【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 [4]。 由于該設(shè)計(jì)要求的煤氣含量標(biāo)準(zhǔn)極高，只有干法脫硫能達(dá)到，所以該設(shè)計(jì)只能選 用干法脫硫。 干法脫硫技術(shù) 干法脫硫技術(shù)干法脫硫技術(shù) 干法脫硫技術(shù) 干法脫硫技術(shù)是煤氣深加工和高效利用時(shí)必不可少的脫硫方法。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 煤氣干法脫硫技術(shù)應(yīng)用較早，最早應(yīng)用于煤氣的干法脫硫技術(shù)是以沼鐵礦為脫硫 劑的氧化鐵脫硫技術(shù)，之后，隨著煤氣脫硫活性炭的研究成功及其生產(chǎn)成本的相對(duì)降 低，活性炭脫硫技術(shù)也開始被廣泛應(yīng)用。 (1)氧化鐵脫硫技術(shù) 最早使用的氧化鐵脫硫劑為沼鐵礦和人工氧化鐵，為增加其孔隙率，脫硫劑以木 屑為填充料，再噴灑適量的水和少量熟石灰，反復(fù)翻曬制成，其 PH值一般為 8～ 9左右， 該種脫硫劑脫硫效率較低，必須塔外再 生，再生困難?，F(xiàn)在 TF型脫硫劑應(yīng)用較廣，脫 硫效率較高，并可以進(jìn)行塔內(nèi)再生。 (2)活性炭脫硫技術(shù) 活性炭脫硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用?；钚蕴康拇呋钚院軓?qiáng)，煤氣 中的 H2S在活性炭的催化作用下，與煤氣中少量的 O2發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)生成的單質(zhì) S 吸附于活性炭表面。當(dāng)活性炭脫硫劑吸附達(dá)到飽和時(shí)，脫硫效率明顯下降，必須進(jìn)行 再生?；钚蕴康脑偕鶕?jù)所吸附的物質(zhì)而定， S在常壓下 190℃時(shí)開始熔化， 440℃左 右便升華變?yōu)闅鈶B(tài)。所以，一般利用 450— 500℃左右的過(guò)熱蒸汽對(duì)活性 炭脫硫劑進(jìn)行 再生，當(dāng)脫硫劑溫度提高到一定程度時(shí)，單質(zhì)硫便從活性炭中析出，析出的硫流入硫 回收池，水冷后形成固態(tài)硫 [5]。 干法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn) 干法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn)干法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn) 干法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn) (1)干法脫硫的優(yōu)點(diǎn) 在選用反應(yīng)活性好、硫容高的脫硫劑的前提下，干法脫硫脫硫效率高，比較適宜 處理含 H2S 較低的煤氣，因?yàn)槊簹庵?H2S過(guò)高會(huì)造成脫硫劑很快失效。 (2)干法脫硫的缺點(diǎn) ①干式氧化鐵法脫硫。設(shè)備笨重，脫硫劑再生大多為間歇再生， 每次再生完畢， 必須用蒸汽將塔內(nèi)的殘余空氣吹凈，煤氣分析合格后，方能倒塔送氣，否則會(huì)引 起爆炸；另外，更換脫硫劑時(shí)，操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作不當(dāng)很容易起火燃燒，較 為危險(xiǎn)。 ②干式活性炭法脫硫。脫硫劑再生使用的過(guò)熱蒸汽不易獲得，而且再生效果很難 達(dá) 到 要 求 ， 多 數(shù) 廠 家 干 脆 就 不 再 生 ， 而 是 取 出 后 更 換 新 的 活 性 炭 。