【正文】 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這三年中給與了我?guī)椭椭笇У乃欣蠋煴硎居芍缘木匆?，感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷? TGF 脫硫機理： 煤氣中氧含量較低時： 3H2S+Fe2O3目前全世界運行的裝置比較多，在我國也有十多套在成功地運行 ，技術成熟可靠，操作經(jīng)驗豐富。建議加強對此塔盤的消化，應用在化學工程中已成熟的高效塔盤，提高設備的國產(chǎn)化率。在新工程的設計中，已確定僅引進工藝軟件包，國內(nèi)完成基礎設計和詳 細設計。 國內(nèi)對低溫甲醇洗工藝的消化和技術開發(fā) 低溫甲醇洗裝置的建設 自從 70 年代引進低溫甲醇洗裝置以來，我 國目前共有低溫甲醇洗裝置 12 套，其中 9 套已投入生產(chǎn)， 2 套試生產(chǎn)， 1 套正在建設之中。 通過對流程的模擬優(yōu)化，尋找裝置投資和操作費用的最佳點。 魯奇低溫甲醇洗配置在謝爾氣化或魯奇煤氣化的下游，流程的安排為氣化 —— 脫硫 —— 變換 —— 脫碳。該工藝技術成熟，應用廣泛。羰基鐵的生成對生產(chǎn)十分不利。 壓力的選擇 盡管低溫甲醇洗滌的壓力是由氣化爐的操作壓力決定的，但是控制系統(tǒng)壓差的增大對吸收過程有利。 甲醇的質(zhì)量 進入低溫甲醇洗滌塔的甲醇純度，包括甲醇的含水量、甲醇中硫化物和二氧化碳的濃度等，對硫化物的吸收效果都有重要影響。此外，甲醇具有毒性，給操作和維修帶來一些困難，這些都是該工藝的不足之處。而 NHD 工藝流程相對簡單，其操作溫度在 5150℃之間，普通碳鋼即可滿足要求。 (d) 采用 NHD 脫硫脫碳流程短，操作方便。 (c) 甲醇的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性好，粘度小，腐蝕性小。這些設備不僅使用了國內(nèi)目前難以掌握的 低溫鋼材料的加工技術，而且體積龐大，單臺設備最大直徑為Φ 2300 mm，長 55000 mm,質(zhì)量為近百噸。近期魯奇公司新設計的低溫甲醇洗裝置將相關設備組合為一體，依靠液位和重力輸送液體，減少了機泵和管道的數(shù)量和裝置投資費用。從氣化爐出來的煤氣往往夾帶粉塵、硫化物等，這些物質(zhì)不僅對下游設備產(chǎn)生損壞，影響工藝的正常操作，而且如排放到大氣中，會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染，因此煤氣的凈化及脫硫是煤炭氣化技術得以順利利用的關鍵技術之一。對整體煤炭氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術 (IGCC)和煤炭氣化燃料電池 (IGFC)等高新技術，前者工業(yè)示范已達到 43%發(fā)電效率，在發(fā)電高效率的同時，電廠的排放污染物被降低到極低的水平。林德低溫甲醇洗采用林德專利設備高效繞管式換熱器，提高換熱效率，特別是多股物流的組合換熱，節(jié)省占地，設備布置更為緊湊，能耗更省。此外，河南開封空分集團有限公司制造的低溫甲醇洗關鍵設備高壓繞管式換熱器，工作壓力為16. 5 MPa，可成功替代林德公司的進口設備。 (d) 甲醇價廉易得，消耗指標低，運行費用較低。 (2) 不足之處 (a) CO2回收率比低溫甲醇 洗低，約為 85%。另外， NHD 為國內(nèi)技術，軟硬件費用均較低，而低溫甲醇洗為國外技術，需要購買國外專利技術。 表 21 兩種凈化方法消耗指標的比較 3 城市煤氣凈化 采用煤加壓氣化技術生產(chǎn)的城市粗煤氣中含有一定數(shù)量的輕烴物質(zhì)、二氧化碳、硫化 物、硫的氧化物、有機硫、含氮化合物 (如氨、二氧化氮 )等，這些有害雜質(zhì)必須在并入城市煤氣管網(wǎng)前脫除。如甲醇中含水 5%時，二氧化碳在甲醇中的溶解度 降低 15%，硫化氫的溶解度也大幅度下降；另一方面，甲醇中除含有水和硫化物、二氧化碳外，還含有輕油組分。從上述分析可見，低溫甲醇洗滌應盡可能控制在較高壓力下進行。一方面造成了設備的腐蝕，縮短了設備的使用年限和存在泄漏的危險性；另一方面，羰基產(chǎn)物在甲醇熱再生時出現(xiàn)分解，分解出包括單質(zhì)硫、硫化鐵等的固態(tài)沉淀，這些沉淀將引起設備及管線的堵塞。 低溫甲醇洗工藝氣體凈化度高，選擇性好，凈化氣中總硫可降至小于 、 C2O 可被脫至 。與林德低溫甲醇洗相比，魯奇低溫甲醇洗在變換前脫硫，脫硫氣量少、設備??；變換處于脫硫和脫碳之間，原料氣 熱而復冷，換熱次數(shù)多，能量損失大，設備數(shù)量多，流程較長，投資較高。在滿足工藝要求的前提下，裝置投資得以降低。另有 3 套裝置正在技術談判之中，屆時我國的低溫甲醇洗裝置將達到 15 套，總處理氣量達 710 10 kmol/h 左右。 低溫甲醇洗設備國產(chǎn)化方面進程較快。 (3) 繞管式換熱器是低溫甲醇洗中的關鍵設備，在常規(guī)的低溫甲醇洗中，繞管式換熱器的費用占全部硬件投資的 8% 。