H2S脱除技术方案三种

1、含硫化氢废气脱除工艺技术方案洛阳市天誉环保工程有限公司2012年9月目录第一章工程概况第二章设计方案1.第三章 工艺介绍2.方案1:氨吸收氧化及副产品回收工艺 21.工艺原理2.2工艺流程2.3装置组成5.4投资预算5.5 经济运行效益 7.方案2:焚烧及余热利用工艺8.1工艺原理8.2装置组成9.3投资预算9.4运行费用10方案3:非水溶液中一步法氧化及硫回收工艺 1 11工艺原理1.12工艺流程1.1第四章工艺对比1.41氨吸收氧化及副产品回收工艺 1.42原料气焚烧及余热利用工艺1.53非水溶液中一步法硫回收新工艺 1.5第一章工程概况根据甲方提供资料，待处理气体（下称原料气）含H2s约

2、40%、 CO2 约 60%,以及其他少量的 CO、H2、CH4、N2、CH3OH。H2s为 酸性、恶臭气体，对环境的污染影响极大，而 CO2的环境危害则相 对较小。为了保护环境并改善生产条件，使排放气体达到环保排放标 准，需设计配套装置进行净化处理。要求装置建设完成后，排放的气体指标能够符合国家和地方的 环境保护政策及污染物排放标准，无新增“三废”产生，并进行硫回 收，以利于企业发展和环境改善。第二章设计方案原料气参数：温度：35.55C,压力：230kPa （绝），流量： 175.72kmol/h。组成（摩尔分率）:CO: 0.0094, H2： 0.0051, CO2: 61.4232,

3、 CH4： 0.0090, N2： 1.9495, H2S: 36.5197, CH3OH: 0.0841。根据气体成分并结合我公司技术资源，设计三套技术方案：1 .氨吸收氧化及副产品回收工艺；2 .原料气焚烧及余热利用工艺；3 .非水溶液中一步法氧化及硫回收工艺。第三章工艺介绍方案1 :氨吸收氧化及副产品回收工艺1工艺原理利用一定浓度的氨水喷淋洗涤原料气，氨水与原料气中的硫化氢 发生酸碱中和反应生成多硫化镂，再用一定浓度的硫酸加入吸收了硫 化氢的洗涤液中，硫酸与多硫化镂发生氧化还原反应，生成硫酸镂、 单质硫等，最后回收单质硫和硫酸镂。涉及的主要化学反应方程式如 下：H2s + 2NH3?H2

4、O = (NH4)2S + 2H2OH2s + NH3?H2O = NH4HS + H2OCO2 + NH3?H2O = NH4HCO3(NH4)2S + H2SO4 = (NH4)2SO4 + S + H22NH4HS + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2S + 2H26NH4HS + 5H2SO4 = 3(NH4)2SO4 + 8S + 8H2O3(NH4)2S + 4H2SO4 = 3(NH4)2SO4 + 4S + 4H2O2NH4HCO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 +2 H2O + 2CO22工艺流程本工艺装置可分以下3个部分：(1)吸收剂配置：使用稀氨水作为

5、吸收剂。外购浓度较高的氨水由泵卸至氨水储罐中储存，根据使用量用泵 打到稀氨水储罐中，加入水稀释到一定浓度。吸收塔投入使用时，由 泵持续或间断送到吸收塔，通过喷淋装置淋洗原料气。(2)原料气净化：原料气从吸收塔下部进入吸收塔内，与从吸收 塔顶部喷淋而下的稀氨水逆向接触，原料气中的硫化氢溶于喷淋液中 并与其中的氨发生化学反应，生成多硫化镂，随喷淋液降到吸收塔底 部，形成多硫化镂和氨的混合液，而原料气中的不溶或难溶于水的成 分则从吸收塔顶部离开。吸收塔运行初期，底部混合液中多硫化镂浓 度较低，再通过循环泵再打到塔顶，进行循环喷淋。随着原料气的不 断通入，混合液中多硫化镂浓度逐渐增大，但达到一定浓度后

6、，从循 环泵出口截取，排到氧化反应釜中，而吸收硫化氢消耗的稀氨水则视 循环液中的含量补充。原料气经过吸收塔淋洗后，原料气得到净化，符合环保排放要求， 最后排往大气中，也可通过捕液器除去水分后，排到后续工序。根据 原料气中硫化氢气体及其它酸性气体含量， 可设计成2台或3台吸收 塔连续吸收，并调整稀氨水浓度，以达到要求的脱除效率。(3)副产品回收：从吸收塔排出的多硫化镂含量较高的溶液进入 反应釜中，并加入适量的浓硫酸。在反应釜中，多硫化镂与硫酸发生 氧化还原发应，生成单质硫和硫酸镂及其它副产物，如水、二氧化碳 等。硫酸稀释及氧化还原反应为放热反应， 溶液中的水分大部分被蒸 发，难溶于水的单质硫逐渐

