的综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《栲胶脱硫工艺的综述（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕 业 论 文设计题目： 栲胶脱硫工艺的综述 系 别: 生物化学工程系 专 业： 应 用 化 工 技 术 班 级: 2010 级 班 指导老师： 王 XX 姓 名： X XX 2013 年 5 月 18 日目 录一、绪论 .11.1 概述 .11.2 焦炉煤气净化的现状 .11.3 栲胶的认识 .11.4 栲胶法脱硫的优缺点 .21.5 设计任务的依据 .5二、生产流程及方案的确定 .5三、生产流程说明 .63.1 反应机理 .63.2 主要操作条件 .63.3 工艺流程 .73.4 主要设备介绍 .8四、结束语 .12五、致谢 .13参考文献 .141一、绪论1.1概述焦炉煤气粗煤气中硫化物
2、按其化合态可分为两类：无机硫化物，主要是硫化氢（H 2S） ，有机硫化物，如二硫化碳（ ） ，硫氧化碳（COS） ，硫醇（ ）和噻吩2CS25CHS（ ）等。有机硫化物在温度下进行变换时，几乎全部转化为硫化氢。所以煤气中硫4C化氢所含的硫约占煤气中硫总量的 90%以上，因此，煤气脱硫主要是指脱除煤气中的硫化氢，焦炉煤气中含硫化氢 815g/m 3，此外还含 0.51.5g/m 3氰化氢。硫化氢在常温下是一种带刺鼻臭味的无色气体，其密度为 1.539kg/nm3。硫化氢及其燃烧产物二氧化硫（ ）对人体均有毒性，在空气中含有 0.1%的硫化氢就能致命。煤2SO气中硫化氢的存在会严重腐蚀输气管道和设
3、备，如果将煤气用做各种化工原料气，如合成氨原料气时，往往硫化物会使催化剂中毒，增加液态溶剂的黏度，影响产品的质量等 1。因此，必须进行煤气的脱硫。1.2焦炉煤气净化的现状煤气的脱硫方法从总体上来分有两种：热煤气脱硫和冷煤气脱硫。在我国，热煤气脱硫现在仍处于试验研究阶段，还有待于进一步完善，而冷煤气脱硫是比较成熟的技术，其脱硫方法也很多。冷煤气脱硫大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两种方法，干法脱硫以氧化铁法和活性炭法应用较广，而湿法脱硫以砷碱法、A.D.A、改良 A.D.A 和栲胶法颇具代表性。湿法脱硫可以处理含硫量高的煤气，脱硫剂是便于输送的液体物料，可以再生，且可以回收有价值的元素硫，从而构成
4、一个连续脱硫循环系统。现在工艺上应用较多的湿法脱硫有氨水催化法、改良蒽醌二磺酸法（A.D.A 法）及有机胺法。其中改良蒽醌二磺酸法的脱除效率高，应用更为广泛。但此法在操作中易发生堵塞，而且药品价格昂贵，近几年来，在改良 A.D.A 的基础上开发的栲胶法克服了这两项缺点。它是以纯碱作为吸收剂，以栲胶为载氧体，以 为氧化剂。2NaVO基于此，在焦炉煤气脱硫工艺的设计中我采用湿式栲胶法脱硫工艺。1.3栲胶的认识栲胶是由植物的皮，果，茎及叶的萃取液熬制而成的。其主要成分为丹宁，约占 66%，以栲胶来配制脱硫液效果最佳。栲胶的主要成分为多种水解丹宁，是有许多结构相似的酚类衍生物所组成的多酚基化合物，由于
5、其含有许多活泼的烃基，所以具有很强的吸氧能力，在脱硫过程中起着载氧的作用 2。碱性栲胶脱硫液是由栲胶，碳酸钠及偏钒酸钠等主要成分构成的水溶液。栲胶水溶液在空气中易被氧化，即丹宁中较活泼的羟基易被空气中的氧氧化，生成醌态化合物。特别是当溶液的 pH 值大于 9 的时候，丹宁的氧化特别2显著。由于栲胶水溶液在较高浓度时成为典型的胶体溶液，并且在较低温度时容易出现及 沉淀，因此在配制脱硫液前必须对栲胶水溶液进行熟化预处理。即将3NaVO3HC含栲胶 2033g/L，Na 2CO3380133g/L 的栲胶谁溶液直接通蒸汽与空气，在 8090C的条件下氧化 1024h，破坏其胶性。然后加 及软水或稀氨
6、水，配制成含栲胶3NaVO1.02.6g/L，Na 2CO3 22.3g/L， 3.24 g/L, 22.5g/L 脱硫液，送入脱硫液3aHC储存槽，稀释后使用。脱硫过程中，酚类物质经空气再生氧化成醌态，因其具有较高电位，故能将低价钒氧化成高价钒，进而使吸收在溶液中的硫氢根氧化、析出单质硫。同时丹宁能与多种金属离子（如钒、铬、铝等）形成水溶性络合物；在碱性溶液中丹宁能用与铁、铜反应并在其材料表面形成丹宁酸性薄膜，因而具有防腐蚀作用。由于栲胶水溶液是胶体溶液，在将其配制成脱硫液之前，必须对其进行预处理，以消除共胶体性和发泡性，并使其由酚态结构氧化成醌态结构，这样脱硫溶液才具有活性。在栲胶溶液氧化