該法的缺點是在低溫下操作，設備低溫材料要求較高，整個工藝投資較高。 H2O→ Fe2S3不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，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，并在設計中得以體現(xiàn)，同時，在設計寫作過程中，我還參考了眾多相關的書籍和論文，在這里一并向有關的作者表示謝意。在我的畢業(yè)設計寫作期間，老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒有您的幫助和關懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設計，在此向李麗老師表 示深深的敬意。 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，保證煤氣凈化指標符合要求。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。 (2) 低溫甲醇洗工藝中的各塔類是主要的分離設備，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。隨著國內(nèi)開發(fā)工作的進展和國際化應用軟件的引進，設計水平得以提高。其應用范圍也在不斷擴大。其次，通過采用新技術，單臺設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 H2S 和 C2O 氣量波動的能力增強。它具有流程短、布置緊湊的特點。 4 低溫甲醇洗工藝的技術特點 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。 H2S的存在會明顯地促進 CO 與 Fe 的反應。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。從傳質(zhì)動力學角度分析，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，最終導致硫化物的凈化度降低。設備管道需低溫鋼材料，部分設備由國外制造，投資較高。低溫甲醇洗工藝在低溫下操作，對設備材質(zhì)有較高要求，且為了有效回收冷量，工藝流程較為復雜。 (c) NHD 溶液不起泡 (使用過程中，不需加消泡劑 )，化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，溶劑可長期保持良好的吸收能力。 (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備中吸收 H2S和 CO2，而在再生時分開，并可保證 CO2純度。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鍵設備。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計，提高了塔的操作彈性。 關鍵詞： 低溫甲醇洗； NHD技術；煤氣凈化；脫硫脫碳 目 錄 1 煤氣凈化技術 ............................................ 6 國外概況 ............................................. 6 國內(nèi)進展 ............................................. 7 2 凈化工藝 ................................................ 9 低溫甲醇洗工藝 ....................................... 9 甲醇的物理性能 .................................... 9 采用低溫甲醇洗的優(yōu)越性及不足 ....................... 10 NHD 工藝 ............................................ 11 NHD 溶劑的物理性能 ................................ 11 NHD 工藝特點 ..................................... 11 兩種工藝特點比較 ..................................... 11 低溫甲醇洗技術優(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 語 .............................................. 18 4 低溫甲醇洗工藝的技術特點 ................................ 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 ................................... 19 技術發(fā)展和改