H2S脫除技術(shù)方案三種

1、含硫化氫廢氣脫除工藝技術(shù)方案洛陽(yáng)市天譽(yù)環(huán)保工程有限公司2012年9月目錄第一章工程概況第二章設(shè)計(jì)方案1.第三章工藝介紹2.方案1:氨吸收氧化及副產(chǎn)品回收工藝21.工藝原理2.2工藝流程2.3裝置組成5.4投資預(yù)算5.5經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益7.方案2:焚燒及余熱利用工藝8.1工藝原理8.2裝置組成9.3投資預(yù)算9.4運(yùn)行費(fèi)用10方案3:非水溶液中一步法氧化及硫回收工藝111工藝原理1.12工藝流程1.1第四章工藝對(duì)比1.41氨吸收氧化及副產(chǎn)品回收工藝1.42原料氣焚燒及余熱利用工藝1.53非水溶液中一步法硫回收新工藝1.5第一章工程概況根據(jù)甲方提供資料，待處理氣體（下稱原料氣）含H2s約40%、CO2約

2、60%,以及其他少量的CO、H2、CH4、N2、CH3OH。H2s為酸性、惡臭氣體，對(duì)環(huán)境的污染影響極大，而CO2的環(huán)境危害則相對(duì)較小。為了保護(hù)環(huán)境并改善生產(chǎn)條件，使排放氣體達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，需設(shè)計(jì)配套裝置進(jìn)行凈化處理。要求裝置建設(shè)完成后，排放的氣體指標(biāo)能夠符合國(guó)家和地方的環(huán)境保護(hù)政策及污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)新增“三廢”產(chǎn)生，并進(jìn)行硫回收，以利于企業(yè)發(fā)展和環(huán)境改善。第二章設(shè)計(jì)方案原料氣參數(shù)：溫度：35.55C,壓力：230kPa（絕），流量：175.72kmol/h。組成（摩爾分率）:CO:0.0094,H2：0.0051,CO2:61.4232,CH4：0.0090,N2：1.9495,H2S:

3、36.5197,CH3OH:0.0841。根據(jù)氣體成分并結(jié)合我公司技術(shù)資源，設(shè)計(jì)三套技術(shù)方案：1 .氨吸收氧化及副產(chǎn)品回收工藝；.原料氣焚燒及余熱利用工藝；2 .非水溶液中一步法氧化及硫回收工藝。第三章工藝介紹方案1:氨吸收氧化及副產(chǎn)品回收工藝1工藝原理利用一定濃度的氨水噴淋洗滌原料氣，氨水與原料氣中的硫化氫發(fā)生酸堿中和反應(yīng)生成多硫化鏤，再用一定濃度的硫酸加入吸收了硫化氫的洗滌液中，硫酸與多硫化鏤發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸鏤、單質(zhì)硫等，最后回收單質(zhì)硫和硫酸鏤。涉及的主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下：H2s+2NH3?H2O=(NH4)2S+2H2OH2s+NH3?H2O=NH4HS+H2OCO2+NH3

4、?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+2H2O+2CO22工藝流程本工藝裝置可分以下3個(gè)部分：(1)吸收劑配置：使用稀氨水作為吸收劑。外購(gòu)濃度較高的氨水由泵卸至氨水儲(chǔ)罐中儲(chǔ)存，根據(jù)使用量用泵打到稀氨水儲(chǔ)罐中，加入水稀釋到一定濃度。吸收塔投入使用時(shí)，由泵持續(xù)或間斷送到吸收塔，通過(guò)噴淋裝置淋洗原料氣。(2)原料氣凈化：原

