模块五 第一讲 干法脱硫

1、第一讲 干法脱硫 二、脱除煤气中硫化氢和氰化氢的方法二、脱除煤气中硫化氢和氰化氢的方法 目前我国焦化厂焦炉煤气脱硫的方法主要采用以下几种： 1. 1. 煤气干法脱硫煤气干法脱硫 2. 2. ASAS法脱硫法脱硫 3. 3. 改良改良ADAADA法和栲胶法脱硫法和栲胶法脱硫 4. 4. HPFHPF法脱硫法脱硫 一、脱除煤气中的硫化氢和氰化氢的重要性一、脱除煤气中的硫化氢和氰化氢的重要性 一、干法脱硫原理一、干法脱硫原理 国内许多焦化厂采用氢氧化铁法进行焦炉煤气的干法脱硫。其脱硫原理为：将焦炉煤气通过含有氢氧化铁的脱硫剂，使硫化氢与脱硫剂中的有效成分Fe(OH)3反应生成Fe2S3或FeS。当含

2、硫量达到一定程度后，使脱硫剂与空气接触，在有水存在下，空气中的氧将铁的硫化物氧化使之又转变成氢氧化铁，脱硫剂得到再生，再重复使用。当煤气中含氧时，则使脱硫剂的脱硫和再生同时进行。第一讲 干法脱硫第二讲 干法脱硫 在碱性脱硫剂中，硫化氢与活性组分发生下列化学反应，即脱硫反应： 2Fe(OH)3+3H2SFe2S3+6H2O Fe2S32FeS+S Fe(OH)2+H2S FeS+2H2O 当有足够的水分时，脱硫剂的再生是用空气中的氧氧化脱硫所生成的硫化铁，发生下列化学反应，即再生反应： 2Fe2S3+3O2+6H2O4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O4Fe(OH)3+4S 上述脱

3、硫和再生是两个主要反应，这两个反应都是放热反应。 脱硫剂经过反复的脱硫和再生使用后，在脱硫剂中硫磺聚积，并逐步包住氢氧化铁活性微粒，致使其脱硫能力逐渐降低。因此，当脱硫剂上积有3040(按质量计)的硫磺时，需更换新的脱硫剂。 二、干法脱硫剂的制备与使用条件二、干法脱硫剂的制备与使用条件 目前常用的制备干法脱硫剂的原料有：天然沼铁矿、人工氧化铁、颜料厂和硫酸厂的下脚铁泥、钢铁厂的红泥等。 脱硫剂中氧化铁含量应占风干物料质量的50%以上，其中活性氢氧化铁含量应占70%以上，其中不应含腐植酸或腐植酸盐，其pH值应大于7。如腐植酸类含量大于1%时，将导致脱硫剂氧化，而降低脱硫剂的硫容量以及脱硫反应速度

4、。此外，为使脱硫剂在使用中不因硫的聚积过于增大体积，并使脱硫剂床层变得密实而增大煤气流动阻力，制备的脱硫剂在自然状态下应是疏松的，其湿料堆积密度应小于800 kg/m。 第一节 干法脱硫 干法脱硫剂制备方法为：1.1.以天然沼铁矿为原料以天然沼铁矿为原料 将直径12mm颗粒含量大于85%的天然沼铁矿按比例掺混木屑(疏松剂)和熟石灰。其质量比为：沼铁矿95%，木屑4%4.5%，熟石灰0.5%1 %，用水均匀调湿至含水30%40%，拌合均匀。2.2.以人工氧化铁为原料以人工氧化铁为原料 将颗粒直径为0.62.4mm的铁屑与木屑按质量比1:1掺混(可根据具体情况，范围稍有波动)，洒水后充分翻晒进行人

5、工氧化，控制三氧化二铁与氧化亚铁含量比大于1.5作为氧化合格标准。在进脱硫箱之前再加入0.5%的熟石灰。第一节 干法脱硫 3. 3.以颜料厂和硫酸厂的下脚铁泥或钢铁厂的红泥等为以颜料厂和硫酸厂的下脚铁泥或钢铁厂的红泥等为原料原料 铁泥与一倍的木屑掺混，经人工凉晒氧化后，也可作脱硫剂使用。 脱硫剂应保持一定的碱度，除加入一定量的熟石灰使之呈碱性外，也可喷洒稀氨水，控制PH值为89左右。所加的碱和水在脱硫过程中起助催化剂作用。 当煤气通过脱硫剂床层时，硫化氢与活性氢氧化铁发生上述脱硫反应以及再生反应。 如前所述脱硫及再生的两个反应，都是放热反应。反应热使煤气温度升高，造成煤气中水蒸汽、相对湿度降低

