脱硫脱碳工段1

脱硫-脱碳工段主讲教师：王小瑞学习目标：掌握脱硫-脱碳工段基本理论

学习内容：一、湿法脱硫二、脱碳

1变换气湿法脱硫因煤中含有一定量的硫，在煤气生产过程中，硫与氢气反应而生成H2S，H2S属酸性气体对设备的腐蚀严重，且会引起合成系统的催化剂中毒，故必须优先脱除。在工业生产中，变换后的粗原料气先经湿法脱硫。湿法脱硫的主要优点在于：首先脱硫剂为液体，便于输送；其次，脱硫剂较易再生，可以降低装置的运行成本。第三，湿法脱硫不受催化剂使用周期的干扰，可以保持较稳定的脱硫效率，可以实现装置长周期连续运行。因此，湿法脱硫广泛应用于以煤为原料以及含硫较高的重油、天然气为原料的生产流程中。当气体净化度要求很高时，可在湿法脱硫之后串联干法脱硫，通过多级脱硫，使原料气体满足工业生产的要求。2湿式氧化法脱硫的基本原理（1）

吸收的基本原理及吸收剂的选择硫化氢是酸性气体，其水溶液呈酸性，吸收过程可表示为：H2S(g)→H++HS-H++OH-(碱性吸收剂）→H2O(2)再生的原理与催化剂的选择碱性吸收剂只能将原料气中的硫化氢吸收到溶液中，不能使硫化氢氧化为单质硫。因此需要借助其他物质来实现。通常是在溶液中添加催化剂为载氧体，氧化态的催化剂将硫化氢氧化为单质硫，其自身呈还原态。还原态催化剂在再生时被空气中的氧氧化后恢复氧化能力，如此循环使用。此过程可表示为：载氧体（氧化态）+H2S→S+载氧体（还原态）载氧体（还原态）+1/2O2→H2O+载氧体（氧化态）总反应式：硫化氢在载氧体和空气的作用下发生如下反应：H2S+1/2O2（空气）→S↓+H2O3湿法脱硫工艺流程经变换后粗原料气进入变换气脱硫塔，吸收了硫化氢的富液，由富液泵打入喷射器，吸入空气后进入富液槽。脱硫液在空气的作用下，进行氧化还原反应而得到再生。再生后的贫液经液位调节器流入贫液槽，再由贫液泵送入脱硫塔循环使用。富液中的硫，以泡沫的形式，由槽顶溢流入硫泡沫贮槽，再进入熔硫釜，熔融状态的硫冷却后得到固态的硫磺，硫磺可作为生产硫酸或其他含硫产品的原料（富液再生和单质硫回收利用的流程在本装置中没有设计）。4变换气干法脱硫经湿法脱硫后，最终以干法脱硫，使原料气中的硫化物含量小于0.1cm3/m3，方可送往甲醇合成工序。4.1、干法脱硫的基本原理（1）氢氧化铁法用氢氧化铁法脱出硫化氢，反应方程式如下：2Fe(OH)3+H2S→Fe2S3+6H20氢氧化铁脱硫剂组成为aFe2O3˙xH2O，脱硫剂需要适宜的含水量，最好为30%-50%，否则会降低脱硫率。（2）

活性炭法

氧化法脱硫，借助于氨的催化作用，硫化氢和硫氧化碳被气体中存在的氧所氧化，反应方程式如下：

H2S+1/2O2→S+H2OCOS+1/2O2→S+CO2

反应分两步进行，第一步是活性炭表面化学吸附氧，形成表面氧化物，这一步反应速率极快；第二步是气体中的硫化氢分子与化学吸附态的氧反应生成硫与水，速度较慢，反应速率由第二步确定。5干法脱硫工艺流程经变换器脱硫塔之后的粗原料气，经精脱硫塔A、B通过氢氧化铁法和活性炭法使原料气中的硫化氢含量小于0.1cm3/m3。6脱碳以重油和煤、焦为原料制得的原料气中，含有一定量的CO2气体，而CO2在合成甲醇生产中是过剩的，合成甲醇时氢碳比太低，对合成反应极为不利。因此，这部分二氧化碳必须从系统中脱除。7NHD法脱碳的基本原理聚乙二醇二甲醚（NH