【正文】 ............................ 11 低溫甲醇洗技術(shù)優(yōu)勢 ................................... 12 吸收能力大 ....................................... 12 選擇性好 ......................................... 12 凈化度高 ......................................... 13 操作費用低 ....................................... 13 3 城市煤氣凈化 ........................................... 14 影響凈煤氣總硫含量的因素 ............................. 14 溫度 ............................................ 14 壓力 ............................................ 14 甲醇的循環(huán)量和氣液比 .............................. 14 甲醇的質(zhì)量 ....................................... 14 粗煤氣中的氨含量 ................................. 15 粗煤氣中有機硫偏高 ............................... 15 操 作參數(shù)優(yōu)化 ........................................ 15 溫度的控制 ....................................... 15 壓力的選擇 ....................................... 16 合理調(diào)整甲醇循環(huán)量和氣液比 ........................ 16 嚴格保證甲醇質(zhì)量 ................................. 16 嚴格控制粗煤氣的雜質(zhì)含量 .......................... 16 低溫甲醇洗系統(tǒng)腐蝕問題和解決 ......................... 17 結(jié) 語 .............................................. 18 4 低溫甲醇洗工藝的技術(shù)特點 ................................ 18 5 低溫甲醇洗工藝的發(fā)展和改進 .............................. 19 林德低溫甲醇洗和魯奇低溫甲醇洗 ....................... 19 低溫甲醇洗裝置建設(shè) ................................... 19 技術(shù)發(fā)展和改進 ...................................... 19 流程不斷優(yōu)化，能量利用更加合理 .................... 19 提高操作靈活性，降低裝置投資 ...................... 20 針對生產(chǎn)中存在問題，采取相應(yīng)改進措施 ............... 20 設(shè)備方面的改進 ................................... 20 國內(nèi)對低溫甲醇洗工藝的消化和技術(shù)開發(fā) .................. 15 低溫甲醇洗裝置的建設(shè) .............................. 21 國產(chǎn) 化進程 ....................................... 21 裝置的技術(shù)改造 ................................... 22 存在問題及國產(chǎn)化建議 ................................. 17 6 煤氣凈化過程脫硫和脫碳工藝 .............................. 23 煤氣脫硫與 TGF 高效脫硫劑 ............................. 24 TGF 煤氣脫硫劑和 TGF 干法脫硫技術(shù) ................... 