煤氣脫硫技術(shù)方案

1、目錄一、概論2二、脫硫工藝方案5三、設(shè)備技術(shù)規(guī)格及功能描述6四、電氣控制方案9五、公用工程消耗11六、運(yùn)行綜合分析12七、設(shè)備明細(xì)表13八、初步報(bào)價(jià)16一、概論SO2是一種酸性氣體，在大氣中易形成酸雨，威脅生態(tài)環(huán)境及公眾健康。SO2已成為大氣環(huán)境污染中首要污染物。根據(jù)國(guó)家“節(jié)能減排”方針政策，對(duì)大氣中首要污染物SO2的排放實(shí)行總量控制，曾經(jīng)在“十一五”期間全國(guó)SO2排放量削減10%，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入十二五，對(duì)于二、三類地區(qū)的工業(yè)窯爐SO2的排放量將進(jìn)行嚴(yán)格的限制。以煤作為燃料，即以煤為原料轉(zhuǎn)換為粗煤氣，煤中大部分硫組分同期轉(zhuǎn)換為H2S，煤氣燃燒后，硫化物以SO2形式排放，將對(duì)大氣環(huán)境造成污

2、染。煤氣中硫化氫的脫除可分為濕法脫硫與干法脫硫。濕式氧化法脫硫：以堿性溶液吸收酸性氣體硫化氫，生成硫氫酸鹽，同時(shí)選擇適當(dāng)?shù)难趸呋瘎瑢⑷芤褐形樟蚧瘹浜蟮牧驓渌猁}氧化成單體硫，從而使脫硫溶液得到再生，并獲得副產(chǎn)品硫磺。此后，還原態(tài)的氧化劑可由空氣氧化成氧化態(tài)再循環(huán)使用。此法采用溶液吸收，且氧化再生是其特點(diǎn)，故將此脫硫方法稱為濕式氧化法脫硫，因加入不同的催化劑分為各種方法，目前常用有氨水氧化法、改良ADA法、栲膠法、PDS法、KCA法、MSQ法、888法、DDS法、ISS法和絡(luò)合鐵法等。實(shí)際生產(chǎn)中也可同時(shí)加入兩種催化劑而達(dá)到較好脫硫效率。制成的堿性溶液一般采用碳酸鈉（純堿），也有采用稀氨水，但

3、由于稀氨水對(duì)環(huán)境有一定的污染，故建議不采用稀氨水?；瘜W(xué)反應(yīng)：（1）無(wú)機(jī)反應(yīng)H2S+ Na2CO3= NaHS+ NaHCO3（2）有機(jī)反應(yīng)CS 2+ 2Na2CO3+ H2O = Na2COS2+ 2NaHCO3COS+ 2Na2CO3+ H2O = Na2CO2S+ 2NaHCO3（3）溶液氧化與再生2NaHSO22NaOH2S2Na2CO2SO2= 2Na2CO32SNa2COS2O2= Na2CO32S濕法脫硫的特點(diǎn)：（1）濕式氧化法脫硫的工藝成熟，技術(shù)可靠，操作穩(wěn)定，但技術(shù)復(fù)雜，專業(yè)性強(qiáng)，處理設(shè)施應(yīng)進(jìn)行專業(yè)化設(shè)計(jì)和管理。（2）大部分設(shè)備為非標(biāo)設(shè)備，裝置可根據(jù)不同處理規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其適

4、應(yīng)于大規(guī)模煤氣脫硫工程。（3）設(shè)備操作彈性大，對(duì)氣量波動(dòng)和H2S濃度變化適應(yīng)能力強(qiáng)。（4）脫硫效率一般高于95以上，并可根據(jù)需要，調(diào)整溶液配比和控制操作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同的脫硫效果，以滿足不同的用氣要求。（5）工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備多，工藝技術(shù)水平高，裝置投資高，設(shè)備維修量大，動(dòng)力消耗量大，但原輔材料消耗低。干法脫硫：采用固體吸收劑或吸附劑來(lái)脫除硫化氫或機(jī)硫的方法稱為干法脫硫，干法脫硫具有流程短、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、氣體凈化高、操作平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。但此法通常使用固定層反應(yīng)器，需要定期更換脫硫劑，不能連續(xù)，由于受脫硫劑硫容量（單位質(zhì)量脫硫劑能脫除硫的最大數(shù)量）的限制，干法脫硫一般用于含硫量較低的情況或用于氣體的精脫

