脫硫脫碳工段1

脫硫-脫碳工段主講教師：王小瑞學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握脫硫-脫碳工段基本理論

學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、濕法脫硫二、脫碳

1變換氣濕法脫硫因煤中含有一定量的硫，在煤氣生產(chǎn)過(guò)程中，硫與氫氣反應(yīng)而生成H2S，H2S屬酸性氣體對(duì)設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重，且會(huì)引起合成系統(tǒng)的催化劑中毒，故必須優(yōu)先脫除。在工業(yè)生產(chǎn)中，變換后的粗原料氣先經(jīng)濕法脫硫。濕法脫硫的主要優(yōu)點(diǎn)在于：首先脫硫劑為液體，便于輸送；其次，脫硫劑較易再生，可以降低裝置的運(yùn)行成本。第三，濕法脫硫不受催化劑使用周期的干擾，可以保持較穩(wěn)定的脫硫效率，可以實(shí)現(xiàn)裝置長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行。因此，濕法脫硫廣泛應(yīng)用于以煤為原料以及含硫較高的重油、天然氣為原料的生產(chǎn)流程中。當(dāng)氣體凈化度要求很高時(shí)，可在濕法脫硫之后串聯(lián)干法脫硫，通過(guò)多級(jí)脫硫，使原料氣體滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。2濕式氧化法脫硫的基本原理（1）

吸收的基本原理及吸收劑的選擇硫化氫是酸性氣體，其水溶液呈酸性，吸收過(guò)程可表示為：H2S(g)→H++HS-H++OH-(堿性吸收劑）→H2O(2)再生的原理與催化劑的選擇堿性吸收劑只能將原料氣中的硫化氫吸收到溶液中，不能使硫化氫氧化為單質(zhì)硫。因此需要借助其他物質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常是在溶液中添加催化劑為載氧體，氧化態(tài)的催化劑將硫化氫氧化為單質(zhì)硫，其自身呈還原態(tài)。還原態(tài)催化劑在再生時(shí)被空氣中的氧氧化后恢復(fù)氧化能力，如此循環(huán)使用。此過(guò)程可表示為：載氧體（氧化態(tài)）+H2S→S+載氧體（還原態(tài)）載氧體（還原態(tài)）+1/2O2→H2O+載氧體（氧化態(tài)）總反應(yīng)式：硫化氫在載氧體和空氣的作用下發(fā)生如下反應(yīng)：H2S+1/2O2（空氣）→S↓+H2O3濕法脫硫工藝流程經(jīng)變換后粗原料氣進(jìn)入變換氣脫硫塔，吸收了硫化氫的富液，由富液泵打入噴射器，吸入空氣后進(jìn)入富液槽。脫硫液在空氣的作用下，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)而得到再生。再生后的貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入貧液槽，再由貧液泵送入脫硫塔循環(huán)使用。富液中的硫，以泡沫的形式，由槽頂溢流入硫泡沫貯槽，再進(jìn)入熔硫釜，熔融狀態(tài)的硫冷卻后得到固態(tài)的硫磺，硫磺可作為生產(chǎn)硫酸或其他含硫產(chǎn)品的原料（富液再生和單質(zhì)硫回收利用的流程在本裝置中沒(méi)有設(shè)計(jì)）。4變換氣干法脫硫經(jīng)濕法脫硫后，最終以干法脫硫，使原料氣中的硫化物含量小于0.1cm3/m3，方可送往甲醇合成工序。4.1、干法脫硫的基本原理（1）氫氧化鐵法用氫氧化鐵法脫出硫化氫，反應(yīng)方程式如下：2Fe(OH)3+H2S→Fe2S3+6H20氫氧化鐵脫硫劑組成為aFe2O3˙xH2O，脫硫劑需要適宜的含水量，最好為30%-50%，否則會(huì)降低脫硫率。（2）

活性炭法

氧化法脫硫，借助于氨的催化作用，硫化氫和硫氧化碳被氣體中存在的氧所氧化，反應(yīng)方程式如下：

H2S+1/2O2→S+H2OCOS+1/2O2→S+CO2

反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步是活性炭表面化學(xué)吸附氧，形成表面氧化物，這一步反應(yīng)速率極快；第二步是氣體中的硫化氫分子與化學(xué)吸附態(tài)的氧反應(yīng)生成硫與水，速度較慢，反應(yīng)速率由第二步確定。5干法脫硫工藝流程經(jīng)變換器脫硫塔之后的粗原料氣，經(jīng)精脫硫塔A、B通過(guò)氫氧化鐵法和活性炭法使原料氣中的硫化氫含量小于0.1cm3/m3。6脫碳以重油和煤、焦為原料制得的原料氣中，含有一定量的CO2氣體，而CO2在合成甲醇生產(chǎn)中是過(guò)剩的，合成甲醇時(shí)氫碳比太低，對(duì)合成反應(yīng)極為不利。因此，這部分二氧化碳必須從系統(tǒng)中脫除。7NHD法脫碳的基本原理聚乙二醇二甲醚（NH