24 TGF 與國內(nèi)外氧化鐵脫硫劑綜合比較 ................... 25 TGF 煤氣高效脫硫劑應(yīng)用實例 ........................ 26 參考文獻 .................................................. 28 致 謝 .................................................. 29 1 煤氣凈化技術(shù) 煤炭氣化作為重要 的煤炭潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù)，在生產(chǎn)化工合成氣 (合成氨、甲醇 )、工業(yè)燃料氣、城市煤氣等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。以渣油和煤為原料的大型合成氨裝置上，大多采用種凈化工藝。但系統(tǒng)冷量由外部供給，也使操作調(diào)節(jié)相對靈活，并通過新型塔板的設(shè)計，提高了塔的操作彈性。上海化工研究院和浙江大學(xué)在工藝計算方面，南化研究院在熱力學(xué)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測定方面，蘭州設(shè)計院在氣液平衡計算數(shù)學(xué)模型及北京化工大學(xué)在氣液相平衡方面都做了大量的工作，大連理工大學(xué)在化工工藝模擬計算方面取得了較大的進展。大連冰山集團金州重型機器有限公司為上海焦化有限公司引進的林德公司低溫甲醇洗裝置制造了特大型成套設(shè)備，包括塔器、換熱器和罐類等共 23 臺 23 個種類，其中包括 H2S 濃縮塔、變換氣吸收塔、煤氣甲醇吸收塔等關(guān)鍵設(shè)備。 表 11 國內(nèi)在建的部分采用低溫甲醇洗的大型煤制合成氨、甲醇生產(chǎn)裝置 2 凈化工藝 低溫甲醇洗工藝 低 溫甲醇洗是由德國林德和魯奇兩家公司共同開發(fā)的，采用冷甲醇作為吸收溶劑。 (b) 對 H2S 的吸收速度和吸收能力比 CO2大得多，利用這一特性可在同一設(shè)備中吸收 H2S和 CO2，而在再生時分開，并可保證 CO2純度。 30”工程、長山的 15 萬 t/a 合成氨工程都采用了 NHD脫硫或脫碳，取得了豐富的實踐經(jīng)驗。 (c) NHD 溶液不起泡 (使用過程中，不需加消泡劑 )，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，溶劑可長期保持良好的吸收能力。兩種工藝對 H2S 和 CO2的吸收能力均較強，但低溫甲醇洗能選擇吸收這兩種物質(zhì)，因而使脫硫、脫碳能在同一個塔內(nèi)分段、選擇吸收。低溫甲醇洗工藝在低溫下操作，對設(shè)備材質(zhì)有較高要求，且為了有效回收冷量，工藝流程較為復(fù)雜。 選擇性好 低溫甲醇洗能同時脫除 CO H2S、 COS 等雜質(zhì)，特別是對 CO2和H2S 的選擇吸收能力較強，而對 H2S 的吸收速度和吸收能力又比 CO2大得多。設(shè)備管道需低溫鋼材料，部分設(shè)備由國外制造，投資較高。因此，硫化物的脫除過程與下列因素相關(guān)：溫度、壓力、甲醇循環(huán)量、甲醇的純度、甲醇再生過程的質(zhì)量、循環(huán)量的匹配、原料中硫化物濃度的變化、煤氣中的氨含量等。從傳質(zhì)動力學(xué)角度分析，溶液的循環(huán)量越大，在板式塔的正常操作范圍內(nèi)，氣液比越小，氣液兩相在塔內(nèi)接觸越充分，傳質(zhì)效果越好；溶液的循環(huán)量過小，氣液比過大，氣液接觸不良，傳質(zhì)效果降低，最終導(dǎo)致硫化物的凈化度降低。在低溫甲醇中，硫化氫、二硫化碳的溶解度非常大；硫醇、硫醚、硫氧化碳等雖然在甲醇中的溶解度很小，但由于原料氣中含量小，以及在 CO 變換工段中大部分有機硫被轉(zhuǎn)換成溶解度較大的硫化氫。為了滿足閃蒸塔塔頂負壓要求，必須同時增大氣體噴射器驅(qū)動氣體流量，降低熱再生的負荷。甲醇中已經(jīng)溶解了二氧化碳、硫化氫、有機硫等組分，如果甲醇再生質(zhì)量不合格，再生效果難以保證，這樣的甲醇進入低溫甲醇洗滌工段，將直接導(dǎo)致吸收劑的吸收效率降低。 H2S的存在會明顯地促進 CO 與 Fe 的反應(yīng)。哈爾濱氣化廠低溫甲醇洗系統(tǒng)中換熱器被腐蝕的根源就在于換熱器的列管由碳鋼制成的，同時設(shè)計上沒有采取恰當(dāng)?shù)姆栏? 措施。 