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    以氨為堿源的焦?fàn)t煤氣絡(luò)合鐵脫硫設(shè)計(jì)原則

                              

                              
    
                              
    
                              
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    科研動(dòng)態(tài)

                              

                              

                              
    
                              
    
                              
    
                              
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                              2024-04-09 08:59
                              

                              

                              
    
                              
    
                              
    
                              
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                              焦?fàn)t煤氣脫硫采用氨作堿源在國內(nèi)已經(jīng)有十幾年了，經(jīng)過十幾年的運(yùn)行實(shí)踐，暴露了在設(shè)計(jì)方面的諸多問題，導(dǎo)致脫硫效率低下，其脫硫后煤氣的H2S含量甚至難以達(dá)到工業(yè)燃?xì)釮2S含量（≤100mg/m3）的要求，有的只能達(dá)到200-300 mg/m3，甚至500 mg/m3以上。
                              


                               
                              

                              


                              焦?fàn)t煤氣脫硫在總體構(gòu)思上應(yīng)確立以下基本原則：
                              


                              1、以實(shí)現(xiàn)脫硫過程低溫化為基礎(chǔ)，提高脫硫溶液的堿度，乃是提高氨作堿源氧化法脫硫效率的關(guān)鍵所在。
                              


                              

                              過去在氨作堿源的脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有些沒有配置煤氣預(yù)冷卻設(shè)備，有些只配置了直接式煤氣預(yù)冷卻設(shè)備，以致難以實(shí)現(xiàn)脫硫過程低溫化。
                              


                               
                              

                              


                              2、以系統(tǒng)工程的角度，脫硫過程低溫化，不是僅僅脫硫系統(tǒng)本身就能完成的，也涉及煤氣的初冷過程，否則煤氣中焦油和萘也會(huì)在脫硫系統(tǒng)當(dāng)煤氣冷卻時(shí)析出而致低溫化難于實(shí)現(xiàn)。因此，鼓冷工段也要配合，脫硫過程低溫化才有保證。
                              


                              

                              基于近些年在氨作堿源氧化法脫硫系統(tǒng)中不設(shè)置煤氣預(yù)冷卻設(shè)備或設(shè)置直式煤氣預(yù)冷卻設(shè)備導(dǎo)致脫硫效率低下的教訓(xùn)，設(shè)置煤氣預(yù)冷卻設(shè)備已勢在必行，且摒棄直接式煤氣預(yù)冷卻設(shè)備也無可避免。在此基礎(chǔ)上，選擇間接橫管冷卻器作脫硫前煤氣預(yù)冷卻設(shè)備，作為實(shí)現(xiàn)脫硫過程低溫化的重要保證條件，也已經(jīng)是勢在必行。實(shí)踐證明，采取這種措施對于實(shí)現(xiàn)脫硫過程低溫化是完全正確的。
                              


                               
                              

                              


                              

                              3、擴(kuò)大可供向脫硫系統(tǒng)補(bǔ)充的氨資源，借以維持較高的脫硫液堿度。以擴(kuò)大向脫硫系統(tǒng)補(bǔ)充氨作為提高脫硫效率的補(bǔ)充手段。
                              

                              


                              脫硫液中的氨含量與煤氣中的氨含量處于一種接近動(dòng)平衡狀態(tài)，當(dāng)液相中氨含量高于平衡氨含量時(shí)則多余的氨逸入煤氣進(jìn)入下一工序—硫銨；而當(dāng)液相中氨含量低于平衡氨含量時(shí)，則從煤氣中吸收氨，至液相氨含量達(dá)到與氣相氨含量近于平衡為止。
                              


                              

                              前者由于向系統(tǒng)補(bǔ)充了氨，脫硫液中氨濃度較高，且補(bǔ)充氨越多液相氨含量也越高，這只是一種液相中氨含量的的宏觀趨勢。具體的對液相中氨濃度的影響還是決定于系統(tǒng)溫度，系統(tǒng)溫度越低則液相中氨含量也越高，因此過程低溫化是決定性的，過程低溫化是提高脫硫液堿度，進(jìn)而提高脫硫效率的最有效手段。
                              


                               
                              

                              


                              4、適當(dāng)增大脫硫溶液的循環(huán)流量，并相應(yīng)增加循環(huán)脫硫液冷卻設(shè)備的能力，確保脫硫過程低溫化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
                              


                              

                              適當(dāng)增大脫硫液循環(huán)量有利于增大H2S的吸收推動(dòng)力，分段吸收可以為增加脫硫液循環(huán)量創(chuàng)造有利條件。
                              


                               
                              

                              


                              5、實(shí)現(xiàn)真正意義上的煤氣兩級(jí)串聯(lián)脫硫，為保持硫化氫吸收推動(dòng)力最大化和液相中硫化氫解離度最大化創(chuàng)造條件。
                              


                              煤氣脫硫過程中H2S的吸收效率，在一定的設(shè)備條件下，決定定于吸收推動(dòng)力。因此保持H2S吸收推動(dòng)力的最大化是提高脫硫效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
                              


                              

                              脫硫過程H2S吸收的初始階段是氣膜控制的物理吸收過程，其平衡條件受亨利定律支配，故除受已述及的溫度條件影響外，還受控于氣液相中初始和最終H2S的含量。顯然，分段吸收對控制脫硫液堿度和脫硫劑濃度提供了有利條件，能夠最大限度的提高H2S脫硫液中的解離度和H2S的氧化速率，從而降低液相表面H2S的分壓，進(jìn)而有利于提高H2S的吸收推動(dòng)力。
                              


                               
                              

                              


                              6、選擇性能優(yōu)越的絡(luò)合鐵脫硫劑作本系統(tǒng)的脫硫劑。
                              


                              脫硫劑在脫硫過程中，承載著HS-選擇性迅速氧化，從而使H2S的吸收和在液相中的解離擺脫了平衡的制約，起著承前啟后的重要作用，并最終改變H2S吸收過程的性質(zhì)。
                              

                              

                              
 
                              

                              
    
                              
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