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4③ 干式脫硫，由于硫的吸附，會(huì)增加脫硫劑床層的阻力，繼而引起煤氣壓力波動(dòng)， 不利于窯前煤氣的正常燃燒；另外，采用干式脫硫，脫硫效率隨著脫硫劑應(yīng)用時(shí) 間的增加而不斷降低，不利于控制最終產(chǎn)品質(zhì)量。而且。由于干法脫硫大多屬于 間歇再生，為了不影響企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)，必須設(shè)置備用脫硫塔，造成設(shè)備閑置浪費(fèi)。 干法脫硫劑 干法脫硫劑干法脫硫劑 干法脫硫劑 鐵系脫硫劑 鐵系脫硫劑鐵系脫硫劑 鐵系脫硫劑 鐵系脫硫劑主要是以氧化鐵為主的脫硫劑 統(tǒng)稱，因?yàn)檠趸F具有價(jià)廉易得、資源 豐富、脫硫速率高、硫容高等特點(diǎn)，成為開發(fā)最早、應(yīng)用最廣泛的煤氣脫硫劑。國(guó)內(nèi) 常用的鐵系脫硫劑主要有天然沼鐵礦、合成氧化鐵、顏料廠及硫酸廠下腳鐵泥、硫鐵 礦灰成型劑、煉鋼轉(zhuǎn)爐赤泥及其成型劑等 [6,7]。近年來(lái)，很多機(jī)構(gòu)將鐵氧化物與其它金 屬化合物復(fù)合，研究新的鐵基復(fù)合氧化物脫硫劑。 其中湖北化學(xué)研究所的鐵系脫硫劑： EF型多功能氧化鐵精脫硫劑（ CN1174810）， 由氧化鐵載體和負(fù)載的金屬化合物組成。該脫硫劑在有氧和無(wú)氧條件下均能精脫 H2S 、 COS、 CS RSH、 RSR、 RSSR、噻吩等硫化物；耐缺氧復(fù)合型金屬水合氧化物精脫 硫劑（ CN1287875），用水合氧化鐵 Fe2O3? H2O與其它金屬元素 Ti、 Co、 Ni、 Mo、 Zn、 Cd、 Cr、 Hg、 Cu、 Ag、 Sn、 Pb、 Bi中任一種或一種以上的化合物和 /或堿土金屬元 素 Ca、 Mg的化合物組成；由酸性廢液制備的脫硫劑（ CN1060226），該脫硫劑先用 含鐵或不含鐵廢酸液制成所需濃度的含鐵溶液，再用堿性物質(zhì)除酸，經(jīng)氧化、分離、 混合成型、干燥而制成；復(fù)合型精 脫硫劑（ CN1127555C）由 Fe2O ZnO、 CaO、 MnO2等組成。 煤炭科學(xué)研究總院研制的一種無(wú)定形脫硫劑（ CN1616139），以一種天然富含鐵、 錳、銅、鋅等多種金屬共生的錳礦粉為主要成分，經(jīng)粉碎磨細(xì)后添加一定量的脫硫助 劑和水，與纖維物質(zhì)均勻混合制備而成；常溫成型氧化鐵脫硫劑 BMC，選用亞鐵鹽 為鐵基原料，輔以各種助劑合成氫氧化鐵，再經(jīng)過(guò)沉淀熟化、烘干等工藝制備而成 [8]。 北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司的無(wú)定形羥基氧化鐵脫硫劑硫容高，單次硫容 可達(dá) 50% 以 上 ， 而 且 該 脫 硫 劑 可 以 再 生 。 其 脫 硫 再 生 原 理 為 ： 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5Fe2O3 nH2O+3H2S=Fe2S3? nH2O+3H2O 2Fe2S3? nH2O+3O2 = 2Fe2O3?nH2O+6S 鋅系脫鋅系脫 鋅系脫硫劑 硫劑硫劑 硫劑 鋅氧化物與 H2S 反應(yīng)平衡常數(shù)較大 ,可將出口處 H2S降低到幾個(gè) ppm以下 ,因而受 到廣泛關(guān)注 ,已作為精脫硫劑廣泛應(yīng)用。但純氧化鋅硫容較低，并且在 870K以上氧化 鋅易被還原為單質(zhì)鋅而揮發(fā)損失。近來(lái)很多學(xué)者研究出了鋅鈦脫硫劑（鈦酸鋅），鐵 酸鋅等復(fù)合氧化物脫硫劑，還有在氧化鋅或鈦酸鋅中加入氧化銅、石墨等物質(zhì)，這些 脫硫劑改善了單一的氧化鋅脫硫劑存在的缺點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)氧化鋅脫硫劑的型號(hào)有 T302Q、 T30 T30 KT3 JX4C、 JX4D等 10 余種。 