4 低溫甲醇洗工藝的技術(shù)特點 低溫甲醇洗（ Rectisol）采用冷甲醇作為溶劑脫除酸性氣體的物理吸收方法，是由德國林德公司和魯奇公司開發(fā)的一種有效的氣體凈化工藝。低溫甲醇洗工藝在低溫下操作，溶液再生能耗少，酸性氣體的溶解度在低溫下大幅度增加，溶劑負荷提高，從而節(jié)省溶劑循環(huán)量和再生能量的消耗，換熱器和設(shè)備的體積可以減小；而且在低溫操作時，溶劑損失量小，投 資和生產(chǎn)費用均會下降。它具有流程短、布置緊湊的特點。 技術(shù)發(fā)展和改進 目前低溫甲醇洗的專利技術(shù)已達 60 多項。其次，通過采用新技術(shù)，單臺設(shè)備的操作彈性有了很大的提高，使整個裝置的負荷范圍加大，適應(yīng) H2S 和 C2O 氣量波動的能力增強。在林德新設(shè)計中，這一換熱器被分為兩部分， 0 ℃以上采用普通的 TEMA 不銹鋼換熱器，耐腐蝕，易于清洗； 0 ℃以下因腐蝕小，采用碳鋼材質(zhì)的繞管換熱器即可滿足溫差要求。其應(yīng)用范圍也在不斷擴大。浙江大學(xué)和上?；ぱ芯吭荷钊氲匮芯苛烁黝悮怏w在低溫甲醇中的溶解度以及富 C2O 、 H2S 甲醇的物化性質(zhì)，并測定了部分二元對的相平衡常數(shù)，為進行工藝計算奠定了基礎(chǔ)；特別是大連理工大學(xué)經(jīng)過多年不懈努力，取得了顯著的進展，目前已獲得了低溫甲醇洗方面的兩個專利，并完成了 SAPROSS 中的低溫甲醇洗系統(tǒng)計算軟件。隨著國內(nèi)開發(fā)工作的進展和國際化應(yīng)用軟件的引進，設(shè)計水平得以提高。 目前，由蘭州設(shè)計院設(shè)計的寧夏廠繞管式換熱器 4115E7 （直徑 900mm，面積 300m2）已在開封空分設(shè)備制造廠制造完成，質(zhì)量合格，不久即可用于工業(yè)生產(chǎn)。 (2) 低溫甲醇洗工藝中的各塔類是主要的分離設(shè)備，目前，塔盤還需從國外引進，鎮(zhèn)海 、烏石化、寧化增產(chǎn) 10%改造中均涉及到塔板的改造。為進一步優(yōu)化裝置的操作，將裝置的日常操作數(shù)據(jù)與經(jīng)濟目標(biāo)緊密聯(lián)系起來，應(yīng)進行低溫甲醇洗嚴格在線模擬優(yōu)化技術(shù)的研究開發(fā)工作。作為吸收劑的甲醇來源豐富，價格低廉，溶劑的消耗量較小，總的能耗較低。在 SCGP 的條件下，低溫甲醇洗和 NHD 工藝的消耗指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)的比較見表 64 和表 65。 TGF除有脫硫作用外還具有脫除 NOχ、氰化物、焦油、氨和萘等多種功能，保證煤氣凈化指標(biāo)符合要求。它與 TGF 的綜合性能比較見表 65。在我的畢業(yè)設(shè)計寫作期間，老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒有您的幫助和關(guān)懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計，在此向李麗老師表 示深深的敬意。學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)為我們的就業(yè)不辭辛苦的為我們聯(lián)系好的公司，讓我們大多數(shù)人都找到自己喜歡的工作。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責(zé)，在他們的悉心教育和幫助下，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)，同時，在設(shè)計寫作過程中，我還參考了眾多相關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 TGF 煤氣高效脫硫劑應(yīng)用實例 (1)太化集團有限公司焦化廠煤氣脫硫 太化集團有限公司焦化廠為 40 萬 t/a 的焦炭企業(yè)，日供城市煤氣 15 萬 m3，煤氣經(jīng)脫硫后直接送入城市煤氣儲氣柜。 H2O→ Fe2S3 目前一般將低溫甲醇洗工藝分為一步法 (林德 )和二步法 (魯奇 )兩種流程，二者在基本原理上沒有根本區(qū)別，而且技術(shù)都很成熟。該法的缺點是在低溫下操作，設(shè)備低溫材料要求較高，整個工藝投資較高。 (2)總硫含量高 變換氣除含有大量的 H2S 外，還含有一定的有機硫 COS，因而選擇的脫硫