7、过程中，伴随着吸光性能的变化 3。当溶液充分氧化后，其消光值则会稳定在某一数值附近，这种溶液就能满足脱硫要求。通常制备栲胶溶液的预处理条件列举在表 1 中：表 1 制备栲胶溶液的与处理条件方法项目用 Na2CO3配制溶液栲胶浓度(gL -1) 1030碱度N 1.02.5氧化温度 7090空气量 溶液不翻出器外消光值 稳定在 0.45将纯碱溶液用蒸汽加热，通入空气氧化，并维持温度 8090，恒温 10h 以上，让丹宁物质发生降解反应，大分子变小，表面活性物质变成非表面活性物质，达到预处理目的。栲胶法脱硫工艺，将碱性栲胶溶液打入溶液循环槽，自循环槽出来，经过滤加压后进入系统的裂脱塔，吸收气体中的
8、 H2S，由裂脱塔出来的溶液进入裂脱再生塔，再生好的溶液由塔底流到溶液循环槽，经过滤加压循环使用。脱硫溶液从循环槽出来后经过滤加压送到变脱塔，吸收气体中的 H2S，由变脱塔出来的溶液进入变脱溶液再生塔，再生好的溶液由变脱再生塔出来，进入变脱溶液循环槽，再经过滤加压，如此循环使用。31.4 栲胶法脱硫的优缺点1.4.1优点栲胶法脱硫是目前工业化生产中应用较多的湿式脱硫方法，它本身有许多优越之处，但是与此同时，也存在着许多的不足。栲胶是聚酚类（丹宁）物质，可替代 A.D.A 作为载氧体，价格低廉，栲胶本身还是良好的络合剂，不需要添加酒石酸钾钠的络合剂。此法的吸收效果与 A.D.A 相近，且具有不容
9、易堵塞脱硫塔填料，栲胶资源丰富，价格便宜以及脱硫液活性好，性能稳定，腐蚀性小等优点。此外，脱硫效率大于 98，所析出的硫容易浮选和分离。栲胶法脱硫整个脱硫和再生过程为连续在线过程，脱硫与再生同时进行，不需要设置备用脱硫塔 4。煤气脱硫净化程度可以根据企业需要，通过调整溶液配比调整，适时加以控制，净化后煤气中 H2S 含量稳定。（1）栲胶资源丰富、价格低廉、无毒性、脱硫溶液成本低，因而操作费用要改良 A.D.A 法低。（2）脱硫溶液的活性好、性能稳定、腐蚀性小。栲胶本身既是氧化剂，又是钒的络合剂，脱硫溶液的组成比改良 A.D.A 法简单，且脱硫过程没有硫磺堵塔问题。（3）脱硫效率大于 98，所析
10、出的硫容易浮选和分离。（4）栲胶法脱硫整个脱硫和再生过程为连续在线过程，脱硫与再生同时进行，不需要设置备用脱硫塔。（5）煤气脱硫净化程度可以根据企业需要，通过调整溶液配比调整，适时加以控制，净化后煤气中 H2S 含量稳定。1.4.2缺点（1）配制脱硫液和往系统中补加时都要经过加热溶化制备过程。（2）设备较多，工艺操作也较复杂，设备投资较大。1.4.3硫化物对作为原料气生产工艺过程有何危害 （1）对催化剂的危害 硫使甲烷化催化剂，高（中）温变换催化剂，甲醇合成催化剂何氨合成催化剂的主要毒物之一，能使它们的活性和寿命降低；（2）对产品质量的危害 碳铵生产过程中，当变换气中硫化氢含量高时，在碳化母液
11、中积累增高。使母液粘度增大，碳铵结晶变油，不仅造成分离困难，同时，由于生成FeS 沉淀致使碳铵颜色变黑；（3）在尿素生产过程中，硫化氢进入尿素合成塔时会生成硫脲，污染尿素产品，降4低产品质量；（4）对铜洗操作的危害 铜氨液吸收硫化氢生成 CuS 沉淀，这种沉淀物颗粒很细，悬浮在溶液中导致溶液粘度增大，发泡性增强，铜耗上升，破坏铜洗系统的正常运行；（5）对金属腐蚀 硫化氢能使碳钢设备及管线发生失重腐蚀，应力腐蚀，氢脆和氢鼓泡，使设备及管线寿命减短；（6）对人体的毒害 硫化氢是强烈的神经毒物，接触人的呼吸道粘膜后，即分解成Na2S，加之本身的酸性对人体的呼吸道粘膜有明显的刺激作用。硫化氢经呼吸系统
12、进入血液中来不及氧化时就会引起会全身中毒反应，随硫化氢浓度的增加会造成呼吸麻痹，窒息以致停止呼吸而死亡 5。因此，为了提高企业最终产品质量和保持人们优良的生存环境，对粗煤气进行脱硫是非常必要的。1.4.4粗煤气脱硫系统的正常开车操作要点（1）检查各设备，管道，阀门，分析取样及电器，仪表等，必须正常完好。（2）检查系统内所有阀门的开关位置，应符合开车要求；（3）与供水，供电，供气部门及造气，压缩工段联系，作好开车准备；（4）将脱硫液成分调整在工艺指标范围内；（5）氨规程进行系统吹净，清洗，试漏和置换工作（系统未经检修处于保压状况下对的开车，不进行该项工作） ；（6）调净气柜出口水封积水；（7）开启各气体冷却塔和清洗塔进水阀，并调节好水量及各塔液位；（8）开启贫液泵进口阀，启动贫液泵，向脱硫塔打入脱硫液，并调节好液位；（9）开启富液泵进口阀，启动富液泵，向再生槽送液；（10）根据脱硫液循环量和再生液槽液位，调节好贫液泵，富液泵的打液量，并控制好贫液槽，富液槽液位计流量；（11）开启罗茨鼓风机，并调节好粗煤气流量；（12）根据粗煤气流量大小，调节好液气比。适当开启清洗塔，放空阀，焦炉煤气脱硫合格后，与压缩工段联系，并关闭放空阀，向压缩机一段送气；（13）根据再生槽的硫泡沫