7、析出，经过离心机分离后，作为副产品硫磺，而硫酸镂母液则输送到蒸发系统，进行蒸发浓缩结晶，最后再用 离心机分离回收，经干燥、包装得到第二种副产品硫酸镂。通过该工艺，原料气中的硫化氢被吸收、净化后，排放气满足环 保排放指标，同时，吸收的硫化氢最终转化为硫磺和硫酸镂，实现较 高的环保和经济效益。工艺流程见图1所示。净化气吸收塔硫酸镂干燥、包装离心机图1硫化氢脱除及副产品回收工艺流程图本工艺主要有以下两个特点：(1)硫化氢脱除效率高。根据原料气硫化氢含量，设计采用三台 吸收连续吸收，前两台塔采用稀氨水做吸收剂，吸收硫化氢，第三台 用水做吸收剂，以吸收可能逃逸的氨气，确保尾气达标排放。(2)硫回收率高，

8、原料利用率高。吸收的硫化氢、吸收剂氨和氧 化剂硫酸最终转化为两种副产品：硫磺和硫酸镂，经济价值较高。(3)适用性强。对于不同硫化氢含量的原料气，调整吸收塔操作 液气比、稀氨水浓度等即可。3装置组成该套装置含有几组吸收塔、氧化反应釜、离心机、蒸发器，以及 吸收剂、氧化剂和母液储存罐(梢)以及气体增压风机、液体输送泵、 阀门、管道等设备组成。4投资预算主要设备及其他投资项目见表1。表1主要设备及其他投资项目一览表1 丁 P设备名称型号数量单价/ 万元*总价/万 元备注一、设备1吸收塔及组 件 1900 >45503包括：吸收塔、减 压罐、填料、循环 泵、增压风机、喷 淋装置、风管、配 套管件

9、等2反应釜16m3,搪瓷2含搅拌器3离心机1#沉降式，LW450X 1800,处理量15t/h14离心机2#推料式，处理量9t/h15蒸发器三效蒸发，蒸发量9t水16硫酸储槽硅酸铝耐酸钻砌 成，加防腐层；300m310m*10m*3m25天储存量7硫酸高位罐搪瓷，15m328浓氨水储罐100m342天储存量9稀氨水罐70m320.3天用量，8须 水罐10氨水回收罐16m3,中 1800X5600111母液槽1#12m3,3000 >2000 ><2000112母液槽2#12m3,3000 >2000 ><2000113硫磺包装机产品量：2t/h1含干燥、自动

10、包装14硫酸镂包装 机产品量：4.5t/h1含干燥、自动包装15卸酸泵Q=35m3/h , H=2521用1备，卸硫酸16硫酸高位罐 供给泵Q=10m3/h,H=2521用1备17浓氨水卸料 泵Q=35m3/h , H=2521用1备，卸外购 氨水18浓氨水输送 泵Q=35m3/h , H=2521用1备，送至稀 氨水罐19稀氨水输送 泵Q=35m3/h , H=2521用1备，送8% 氨水20氨水回收泵Q=10m3/h,H=2521用1备，送回收 的氨水至稀释罐21母液输送泵Q=35m3/h , H=2521用1备，送硫酸 镂母液至蒸发器二、电气、仪表及控制22电气系统1传动设备供电和 控制

11、、检修、照明 等23自控系统1DCS/PLC控制系统24仪器、仪表1自控阀，温度、压 力、流量、液位现 场或远传、PH计 等。25管道及其管 件1包括手动阀门、止 回阀、安全阀、过 滤器、法兰、弯头、 异径管等三、其它26土建及构筑 物施工、设 备安装127备品备件、工具等小件128防腐、保温129包装、运输、保险130管网、输电、 道路设计、 施工图纸预 算编制、试 车及调试、 技木使用和 服务131管理、人员 培训、工程 监理及质检132预备费、不 可预见费 用、税费1合计注：设备价格非最终报价。5经济运行效益经济运行分析见表2表2运行经济表1 丁 P物料名称单耗或产出年消耗或产出单价总价

12、（万元）主要消耗180%H2SO43930.443 kg/h29478.32 t460 元/吨1356.00282外购18%氨水6060.547 kg/h45454.10 t400 元/吨1818.16403稀释水7575.684 kg/h56817.63 t1元/吨5.68184电500 kw/h3750000 kwh0.5 元/kwh187.50005蒸汽9 t/h67500 t150 元/吨1012.50006人工50人3500 月227.5000合计4607.3486产出1硫磺2053.456 kg/h15400.92 t1500 元/吨2310.13792硫酸镂4235.253 kg