5、硫；干法脫硫根據(jù)固體脫硫劑的種類不同分為多種脫硫方法，發(fā)生爐煤氣脫硫常采用活性炭法和氧化鐵法。煤氣脫硫一般選擇氧化鐵干法脫硫。氣體由上而下通過(guò)干法脫硫塔，在脫硫塔中與塔內(nèi)裝填的固體氧化鐵脫硫劑接觸，硫化氫與脫硫劑中氧化鐵（Fe2O3）的水合物和水合物發(fā)生下列脫硫反應(yīng)：Fe2O3.H2O+3H2S= Fe2S3.H2O+3H2OFe2O3.H2O+3H2S=2 FeS+S+4H2O通過(guò)如上化學(xué)反應(yīng)，氣相中的硫化氫被脫除，氣體得到凈化；固相脫硫劑中有效組分氧化鐵水合物和水合物被消耗，當(dāng)出口硫化氫超標(biāo)時(shí)，此時(shí)便要與系統(tǒng)隔離用空氣進(jìn)行再生；按如下反應(yīng)進(jìn)行：Fe2S3.H2O+3/2O2= Fe2O3.

6、H2O+3S2FeS + H2O +3/2O2= Fe2O3.H2O+2S經(jīng)過(guò)多次脫硫再生，當(dāng)硫容大于30%后便報(bào)廢，更換新脫硫劑。初步設(shè)計(jì)采用濕法脫硫采用栲膠法（或888法）脫硫，自吸空氣再生及硫分離新工藝。二、脫硫工藝方案1、工藝流程簡(jiǎn)介1.1氣體流程：來(lái)自流化床煤氣5Kpa左右，溫度50左右的煤氣送至冷去器內(nèi)將煤氣溫度降低至40-45然后進(jìn)入脫硫塔，由下部進(jìn)入脫硫塔，在脫硫塔內(nèi)煤氣與脫硫液逆流接觸，氣體中的硫化氫被吸收， 脫除硫化氫的氣體（硫化氫50mg/ Nm3）經(jīng)過(guò)上部分離層初步捕除霧狀脫硫液，在通過(guò)捕分離器分離氣體中夾帶一些微量的單體硫顆粒與霧沫狀的脫硫液，合格潔凈的煤氣

7、去后工段。1.2脫硫液流程：由脫硫塔底部出來(lái)的脫硫液（俗稱富液），經(jīng)塔出口調(diào)節(jié)閥到富液槽，在富液槽內(nèi)脫硫液降壓閃蒸出少量溶解的氣體，同時(shí)脫硫富液經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的緩沖熟化，被再生泵加壓至0. 5Mpa送到氧化槽頂部空氣噴射器，空氣噴射器將空氣吸引入噴射器內(nèi)與脫硫富液混合進(jìn)入氧化槽下部，在氧化槽內(nèi)脫硫富液中的HS與氧發(fā)生析硫反應(yīng)，生成的單質(zhì)硫聚合并被空氣浮選出來(lái)，同進(jìn)利用吸入的空氣將還原態(tài)的脫硫催化劑氧化成氧化態(tài)，溶液得以再生。再生合格的脫硫液（俗稱貧液）從氧化槽中部出來(lái)去貧液槽，貧液槽中的貧液經(jīng)脫硫泵加壓后送入脫硫塔頂部循環(huán)使用。由氧化槽頂部浮選出來(lái)的硫泡沫溢流至硫泡沫收集槽，經(jīng)泡沫泵加壓后去硫泡