5、料氣從吸收塔下部進(jìn)入吸收塔內(nèi)，與從吸收塔頂部噴淋而下的稀氨水逆向接觸，原料氣中的硫化氫溶于噴淋液中并與其中的氨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成多硫化鏤，隨噴淋液降到吸收塔底部，形成多硫化鏤和氨的混合液，而原料氣中的不溶或難溶于水的成分則從吸收塔頂部離開(kāi)。吸收塔運(yùn)行初期，底部混合液中多硫化鏤濃度較低，再通過(guò)循環(huán)泵再打到塔頂，進(jìn)行循環(huán)噴淋。隨著原料氣的不斷通入，混合液中多硫化鏤濃度逐漸增大，但達(dá)到一定濃度后，從循環(huán)泵出口截取，排到氧化反應(yīng)釜中，而吸收硫化氫消耗的稀氨水則視循環(huán)液中的含量補(bǔ)充。原料氣經(jīng)過(guò)吸收塔淋洗后，原料氣得到凈化，符合環(huán)保排放要求，最后排往大氣中，也可通過(guò)捕液器除去水分后，排到后續(xù)工序。根據(jù)原料

6、氣中硫化氫氣體及其它酸性氣體含量，可設(shè)計(jì)成2臺(tái)或3臺(tái)吸收塔連續(xù)吸收，并調(diào)整稀氨水濃度，以達(dá)到要求的脫除效率。(3)副產(chǎn)品回收：從吸收塔排出的多硫化鏤含量較高的溶液進(jìn)入反應(yīng)釜中，并加入適量的濃硫酸。在反應(yīng)釜中，多硫化鏤與硫酸發(fā)生氧化還原發(fā)應(yīng)，生成單質(zhì)硫和硫酸鏤及其它副產(chǎn)物，如水、二氧化碳等。硫酸稀釋及氧化還原反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溶液中的水分大部分被蒸發(fā)，難溶于水的單質(zhì)硫逐漸析出，經(jīng)過(guò)離心機(jī)分離后，作為副產(chǎn)品硫磺，而硫酸鏤母液則輸送到蒸發(fā)系統(tǒng)，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，最后再用離心機(jī)分離回收，經(jīng)干燥、包裝得到第二種副產(chǎn)品硫酸鏤。通過(guò)該工藝，原料氣中的硫化氫被吸收、凈化后，排放氣滿足環(huán)保排放指標(biāo)，同時(shí)，吸收的硫

7、化氫最終轉(zhuǎn)化為硫磺和硫酸鏤，實(shí)現(xiàn)較高的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。工藝流程見(jiàn)圖1所示。凈化氣吸收塔硫酸鏤干燥、包裝離心機(jī)圖1硫化氫脫除及副產(chǎn)品回收工藝流程圖本工藝主要有以下兩個(gè)特點(diǎn)：(1)硫化氫脫除效率高。根據(jù)原料氣硫化氫含量，設(shè)計(jì)采用三臺(tái)吸收連續(xù)吸收，前兩臺(tái)塔采用稀氨水做吸收劑，吸收硫化氫，第三臺(tái)用水做吸收劑，以吸收可能逃逸的氨氣，確保尾氣達(dá)標(biāo)排放。(2)硫回收率高，原料利用率高。吸收的硫化氫、吸收劑氨和氧化劑硫酸最終轉(zhuǎn)化為兩種副產(chǎn)品：硫磺和硫酸鏤，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。(3)適用性強(qiáng)。對(duì)于不同硫化氫含量的原料氣，調(diào)整吸收塔操作液氣比、稀氨水濃度等即可。3裝置組成該套裝置含有幾組吸收塔、氧化反應(yīng)釜、離心機(jī)、蒸發(fā)

