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1、摘 要煤气是重要的中高热值气体燃料，既可用于钢铁生产，也可供城市居民使用，还可作为原料气用于生产合成氨、甲醇等产品，不论采用何种方式利用焦炉煤气，其硫含量都必须降低到一定程度。焦炉煤气中一般含硫化氢48g/m3，含氨49g/m3，含氰化氢0.51.5g/m3。硫化氢（H2S）与其燃烧产物二氧化硫（SO2）对人体均有毒性，氰化氢的毒性更强。氰化氢和氨在燃烧时生成氮氧化物（NOX），二氧化硫与氮氧化物都是形成酸雨的主要物质，煤气的脱硫脱氰洗氨主要是基于环境保护的需要。此外，对轧制高质量钢材所用燃气的含硫量也有较高的要求，煤气中H2S的存在，不仅会腐蚀粗苯系统设备，而且还会使吸收粗苯的洗油和水形成乳
2、化物，影响油水分离。因此，脱除硫化氢对减轻大气和水质的污染、加强环境保护以与减轻设备腐蚀均有重要意义。为了预防或减少煤燃料对环境和人体健康带来的危害，必须脱去煤气中的硫。然而从企业的角度来看，在选择煤气净化工艺时，应结合企业自身情况和煤气用途以与脱硫目的，从投资、运行费用、环境、净化指标、设备材质、控制要求和产品结构等诸多方面进行综合分析比较，选择合适的煤气脱硫催化剂。研究表明：氧化铁脱硫剂时最适合该生产工艺的催化剂。关键词：煤气，干法脱硫，催化剂The choice of Gas Desulfurization Catalyst in Ten Thousand Tons AnnualAbst
3、ractGas is theimportant high calorific gasfuel, not only for iron and steelproduction, but also for urban residents needs,besides ,it can be usedto produce synthetic ammonia as raw matirial, methanol and other goods.The content of sulfur must be reduced to some extent,regardless of using coke oven g
4、as in any ways. Coke oven gas generallycontains hydrogen sulfide 4 8g/m3, ammonia 4 9g/m3, including Hydrogen Cyanide 0.5 1.5g/m3.Hydrogen Sulfide (H2S) and its combustion products,Sulfur Dioxide(SO2) are toxic to humans, less thanHydrogen Cyanide. Nitrogen oxides are the combustion products of Hydr
5、ogen Cyanide and Ammonia , which are the main factors to cause the acid rain as well as Hydrogen Sulfide , cyanide gas desulfurization and ammonia washing is mainly based onthe need of environmental protection.In addition, there are high requirements for the content of sulfur in production of high-q
6、uality rolled steel.The presence of H2Sin fuel gas , not only cauterizes benzene system equipment, but also makeswashoil and water absorbing benzene form emulsion ,preventing oil-water separation. Therefore, its important for the removal of hydrogen sulfide to reducie air and water pollution ,enhanc
7、e environmental protection and to reduce equipment corrosion.In order to prevent or reduce the damage of coal fuel on the environment and harm human health, gas in the sulfurmust be taken off . However, for a company, when making a choice on the gas purification process ,they shouldcombine with thei
8、r own situation and the use of gas , as well as the purpose of desulfurization, and select the appropriate gas desulfurization catalyst bycomprehensive analysis and comparison from the investment, operating cost, the environment, cleaning indicator, equipmentmaterials, control requirements, product