8、沫過(guò)濾系統(tǒng)，然后通過(guò)壓濾機(jī)將過(guò)濾的硫膏進(jìn)行壓濾成塊。出來(lái)后的硫塊可以外供出售，作為脫硫系統(tǒng)的附價(jià)值產(chǎn)品。過(guò)濾后的脫硫清液經(jīng)沉淀池沉淀后，返回溶液系統(tǒng)。2、脫硫規(guī)模2.1基本情況根據(jù)招標(biāo)書(shū)要求處理氣量為35000Nm3，全部經(jīng)過(guò)脫硫處理，脫硫設(shè)計(jì)處理氣量最大富裕值為10%。2.2總體設(shè)計(jì)方案結(jié)合發(fā)生爐煤氣的特點(diǎn)，并在設(shè)計(jì)上作到方便操作，方便維修，該煤氣脫硫采用如下總體設(shè)計(jì)：1采用濕式氧化法脫硫，能滿足用戶對(duì)脫硫精度的要求；2為節(jié)省場(chǎng)地，方便生產(chǎn)平衡，脫硫、再生、硫泡沫的處理各設(shè)置一套；3為了減小對(duì)環(huán)境的污染，脫硫液封閉運(yùn)行，硫泡沫采用機(jī)械過(guò)濾法，無(wú)脫硫殘液產(chǎn)生，整個(gè)脫硫系統(tǒng)無(wú)廢水外排；4采用專用

9、硫泡沫過(guò)濾機(jī)處理硫泡沫，過(guò)濾后的硫膏成塊狀，含水量在25%左右，過(guò)濾后的清液懸浮硫低于0.5%。三、設(shè)備技術(shù)規(guī)格及功能描述1、脫硫塔本裝置是進(jìn)行脫硫反應(yīng)設(shè)備，氣體由下而上，經(jīng)過(guò)塔內(nèi)裝填的填料，充分與分散到填料表面的脫硫液接觸進(jìn)行化學(xué)吸收反應(yīng)，氣體中的硫化氫被脫除，硫化氫被轉(zhuǎn)化為硫氫酸鹽，存在液相中，被脫除硫化氫的氣體從塔頂出去；液體從塔頂加入，經(jīng)過(guò)良好的分布裝置，分散到填料上，從上到下，最后從塔底排出進(jìn)入再生系統(tǒng)。2、氧化槽（再生器）經(jīng)脫硫塔內(nèi)吸收了硫化氫的脫硫液，硫化氫轉(zhuǎn)化為硫氫酸鹽存在液相中，在催化劑的催化氧化作用下，生成單體硫，同時(shí)催化劑由氧化態(tài)變?yōu)檫€原態(tài)；溶液中的單體硫如何“取”出來(lái)？

10、還原態(tài)的催化劑如何變?yōu)檠趸瘧B(tài)循環(huán)使用？這都是通過(guò)氧化槽來(lái)實(shí)現(xiàn)；從塔底出來(lái)的脫硫液到再生泵，通過(guò)泵加壓到0. 5Mpa，進(jìn)入氧化槽頂部的噴射器,通過(guò)噴射器的自吸作用,吸入足量的空氣，由上至下氣液混合物共同進(jìn)入氧化槽的底部，液體由氧化槽中部溢流出來(lái)，由底到中部的過(guò)程中，通過(guò)布?xì)獍遄饔檬箽庖撼浞纸佑|，還原態(tài)的催化劑被氧化成氧化態(tài)，同時(shí)單體硫聚合并被吸入的空氣形成硫泡沫從溶液中浮選出來(lái)，浮選出來(lái)的硫泡沫由氧化槽上部溢流堰溢流進(jìn)入硫泡沫槽。3、貧液槽（池）從再生器出來(lái)的脫硫液已再生合格，進(jìn)入貧液槽（池）通過(guò)脫硫泵加壓送到脫硫塔循環(huán)使用；貧液槽（池）起液體緩沖作用。4、富液槽（池）從脫硫塔出來(lái)的脫硫液需進(jìn)