8、器，以及吸收劑、氧化劑和母液儲(chǔ)存罐(梢)以及氣體增壓風(fēng)機(jī)、液體輸送泵、閥門、管道等設(shè)備組成。4投資預(yù)算主要設(shè)備及其他投資項(xiàng)目見(jiàn)表1。表1主要設(shè)備及其他投資項(xiàng)目一覽表1丁P設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量單價(jià)/萬(wàn)元*總價(jià)/萬(wàn)元備注一、設(shè)備1吸收塔及組件190045503包括：吸收塔、減壓罐、填料、循環(huán)泵、增壓風(fēng)機(jī)、噴淋裝置、風(fēng)管、配套管件等2反應(yīng)釜16m3,搪瓷2含攪拌器3離心機(jī)1#沉降式，LW450X1800,處理量15t/h14離心機(jī)2#推料式，處理量9t/h15蒸發(fā)器三效蒸發(fā)，蒸發(fā)量9t水16硫酸儲(chǔ)槽硅酸鋁耐酸鉆砌成，加防腐層；300m310m*10m*3m25天儲(chǔ)存量7硫酸高位罐搪瓷，15m328濃氨水

9、儲(chǔ)罐100m342天儲(chǔ)存量9稀氨水罐70m320.3天用量，8須水罐10氨水回收罐16m3,中1800X5600111母液槽1#12m3,3000200020002000113硫磺包裝機(jī)產(chǎn)品量：2t/h1含干燥、自動(dòng)包裝14硫酸鏤包裝機(jī)產(chǎn)品量：4.5t/h1含干燥、自動(dòng)包裝15卸酸泵Q=35m3/h,H=2521用1備，卸硫酸16硫酸高位罐供給泵Q=10m3/h,H=2521用1備17濃氨水卸料泵Q=35m3/h,H=2521用1備，卸外購(gòu)氨水18濃氨水輸送泵Q=35m3/h,H=2521用1備，送至稀氨水罐19稀氨水輸送泵Q=35m3/h,H=2521用1備，送8%氨水20氨水回收泵Q=10

10、m3/h,H=2521用1備，送回收的氨水至稀釋罐21母液輸送泵Q=35m3/h,H=2521用1備，送硫酸鏤母液至蒸發(fā)器二、電氣、儀表及控制22電氣系統(tǒng)1傳動(dòng)設(shè)備供電和控制、檢修、照明等23自控系統(tǒng)1DCS/PLC控制系統(tǒng)24儀器、儀表1自控閥，溫度、壓力、流量、液位現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)傳、PH計(jì)等。25管道及其管件1包括手動(dòng)閥門、止回閥、安全閥、過(guò)濾器、法蘭、彎頭、異徑管等三、其它26土建及構(gòu)筑物施工、設(shè)備安裝127備品備件、工具等小件128防腐、保溫129包裝、運(yùn)輸、保險(xiǎn)130管網(wǎng)、輸電、道路設(shè)計(jì)、施工圖紙預(yù)算編制、試車及調(diào)試、技木使用和服務(wù)131管理、人員培訓(xùn)、工程監(jiān)理及質(zhì)檢132預(yù)備費(fèi)、不可預(yù)見(jiàn)

11、費(fèi)用、稅費(fèi)1合計(jì)注：設(shè)備價(jià)格非最終報(bào)價(jià)。5經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析見(jiàn)表2表2運(yùn)行經(jīng)濟(jì)表1丁P物料名稱單耗或產(chǎn)出年消耗或產(chǎn)出單價(jià)總價(jià)（萬(wàn)元）主要消耗180%H2SO43930.443kg/h29478.32t460元/噸1356.00282外購(gòu)18%氨水6060.547kg/h45454.10t400元/噸1818.16403稀釋水7575.684kg/h56817.63t1元/噸5.68184電500kw/h3750000kwh0.5元/kwh187.50005蒸汽9t/h67500t150元/噸1012.50006人工50人3500月227.5000合計(jì)4607.3486產(chǎn)出1硫磺2053.