6、，脱硫剂中部分水分蒸发，被煤气带走.使再生反应遭到破坏，所以脱硫之前需要向煤气中加入一些水蒸汽。 第一节 干法脱硫 由于反应后生成的元素硫不断沉积在脱硫剂上，同时因焦油雾等杂质使脱硫剂结块，阻力上升，脱硫效率下降，因此需要定期再生和更换脱硫剂。通常采用箱外再生的方法，即将脱硫剂放在晒场上再生，晒场上脱硫剂的厚度不要超过300mm，并定期翻动使其进行充分氧化。一般情况下，新脱硫剂使用时间约为半年，经过再生后的脱硫剂使用时间约三个月。根据资源及脱硫效率情况，脱硫剂可以使用一次或经再生使用l2次后废弃。第一节 干法脱硫 实践表明脱硫剂吸收硫化氢的最好条件为：温度2830C，脱硫剂的水分不低于30%。

7、 从上述主要反应可以看出，每脱除1kmol硫化氢需0.5kmol氧和1kmol水用于脱硫剂再生。焦炉煤气中通常含氧量为0.5%0.6%（体积%），即可满足含硫化氢15 g/m左右的煤气在脱硫再生时的需要。当硫化氢含量较高时为降低干法脱硫剂消耗，需先经过湿法脱硫后再用干法进行脱硫。第一节 干法脱硫 三、脱硫设备及操作三、脱硫设备及操作 煤气干法脱硫装置按构造可分为箱式和塔式两种。1.1.箱式脱硫装置箱式脱硫装置 箱式脱硫装置是一个长方形槽，箱体用钢板焊制或用钢筋混凝土制成，内壁涂沥青或沥青漆进行防腐。箱内水平木格上装有四层厚为300500mm的脱硫剂，顶盖与箱体用压紧螺栓装置密封连接或用液封连接

8、，此设备的水平截面积一般为2550m2，总高度约为1.52m。图5-1所示箱式干法脱硫装置一般由四组设备组成，三组设备并联操作，另一组备用。第一节 干法脱硫图5-1 箱式干法脱硫装置第一节 干法脱硫 煤气通过进口管上的切换装置(阀门或水封阀),根据操作要求以串联或并联形式通过脱硫箱，然后由煤气出口管输出。为了充分发挥各脱硫箱的脱硫效率，均匀地利用煤气中的氧使各脱硫箱中的脱硫剂得到再生，延长脱碱剂的使用周期，有些厂采用了定期改变箱内煤气流向的操作方法，此外也有些厂采用在过箱煤气中加入少量空气的方法，以保持煤气中含氧量为1.01.1%，使箱内硫化铁得到一定程度的再生。为保证干法脱硫效率，应有计划地

9、定期更换脱硫剂。卸出脱硫效率已经下降，阻力已经升高的脱硫剂，装入新的或经过再生后的脱硫剂。装入了新脱硫剂的新箱，一般切换在脱硫箱装置中煤气流向的最后,起把关作用。 煤气在脱硫箱内的流向分由下而上流、由上向下流以及分散流三种。一般只要改变脱硫箱的煤气进出口即能使煤气在箱内成为向上流或向下流。设计脱硫箱时，可根据具体工艺条件确定煤气在箱内的流向。第一节 干法脱硫 2 2、塔式装置、塔式装置 脱硫塔的工作原理与箱式干法脱硫装置设备基本相同，脱硫塔是一个铸铁制的立式塔，直径约5.57.5m，高为1216m。塔内装有互相叠置的1014个中央带有圆孔的吊筐，筐内装有脱硫剂。吊筐在净化塔中心形成一个圆柱形煤

10、气处理通道。煤气由塔底进入中心通道并均匀地分布后，依次进入各个吊筐内与脱硫剂进行脱硫反应，脱硫后的煤气进入吊筐与塔壁形成的空隙内，自塔侧壁管道排出。 塔式干法脱硫装置一般由56个塔组成，其中4个操作，12个备用。第一节 干法脱硫 四、脱硫操作制度四、脱硫操作制度 脱硫箱操作温度， 2530 脱硫箱操作压力 常压 脱硫剂水分 25%35% 每米高脱硫剂阻力 2 KPa 脱硫剂碱度， pH=89 第一节 干法脱硫 五、脱硫箱的设计参数和脱硫剂量的计算五、脱硫箱的设计参数和脱硫剂量的计算 1. 脱硫箱的设计参数 煤气通过干脱硫箱的气速， 711mm/S 煤气与脱硫剂接触时间 130200S 每层脱硫剂厚度 300500mm 2. 煤气干法脱硫所需脱硫剂的数量（以每小时1000m3煤气计）可按下式计算： m3/ (1000m3h)1673 sVfq第一节 干法脱硫 式中 S 煤气中硫化氢含量（按体积