合成氨生产技术：第22讲 两种典型湿法脱硫工艺

1、两种典型湿法脱硫工艺一、对苯二酚氨水液相催化法1.基本反应此脱硫过程包括吸收、氧化和再生三个基本步骤。吸收反应NH4OH + H2s NH4HS + h2o氧化反应+NH4HS +0HOH+ S再生反应(4)OHOHI +4。2脱硫总反应NH4HS+yO2=NH4OH+S还可能发生的副反应2NH4HS + 2O2 =(NH4)2.S2O3 + h2o(NHJ2S2O3 + 2O2 + 2NH4OH =2(NH4)2SO4 + H20NH4CN + S NH4CNS2、工艺条件溶液组成氨水浓度：1 ,吸收反应速度f ,硫容f ,净化度f ；但是过高挥发量f ,吨氨 消耗L 般10-20滴度(滴度

2、:每毫升滴定剂相当于被测物质的克数对苯二酚加入量：t ,脱硫反应速度f ,硫容f ,净化度T ；但是其加入量受 溶解度限制，同时它有毒，应根据脱硫负荷大小而定。一般为0.10.3g/Lo(2 )操作温度温度对脱硫影响极为敏感,适当提高操作温度,可以加速吸收和再生的反应 速度。由武Q-3-37)可知，K1随温度升高而降低,温度过高将导致HS的平衡 分压(Pis)增大而降低吸收推动力，造成吸收速度下降。副反应、氨挥发以及对苯 二酚自身的分解也因此加大、加快。由于半水煤气经罗茨鼓风机压缩后煤气温度 将升至50C以上(夏季更高)，因此它在人脱硫塔前，须先经冷却塔进行冷却。而 温度低对脱硫液再生是不利的

3、。基于这些原因，脱硫塔的操作温度应控制在32 45C为宜。(3 )脱硫液再生脱硫塔是一种用于吸收的传质设备，它并不能改变气液吸收平衡。脱硫效果 与进入脱硫槽的再生液中残余硫含量有很大关系：残余硫量越低,气体净化度越 iW)o反之越差。再生空气量：保证硫氢根的氧化和将悬浮于槽顶液面的硫泡沫分离出来再 生温度:控制在50C以下；再生时间：高塔可取2530min ,喷射氧化槽510min。4、工艺流程由W去压缩离代水对苯二酚氨水液相催化法脱硫流程1冷却塔；2脱硫塔；3清洗塔；4静电除焦油器：5脱硫液泵；6再生液泵；7自吸喷射 氧化器；8再生槽；9液面调节器；10高心机；11地下槽；12贫液泵；13贫

4、液槽上图来自气柜的半水煤气,经罗茨鼓风机先进入冷却塔1,再进入脱硫塔2进 行脱硫。脱硫后合格半水煤气经清洗塔3,静电除焦油器4,送往压缩机和变换系 统。由脱硫塔2出来的脱硫液（富液）进入富液槽（图中未示），由泵6送入位于喷射 氧化再生槽8顶部的喷射器中。自吸空气进行溶液初级再生。而后气液从喷射器 尾管出来同进再生槽底部，并流向上,进一步进行再生再生好的贫液送往贫液槽 13。再生时浮选出来的硫泡沫，聚集于槽顶，利用位差自动溢入地下槽。硫泡沫也 可直接进入离心机10分离出硫膏，炼成硫磺。滤液返回贫液槽，与贫液一并由泵 送入脱硫塔脱硫。二、改良ADA法改良ADA法脱硫国外广为采用。过去中国中型氮肥厂

5、大部分也都采用此 法脱硫，近年来已逐渐被楮胶法所取代。ADA 是 Anthraquinone Disulphonic Acicd 的缩写，中文名为芯醍二磺 酸。ADA 法脱硫首由英国 North Western Gas Board Clayton Aniline 公司于1958年联合开发成功。1961年应用于化工生产。实际上现今工业上所用的ADA法是经过改良的，应称为ADA机酸盐法（Stretford Ada-vanadate process）,简称Stretford法。常压和加压脱硫均能适用。一般可将硫化氢脱至0.5cm3/m3z或更低。回收的硫磺纯度可达99.9%。1、化学反应（1）脱硫塔

6、中的反应以PH为8.59.2的稀碱液吸收硫化氢生成硫氢化物Na2CO3 + H2SNaHS + NaHCO 3硫氢化物与偏机酸盐反应转化成还原性的焦机酸钠及单质硫2NaHS+4NaVO3 +H2O Na2V4O9+4NaOH+2S I氧化态ADA反复氧化焦机酸纳Na2V4O9+2ADA（氧化态）+2NaOH+H2O4NaVO3+2ADA（还原态）（2）氧化槽中（吸收液再生设备）的反应还原态的ADA被空气中的氧氧化恢复氧化态，其后溶液循环使用；2ADA （还原态）+ O2 2ADA （氧化态）+ H2O（3）副反应气体中若有氧则要发生过氧化反应：2NaHS + 2O2 Na 2S2O3 + H2

7、O与气体中的二氧化碳和氤化氢，尚有下列副反应：Na2CO3 +C02 + H2O2NaHCO 3Na2CO3 +2HCN 2NaCN+H2O+CO2NaCN + SNaCNS以上副反应，除第二个副反应所产生的NaHC03对脱硫无害外，其余均对 脱硫过程有害，应设法除去。2、工艺条件(1 )溶液的PH值对于硫化氢的吸收，溶液的PH值高是有利的。但PH值过高， 会使副反应生成的Na2S2O3剧增，且对ADA / 酸盐溶液将硫氢 化物氧化成单体硫也不利。不过，对氧化还原态的ADA / m酸盐反 应而言，溶液PH值高是有利的。在实际生产中综合诸因素结果， 一般脱硫液的PH都选取在8.5-9.5范围内。

8、(2 )机酸盐的含量硫氢化物被机酸盐氧化的速率是很快的，但是为了防止硫化氢 局部过量而造成铜-氧-硫”黑色复合沉淀，并抑制副反应发生， 应使偏铜酸钠用量比理论用量略微多一些。常用典型的ADA溶液 组成如下表。酒石酸钾钠的加入是为了防止机-氧-硫沉淀。(3 )温度温度高对H2S的吸收不利但可加速脱硫反应速度，对还原态 ADA的氧化再生有利。但温度大于6CTC时，溶液中Na2S2O3的生 成量将呈线性剧增。而且，此时浮集于再生槽顶部的硫泡沫易破裂, 形成悬浮硫”积累于循环液中。积累量越多，诱发”硫堵”的 可能性也越大。因悬浮硫分散度大、反应的相对活性高易被氧所氧 化，这也是造成Na2S2O3高的重要原因之一。工业上一般脱硫塔的 操作温度以4CTC以下为宜，再生槽的温度以不超过45C为宜，这 时硫磺粒度较大，可达20-50pm ,有利于离心机分离；而温度低 时只有0.5-5|jm ,因而很难将其离心分离而除去。(4 )压力改良ADA法脱硫对压力并不敏感,压力由常压到7.0MPa均 可适用。压力高，可使吸收传质系数增大，吸收设备容积小。但压 力高，C0