11、行再生，脫硫液通過(guò)富液槽（池）經(jīng)再生泵加壓送到再生器進(jìn)行再生；富液槽（池）起液體緩沖閃蒸和提高脫硫液“熟化程度”的作用；5、脫硫泵、再生泵脫硫泵是將氧化槽再生好的脫硫液加壓輸送到脫硫塔；再生泵是脫硫塔內(nèi)脫除硫化氫的脫硫液加壓送到氧化槽；硫泡沫泵將硫泡沫送至硫泡沫過(guò)濾系統(tǒng)。清液泵將各類排放液和配制液送入系統(tǒng)。6、硫泡沫過(guò)濾系統(tǒng)脫除硫化氫后脫硫液再生將產(chǎn)生大量硫泡沫，通過(guò)該系統(tǒng)可將其分離為含水量小于30%的硫膏付產(chǎn)物外售,并將過(guò)濾后的清液回收回系統(tǒng)。7、工藝管網(wǎng)脫硫島內(nèi)設(shè)煤氣管網(wǎng)，蒸汽管網(wǎng)，站內(nèi)水管網(wǎng)，站內(nèi)軟水管網(wǎng)，脫硫液管網(wǎng)；8、防腐、保溫8.1所有設(shè)備外保溫部分刷防銹漆兩遍；無(wú)保溫外表刷防銹漆

12、兩遍，面漆兩遍；面漆顏色按規(guī)定或由業(yè)主確定。8.2所有碳鋼設(shè)備內(nèi)部作人工電動(dòng)工具除銹，環(huán)氧樹(shù)脂防腐。8.3站內(nèi)蒸汽管線、脫硫水管線等采用玻璃絲布外保溫。9、工藝布置各運(yùn)轉(zhuǎn)泵、過(guò)濾系統(tǒng)、地下槽、溶液配制系統(tǒng)、電儀控制采取室內(nèi)布置，其余設(shè)備均在室外露天布置。10、建筑結(jié)構(gòu)脫硫廠房為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)；屬乙類火災(zāi)危險(xiǎn)的生產(chǎn)廠房，耐火等級(jí)不低于二級(jí)。11、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量備注1處理煤氣量m3/h35000標(biāo)況2入口H2S濃度mg/Nm350003脫硫效率%984脫除H2S量kg/h1715出口H2S濃度mg/Nm31006入口煤氣溫度507出口煤氣溫度428系統(tǒng)壓力損失Pa2

13、0009PH值8-910硫磺產(chǎn)量kg/天410011年運(yùn)行費(fèi)用萬(wàn)元177.7512脫硫成本元/Nm3煤氣0.006513年利用數(shù)天30014裝置負(fù)荷適應(yīng)范圍%4011015裝置使用壽命年1516裝置可利用率%98四、電氣控制方案1、概述脫硫站控制系統(tǒng)全部設(shè)置二層，采用工控機(jī)控制，實(shí)時(shí)顯示整體運(yùn)行和設(shè)備運(yùn)行情況?？刂剖覂?nèi)設(shè)置PLC控制柜，內(nèi)裝PLC控制器，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)主要設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作及數(shù)據(jù)顯示、報(bào)警、控制等。 PLC控制器采用S7-300系列，控制的實(shí)時(shí)性強(qiáng)，系統(tǒng)的開(kāi)放性好，性能的價(jià)格比優(yōu)，操作簡(jiǎn)單，編程簡(jiǎn)易，可在線修改或調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)?？紤]到控制系統(tǒng)的安全及可靠性,信號(hào)光電隔離及具有自動(dòng)