9、structure and many other aspects.The research show thatiron oxide desulfurization is the most suitablecatalyst in the production process.Key words: gas；dry desulfurization；catalyst目 录摘 要IAbstractII目 录IV1 前言11.1 论文的研究意义和目的11.1.1 论文的研究意义11.1.2 论文研究的目的21.2 煤气脱硫工艺21.2.1 脱硫方法的分类21.2.2 干法脱硫技术21.2.3 干法脱硫的优
10、缺点31.3 干法脱硫剂41.3.1 铁系脱硫剂41.3.2锌系脱硫剂51.3.3其他脱硫剂51.4 几种常用脱硫剂的作用原理与其特点61.4.1 氧化铁脱硫剂61.4.2 氧化锌脱硫剂61.4.3 活性炭脱硫剂72 计算部分92.1 计算所需一些特性数据92.1.1 几种常见脱硫剂的特性数据92.1.2 要求脱硫的煤气的主要成分与其百分含量102.2 干法脱硫的流程示意图112.3 关于脱硫剂用量与周期的计算112.3.1 预脱硫塔中脱硫剂用量与周期的计算122.3.2 精脱硫塔中脱硫剂用量与周期的计算132.3.3 脱硫剂的成本核算142.3.4 脱硫剂的填装计算143 结果分析与讨论17
11、3.1 计算得出数据对比173.2 结论173.3 对该设计的一些问题的分析17参考文献19致 20 / 1 前言能源是人类赖以生存和发展的基础，随着人们对环境保护与保证企业最终产品质量意识的提高，人们对能源的洁净利用日趋重视。发生炉煤气作为我国主要能源之一，是煤炭的一种洁净利用方式，在我国的玻璃、建材、化工、机械、耐火材料等行业被广泛的应用，近年来，人们对煤气净化程度的认识已经不止是煤气中的含尘量、含焦油量和含水量等的概念，人们开始更加重视煤气中的含硫量。煤气中H2S的脱除程度已成为其洁净度的一个重要指标1。干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢，多采用固定床原理，操作简单可靠，脱硫
12、精度高，但处理量小，适用于低含硫气体的处理，一般多用于二次精脱硫。但是由于气固吸附反应速度较慢，因此该工艺运行的设备一般比较庞大，再者由于吸附剂硫容的限制，脱硫剂更换频繁，消耗量大，而且脱硫剂不易再生，致使运行费用增高，劳动强度大，同时不能回收成品硫，废脱硫剂、废气、废水严重污染环境，因此，在大型焦化和钢铁行业，如果焦炉煤气不进行深加工（如焦炉煤气制甲醇），一般不考虑干法脱硫；中小型焦化厂主要采用干法工艺。煤气干法脱硫技术应用较早，最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术，之后，随着煤气脱硫活性炭的研究成功与其生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始被广泛应用2。目前，干
13、法使用的脱硫剂为氧化铁、氧化锌、氧化铜、氧化钙、氧化锰、活性炭、分子筛以与复合氧化物，甚至还有近年来出现的第二代脱硫剂氧化铈等，其中最常用的是铁系和锌系脱硫剂。1.1 论文的研究意义和目的1.1.1 论文的研究意义焦炉煤气由焦化企业炼焦生产时产生。从焦炉集气管流出的煤气称为荒煤气，其硫化氢含量与装炉煤料的全硫量有关。一般干煤全硫的质量分数为05-12，其中有20-45转到荒煤气中，煤气中95以上的硫以硫化氢形态存在，其他为有机硫。硫化氢在煤气中的质量浓度一般为3g，标m3干煤气15旆m3干煤气。煤气中所含的硫化氢是极为有害的物质，因而煤气脱硫就有十分重要的意义：(1)可以防止设备的腐蚀。减少设
14、备维修费用，降低生产成本，提高回收产品的质量和产量。(2)提高焦炉煤气的品质，减少焦炉煤气燃烧后产生的污染。煤气脱硫可以有效降低煤气燃烧后产生的二氧化硫等有害物质，保护周围的环境。(3)降低钢铁企业用煤气中硫化氢的含量可以使钢铁企业生产出优质钢材。(4)回收后的硫磺可用于医药、化工等领域，随着行业的发展，需求量会进一步加大3。1.1.2 论文研究的目的煤气的干法脱硫是一种精脱硫工艺，在干法脱硫中选用一种最为恰当的脱硫剂能满足企业对煤气的净化要求同时能为企业尽量的节省人工与成本，同时根据脱硫剂脱除的硫的成分不同和脱除的标准的不同满足不同行业对煤气的需要。1.2 煤气脱硫工艺1.2.1 脱硫方法的
15、分类近几年，随着钢铁企业的快速发展，焦化行业也形成了飞速发展的趋势，国外煤气的脱硫脱氰技术也随着世界环保意思的加强而加快了其技术的更新换代，先后出现了干式氢氧化铁法、湿式碱法、改良ADA法等脱硫方法。总的来说，煤气的脱硫方法按吸收剂的形态可分为干法和湿法两大类4。由于该设计要求的煤气含量标准极高，只有干法脱硫能达到，所以该设计只能选用干法脱硫。1.2.2 干法脱硫技术干法脱硫技术是煤气深加工和高效利用时必不可少的脱硫方法。 煤气干法脱硫技术应用较早，最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术，之后，随着煤气脱硫活性炭的研究成功与其生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。 (1)氧化铁脱硫技术最早使用的氧化铁脱硫剂为沼铁矿和人工氧化铁，为增加其孔隙率，脱硫剂以木屑为填充料，再喷洒适量的水和少量熟石灰，反复翻晒制成，其PH值一般为89左右，该种脱硫剂脱硫效率较低，必须塔外再生，再生困难。现在TF型脱硫剂应用较广，脱硫效率较高，并可以进行塔再生。(2)活性炭脱硫技术活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用。活性炭的催化活性很强，煤气中的H2S在活性炭的催化作用下，与煤气中少量的O2发生氧化反应，反应生成的单质S吸附于活性炭表面。当活性炭脱硫剂吸附达到饱和时，脱硫效