12、456kg/h15400.92t1500元/噸2310.13792硫酸鏤4235.253kg/h31764.40t1000元/噸3176.4395合計(jì)5486.5774效益879.2288注：1.物料單價(jià)根據(jù)當(dāng)?shù)匦星椴▌?dòng)；2.按年運(yùn)行7500小時(shí)計(jì)算方案2:焚燒及余熱利用工藝1工藝原理將含硫化氫的原料氣引入焚燒爐中進(jìn)行焚燒，焚燒爐溫度為1250C,使硫化氫及原料氣中的可燃成分焚燒充分。焚燒系統(tǒng)生成的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)廢熱鍋爐進(jìn)行換熱，換熱后的低溫?zé)煔猓?80200C）進(jìn)入下一級(jí)煙氣管路系統(tǒng)進(jìn)入脫硫裝置。當(dāng)煙氣溫度偏高時(shí)，可通過(guò)混兌空氣以滿足后續(xù)設(shè)備工藝要求。廢熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽（1.1Mpa、18

13、7C）可并入蒸汽總管或至其他需加熱設(shè)備（如氨法脫硫系統(tǒng)的硫酸鏤回收蒸發(fā)器）。工藝流程見(jiàn)圖2所示。2裝置組成該套裝置主要由焚燒爐、廢熱鍋爐及其相關(guān)管道、電氣、儀表組成。(1)焚燒爐。主要包括燃燒器及爐體兩部分。(2)廢熱鍋爐3投資預(yù)算主要設(shè)備及其他投資項(xiàng)目見(jiàn)表3所示表3主要設(shè)備及其他投資項(xiàng)目一覽表1丁P設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量單價(jià)/萬(wàn)元總價(jià)/萬(wàn)元備注一、設(shè)備1焚燒爐2900X9000162t2燃燒器1500X30001含點(diǎn)火才制，8t3廢熱鍋爐3400X10000160t4風(fēng)機(jī)25材料1二、電氣、儀表及控制6電氣系統(tǒng)1傳動(dòng)設(shè)備供電和控制、檢修、照明等7自控系統(tǒng)1DCS/PLC控制系統(tǒng)8儀器、儀表1自控閥

14、，溫度、壓力、流量、液位現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)傳、PH計(jì)等。9管道及其管件1包括手動(dòng)閥門、止回閥、安全閥、過(guò)濾器、法蘭、彎頭、異徑管等三、其它10土建及構(gòu)筑物施工、設(shè)備安裝1含鍋爐廠房11備品備件、工具等小件112防腐、保溫113包裝、運(yùn)輸、保險(xiǎn)114管網(wǎng)、輸電、道路設(shè)計(jì)、施工圖紙預(yù)算編制、試車及調(diào)試、技術(shù)使用和服務(wù)115管理、人員培訓(xùn)、工程監(jiān)理及質(zhì)檢116預(yù)備費(fèi)、不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用、稅費(fèi)1合計(jì)4運(yùn)行費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用見(jiàn)表4表4運(yùn)行費(fèi)用及蒸汽產(chǎn)出表1丁P項(xiàng)目名稱消耗或產(chǎn)出年消耗或產(chǎn)出單價(jià)總價(jià)（萬(wàn)元）主要消耗1鍋爐給水12.803t/h96022.5t3.7元/噸35.52832氮?dú)?0Nm3/h600000Nm38元/

15、Nm3480.00003電40kw/h300000kwh0.5元/kwh15.00004開(kāi)，用燃料36000180000Nm30.8元/Nm38.64005點(diǎn)火用燃料4000080000Nm30.8元/Nm34.80006人工16人3500元/月72.8000合計(jì)616.7683產(chǎn)出低壓蒸汽12.163t/h91222.5t注：1.物料單價(jià)根據(jù)當(dāng)?shù)匦星椴▌?dòng)；2.按年運(yùn)行7500小時(shí)計(jì)算方案3:非水溶液中一步法氧化及硫回收工藝1 .工藝原理采用最新研發(fā)的固體分子篩催化劑，選用氧氣作為氧化劑，在氧化塔中將H2s直接氧化為單質(zhì)硫，用某種溶劑溶解生成的硫，經(jīng)過(guò)分離后，溶劑返回系統(tǒng)循環(huán)利用，而硫則結(jié)晶回