提高氧化鋅的常溫硫容一直是氧 化鋅脫硫技術(shù)的研究重點(diǎn)。解決此問(wèn)題主要從以 下二方面入手：（ 1）提高脫硫劑的比表面，加大其傳質(zhì)面積；（ 2）向氧化鋅中加入一 些物質(zhì) ,增加反應(yīng)的活性中心，以提高其常溫硫容。 T306型脫硫劑由于添加了特種助 劑 ,使其在操作溫度較低（約 180℃）時(shí)，對(duì)簡(jiǎn)單有機(jī)硫也有較好的脫除效果。 另外，研制具有有機(jī)硫轉(zhuǎn)化和脫硫雙功能的鋅系脫硫劑也非常具有市場(chǎng)。 20世紀(jì) 90年代研制出的 T313和 SHT512型脫硫劑以及北京三聚環(huán)保新材料有限公司最新研 制的 JX4D脫硫劑，不僅能脫除硫化氫還能脫除有機(jī) 硫，而且價(jià)格低廉。 國(guó)內(nèi)外鋅系脫硫劑總的發(fā)展趨勢(shì)仍是降低產(chǎn)品堆密度和使用溫度，提高脫硫精 度，在保證低溫高硫容、高脫硫精度下進(jìn)一步提高抗壓碎力，以降低阻力、擴(kuò)大使用 領(lǐng)域 [9]。 其他脫硫劑其他脫硫劑 其他脫硫劑 鈣系脫硫劑：鈣系脫硫劑有石灰石（ CaCO3）、消石灰（ Ca(OH)2）、白云石 （ CaCO3? Mg CO3）等（脫硫率較低）以及復(fù)合鈣系脫硫劑，如鐵鈣脫硫劑、鋅鈣脫 硫劑等。 銅氧化物作為焦?fàn)t煤 氣脫硫劑具有較高的脫硫效率，但單一的 CuO脫硫劑也存 在硫容低、不耐高溫等特點(diǎn)，常與其它金屬化合物復(fù)合，如 CuOAl2O3， CuOCr2O3， CuMnAl等復(fù)合氧化物脫硫劑應(yīng)用較多。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 氧化錳的脫硫精度不高，一般也不單獨(dú)使用，常與氧化銅、氧化鐵、氧化鋁等復(fù) 合， 可改善其脫硫性能 [10]。 幾種常用脫硫劑的作用原理及其特點(diǎn) 幾種常用脫硫劑的作用原理及其特點(diǎn)幾種常用脫硫劑的作用原理及其特點(diǎn) 幾種常用脫硫劑的作用原理及其特點(diǎn) 由于普通氧化鐵脫硫劑與水粉化，而本課題給出的煤氣成分中含有一定的水蒸 氣，故不適合在本課題中適用，下述均為新型氧化鐵常溫精脫硫劑。而鐵錳系精脫硫 劑由于使用溫度在 380— 400℃于課題要求不相符，我們?cè)俅瞬蛔鼋榻B。 氧化鐵脫硫劑 氧化鐵脫硫劑氧化鐵脫硫劑 氧化鐵脫硫劑 (1)氧化鐵脫硫劑的特點(diǎn)： ①脫硫精度高：進(jìn)口 H2S為 10000 ppm時(shí)，出口 H2S≤ 。 ②反應(yīng)速度快：氣空速可大于 1000h1（液空速為 5h1）。 ③工作硫容大，一次性脫除 H2S硫容可達(dá) 20%。 ④強(qiáng)度和耐水性好。水煮 24h或浸泡 30天不粉化； 12MPa壓力下急驟充壓、卸壓 進(jìn)行 100次沖擊試驗(yàn)后，強(qiáng)度無(wú)變化。 ⑤適用溫度范圍廣。 該精脫硫劑適用于天然氣、水煤氣、半水煤氣、空氣煤氣、焦?fàn)t氣、變換氣、 食品 CO廢 氣等各種氣體中 H2S的精脫，保護(hù)后工段貴重催化劑。 (2)氧化鐵脫硫劑的脫硫原理： Fe2O3+H2S → FeSx+S+H2O H2S 與脫硫劑中的氧化鐵等活性金屬氧化物作用生成穩(wěn)定硫化物，當(dāng)原料氣中含 氧時(shí)，硫化物可與氧反應(yīng)生成單質(zhì)硫沉積在脫硫劑微孔中，從而達(dá)到脫硫防腐蝕的目 的。 氧化鋅脫硫劑 氧化鋅脫硫劑氧化鋅脫硫劑 氧化鋅脫硫劑 (1)氧化鋅脫硫劑的特點(diǎn)： 常溫氧化鋅精脫硫劑是新型、高效精脫硫劑，可在常溫 ~200℃溫條件下，用于脫 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7除天然氣、油田氣、煉廠氣、合成氣、變換氣等多種氣體及液態(tài)烴、