13、/h31764.40 t1000 元/吨3176.4395合计5486.5774效益879.2288注：1.物料单价根据当地行情波动；2.按年运行7500小时计算方案2:焚烧及余热利用工艺1工艺原理将含硫化氢的原料气引入焚烧炉中进行焚烧，焚烧炉温度为1250C,使硫化氢及原料气中的可燃成分焚烧充分。焚烧系统生成的高温烟气通过废热锅炉进行换热，换热后的低温烟气（180200C） 进入下一级烟气管路系统进入脱硫装置。当烟气温度偏高时，可通过 混兑空气以满足后续设备工艺要求。废热锅炉产生的饱和蒸汽（1.1Mpa、187 C）可并入蒸汽总管或 至其他需加热设备（如氨法脱硫系统的硫酸镂回收蒸发器）。工艺

14、流程见图2所示。2装置组成该套装置主要由焚烧炉、废热锅炉及其相关管道、电气、仪表组 成。(1)焚烧炉。主要包括燃烧器及炉体两部分。(2)废热锅炉3投资预算主要设备及其他投资项目见表3所示表3主要设备及其他投资项目一览表1 丁 P设备名称型号数量单价/万元总价/万元备注一、设备1焚烧炉 2900X 9000162t2燃烧器 1500X 30001含点火才制，8t3废热锅炉3400X10000160t4风机25材料1二、电气、仪表及控制6电气系统1传动设备供电 和控制、检修、 照明等7自控系统1DCS/PLC 控制系统8仪器、仪表1自控阀，温度、 压力、流量、 液位现场或远 传、PH计等。9管道及

15、其管件1包括手动阀 门、止回阀、 安全阀、过滤 器、法兰、弯 头、异径管等三、其它10土建及构筑物 施工、设备安 装1含锅炉厂房11备品备件、工 具等小件112防腐、保温113包装、运输、保险114管网、输电、 道路设计、施 工图纸预算编 制、试车及调 试、技术使用 和服务115管理、人员培 训、工程监理 及质检116预备费、不可 预见费用、税 费1合计4运行费用运行费用见表4表4运行费用及蒸汽产出表1 丁 P项目名称消耗或产出年消耗或产出单价总价（万 元）主要消耗1锅炉给水12.803 t/h96022.5 t3.7 元/吨35.52832氮气80 Nm3/h600000 Nm38 元/Nm

16、3480.00003电40 kw/h300000 kwh0.5 元/kwh15.00004开，用燃料36000180000 Nm30.8 元/Nm38.64005点火用燃 料4000080000 Nm30.8 元/Nm34.80006人工16人3500 元/月72.8000合计616.7683产出低压蒸汽12.163 t/h91222.5 t注：1.物料单价根据当地行情波动；2.按年运行7500小时计算方案3:非水溶液中一步法氧化及硫回收工艺1 .工艺原理采用最新研发的固体分子筛催化剂，选用氧气作为氧化剂，在氧 化塔中将H2s直接氧化为单质硫，用某种溶剂溶解生成的硫，经过分 离后，溶剂返回系统

17、循环利用，而硫则结晶回收。化学反应方程式：2H2s + O2 = 2H2O +2S2 .工艺流程含硫化氢的酸性气体与空气充分混合后，进入氧化塔，在催化剂 的作用下硫化氢被氧直接氧化，生成单质硫和水，脱硫的气体经除雾 后从塔顶排出。含有单质硫的非水相溶液从塔底排出，进入闪蒸装置，经闪蒸及 气液分离后，回收溶液，不凝气返回氧化塔。由闪蒸装置出来的非水 相溶液经加压、冷却后送入结晶器中。结晶形成的单质硫晶体经离心 分离、干燥后包装。非水相溶液经加热缓冲，由循环泵打入氧化塔内 循环使用。工艺流程见图3所示。低硫气体图3非水溶液中一步氧化法及硫回收工艺流程3投资预算主要设备及其他投资项目见表5所示。表5

18、主要设备及其他投资项目一览表1 丁 P设备名称型号数量单价/万元总价/万元备注一、设备1氧化塔1600X 50001含催化剂2闪蒸系统23气液分离器V=2m324结晶器2.5t/h15冷却器F=20m216加热器F=20m217回收液中间罐V=12m318溶剂储罐V=12m319离心机110硫磺包装机产量：2.2t/h1含干燥器11结晶器循划、泉Q=7m3/h , H=2021用1备12滤除液输送泵Q=15m3/h, H=2021用1备13回收液输送泵Q=20m3/h , H=2021用1备二、电气、仪表及控制14电气系统115自控系统116仪器、仪表117管道及其管件1三、其它18土建及构筑物 施工、设备安装1含厂房19备品备件、工具 等小件120防腐、保温121包装、运输、保 险122管网、输电、道 路设计、施工图 纸预算编制、试 车及调试、技术使用和服务123管理、人员培 训1、工程监理及 质检124预备费、不可预 见费用、税费1254运行费用运行费用见表6表6运行费用表1 丁 P项目名称消耗或产出年消耗或产量单价总价（万 元）主要消耗1蒸汽5 t/h37500 t150 元/吨562.50002催化剂500 万元/年500.00003电2