14、尋檢并故障報(bào)警功能。2、電氣控制具體控制方案2.1動(dòng)力配電柜具有配電、完成設(shè)備電機(jī)的起動(dòng)、正常運(yùn)行、短路及過(guò)載保護(hù)、停止等功能；2.2儀表盤(pán)上設(shè)有儀表，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、超限報(bào)警、連鎖控制等功能；2.3水泵控制采用集中控制和現(xiàn)場(chǎng)操作。2.4主要風(fēng)機(jī)、水泵、加壓機(jī)等設(shè)備配備現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)箱，能現(xiàn)場(chǎng)就地、集中操作。2.5現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置可燃、有毒氣體檢測(cè)設(shè)備。2.6脫硫設(shè)備配備現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)箱，能現(xiàn)場(chǎng)就地、集中操作。2.7自動(dòng)化系統(tǒng)主要由PLC、操作員站、檢測(cè)設(shè)備等組成。2.8數(shù)據(jù)采集主要由PLC、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表、壓力傳感器等完成。2.9PLC可實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作方式選擇、邏輯/連鎖控制等功能。3、自動(dòng)化儀表選型原

15、則3.1溫度儀表采用符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的熱電阻、熱電偶。防爆要求為本質(zhì)安全型3.2壓力儀表采用壓力變送器，防爆要求為本質(zhì)安全型。3.3液位測(cè)量一般選用壓力變送器，防爆要求為本質(zhì)安全型（EXia）。3.4儀表的信號(hào)制為420mA。3.5所有現(xiàn)場(chǎng)儀表選用國(guó)優(yōu)或合資以上產(chǎn)品。4、電氣、系統(tǒng)接地4.1低壓供電系統(tǒng)采用三線五線制。4.2自動(dòng)化、儀表系統(tǒng)接地采用獨(dú)立接地方式。4.3系統(tǒng)接地符合國(guó)家規(guī)范對(duì)接地電阻要求。4.4防雷接地系統(tǒng)符合國(guó)家規(guī)范設(shè)計(jì)。4.5電氣控制箱、柜、開(kāi)關(guān)按使用環(huán)境，確定其安全防護(hù)等級(jí)，并能滿足國(guó)家規(guī)范。5、工藝監(jiān)測(cè)點(diǎn)（表）類別名稱儀表安裝位置報(bào)警及顯示中央控制盤(pán)現(xiàn)場(chǎng)脫硫塔 煤氣進(jìn)口溫度

16、顯示煤氣進(jìn)口壓力顯示煤氣出口溫度顯示煤氣出口壓力顯示富液槽（池）溶液溫度顯示液位顯示貧液槽液位顯示氧化槽壓力顯示再生泵出口壓力 流量顯示脫硫泵出口壓力流量顯示補(bǔ)液泵出口壓力流量顯示硫泡沫泵出口壓力流量顯示五、公用工程消耗1、用電設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量單臺(tái)容量總?cè)萘繉?shí)際使用備注1脫硫泵2臺(tái)250500250連續(xù)運(yùn)行2再生泵2臺(tái)250500250連續(xù)運(yùn)行3硫泡沫泵50SYA65-18.52臺(tái)18.53718.5連續(xù)運(yùn)行4補(bǔ)液泵DYC50-1602臺(tái)5.5115.5間斷運(yùn)行5攪伴器JBZ-10002臺(tái)2.24.42.2運(yùn)行6過(guò)濾機(jī)F=100m21臺(tái)2.22.22.2間斷運(yùn)行7加藥泵2臺(tái)5.5115.5

17、8循環(huán)泵2臺(tái)55110558其它（檢修、照明、電動(dòng)閥等）套4040間斷運(yùn)行合計(jì)1215.6628.9注：間斷運(yùn)行設(shè)備每天運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)12小時(shí)。2、給水脫硫需軟化水、生產(chǎn)用水，用水量如下：序號(hào)名稱數(shù) 據(jù)1軟化水1m3/h2工業(yè)水1m3/h3、蒸汽，壓縮空氣壓縮空氣用于脫硫催化劑的活化用。序號(hào)名稱規(guī)格數(shù) 據(jù)1壓縮空氣0.30.5 Mpa720Nm3/天2蒸汽0.30.5 Mpa1000公斤/h4、脫硫劑與催化劑消耗壓縮空氣用于脫硫催化劑的活化用。序號(hào)名稱規(guī)格數(shù) 據(jù)1純堿純度90以上0.8噸2催化劑8881.37Kg六、運(yùn)行綜合分析1、費(fèi)用指標(biāo)（1）、電費(fèi)：0.5元/度（2）、水費(fèi)：工業(yè)水3.0元