16、收?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式：2H2s+O2=2H2O+2S.工藝流程含硫化氫的酸性氣體與空氣充分混合后，進(jìn)入氧化塔，在催化劑的作用下硫化氫被氧直接氧化，生成單質(zhì)硫和水，脫硫的氣體經(jīng)除霧后從塔頂排出。含有單質(zhì)硫的非水相溶液從塔底排出，進(jìn)入閃蒸裝置，經(jīng)閃蒸及氣液分離后，回收溶液，不凝氣返回氧化塔。由閃蒸裝置出來(lái)的非水相溶液經(jīng)加壓、冷卻后送入結(jié)晶器中。結(jié)晶形成的單質(zhì)硫晶體經(jīng)離心分離、干燥后包裝。非水相溶液經(jīng)加熱緩沖，由循環(huán)泵打入氧化塔內(nèi)循環(huán)使用。工藝流程見(jiàn)圖3所示。低硫氣體圖3非水溶液中一步氧化法及硫回收工藝流程3投資預(yù)算主要設(shè)備及其他投資項(xiàng)目見(jiàn)表5所示。表5主要設(shè)備及其他投資項(xiàng)目一覽表1丁P設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)

17、量單價(jià)/萬(wàn)元總價(jià)/萬(wàn)元備注一、設(shè)備1氧化塔1600X50001含催化劑2閃蒸系統(tǒng)23氣液分離器V=2m324結(jié)晶器2.5t/h15冷卻器F=20m216加熱器F=20m217回收液中間罐V=12m318溶劑儲(chǔ)罐V=12m319離心機(jī)110硫磺包裝機(jī)產(chǎn)量：2.2t/h1含干燥器11結(jié)晶器循劃、泉Q=7m3/h,H=2021用1備12濾除液輸送泵Q=15m3/h,H=2021用1備13回收液輸送泵Q=20m3/h,H=2021用1備二、電氣、儀表及控制14電氣系統(tǒng)115自控系統(tǒng)116儀器、儀表117管道及其管件1三、其它18土建及構(gòu)筑物施工、設(shè)備安裝1含廠房19備品備件、工具等小件120防腐、保溫

18、121包裝、運(yùn)輸、保險(xiǎn)122管網(wǎng)、輸電、道路設(shè)計(jì)、施工圖紙預(yù)算編制、試車及調(diào)試、技術(shù)使用和服務(wù)123管理、人員培訓(xùn)1、工程監(jiān)理及質(zhì)檢124預(yù)備費(fèi)、不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用、稅費(fèi)1254運(yùn)行費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用見(jiàn)表6表6運(yùn)行費(fèi)用表1丁P項(xiàng)目名稱消耗或產(chǎn)出年消耗或產(chǎn)量單價(jià)總價(jià)（萬(wàn)元）主要消耗1蒸汽5t/h37500t150元/噸562.50002催化劑500萬(wàn)元/年500.00003電200kw/h1500000kwh0.5元/kwh75.00004溶劑20萬(wàn)元/年20.00005低壓循環(huán)水3t/h225001元/噸2.25006人工16人3500元/月72.8000合計(jì)1232.5500產(chǎn)出1硫磺2053.46kg/k15400.9t1500元/噸2310.1380合計(jì)2310.1380效益1077.5880注：1.物料單價(jià)根據(jù)當(dāng)?shù)匦星椴▌?dòng)；2.按年運(yùn)行7500小時(shí)計(jì)算第四章工藝對(duì)比三種工藝各有具優(yōu)缺點(diǎn)，具體采用何種工藝應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有條件進(jìn)行綜合選擇。1.氨吸收氧化及副產(chǎn)品回收工藝該工藝脫硫效率高，不使用催化劑，整個(gè)工藝建立在基本化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行設(shè)計(jì)、運(yùn)行時(shí)，控制相對(duì)簡(jiǎn)單，操作容易進(jìn)行。其缺點(diǎn)是用