18、/噸，（3）、純堿：1500元/噸（4）、壓縮空氣：0.1元/Nm3（5）、采用888法脫硫：888：380元/Kg（6）、年運(yùn)行時(shí)間：按8000小時(shí)計(jì)算。2、脫硫人員安排表序號(hào)崗位名稱一班二班三班預(yù)備班合計(jì)1技術(shù)員11142值班長(zhǎng)（兼安全員）與煤制氣共用3操作工111144化驗(yàn)員與煤制氣共用5電工與煤制氣共用6機(jī)修工與煤制氣共用7救護(hù)與煤制氣共用總計(jì)83、日運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算序號(hào)名稱每天消耗量單價(jià)(元/單位)價(jià)格（元）1電10560度0.552802工業(yè)水24噸3.0725壓縮空氣720Nm30.1725純堿0.815005256催化劑8881.373805207維修2408工資43000元/月

19、4009合計(jì)7109注：l 工資按4人計(jì)，每人月：3000元；l 維修費(fèi)按：8萬(wàn)元每年計(jì)。l 說(shuō)明：上表中日運(yùn)行費(fèi)用是理論計(jì)算，實(shí)際運(yùn)行日運(yùn)行成本約為理論計(jì)算的75%，即5333元。年運(yùn)行成本按8000小時(shí)計(jì)算約為177.75萬(wàn)元。七、設(shè)備明細(xì)表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格及型號(hào)單位數(shù)量重量（約T）備注一間接冷卻器2700×11000臺(tái)135材質(zhì)：Q235B；底板20，頂板12二脫硫塔5200×31000臺(tái)11001塔體材質(zhì)：Q235B底板25，頂板12，筒體16,14,12 環(huán)氧樹(shù)脂防腐2填料支撐套1材質(zhì)：Q235B 環(huán)氧樹(shù)脂防腐3氣體分布器套1材質(zhì)：Q235B 環(huán)氧樹(shù)脂防腐4液體分

20、布器套1材質(zhì)：Q235B無(wú)縫管 環(huán)氧樹(shù)脂防腐5填料套1聚丙烯環(huán) ；高度9米 230m3三再生槽12000/10000臺(tái)165材質(zhì)：Q235B底板20，頂板12，筒體16,14,12環(huán)氧樹(shù)脂防腐1塔體材質(zhì)：Q235B2再生槽布液器套1材質(zhì)：Q235B 環(huán)氧樹(shù)脂防腐3伴熱器套1材質(zhì)：Q235B無(wú)縫管 環(huán)氧樹(shù)脂防腐4噴射器套1材質(zhì)：Q235B 環(huán)氧樹(shù)脂防腐5液位調(diào)節(jié)器套1材質(zhì)：Q235B 環(huán)氧樹(shù)脂防腐四富液池伴熱套1材質(zhì)：Q235B 無(wú)縫管 環(huán)氧樹(shù)脂防腐五貧液池伴熱套1材質(zhì)：Q235B無(wú)縫管 環(huán)氧樹(shù)脂防腐六配液槽2800套1材質(zhì)：Q235B 環(huán)氧樹(shù)脂防腐七捕滴器5200套115材質(zhì)：Q235B底板20，頂板12，筒體12環(huán)氧樹(shù)脂防腐1筒體材質(zhì)：Q235B2填料50m3八運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備1脫硫泵Q=1050m3/h P=250KW H=54m套2開(kāi)1備1 防爆電機(jī)2再生泵Q=1050m3/h P=250KW H=54m套2開(kāi)1備1防爆電機(jī)3泡沫泵Q=30m3/h P=18.5KW H=60m套2開(kāi)1備1防爆電機(jī)4清液泵Q=50m3/h P=7.5KW H=30m套2開(kāi)1備1防爆電機(jī)5