【正文】 板的阻力，空氣在氧化器的截面均勻的鼓泡，液體與空氣并流向上流動，硫泡沫在槽頂部的溢流堰分離，分離硫后的清液在噴射再生槽頂部下面一點引出。國內(nèi)有些直徑為 5～ 6m 大型塔，填料用聚丙烯的塑料階梯環(huán)（大小為 50mm25 mm），塑料的表面較光滑，所以不易被硫堵塞，用這種填料同時有很高的脫硫效率。 10 填料 塔不宜處理含塵量較大的煙氣，設(shè)計時應(yīng)克服塔內(nèi)氣液分布不均的問題。 填料塔適用于快速和瞬間反應(yīng)的吸收過程，多用于氣體的凈化。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤濕性、耐腐蝕、一定的機械強度、密度小、價格低廉等 [15]。 主要設(shè)備介紹 脫硫塔 脫硫塔采用填料吸收塔。同時有 CO2 的存在后會使溶液的 PH值下降，使脫硫效率稍有 降低 [5]。為了保證主要反應(yīng)進行所需要的條件，又盡可能的抑制硫代硫酸鹽的生成，適宜的吸收溫度為 20~30℃ 。L1) （一）含高硫化氫與加壓情況 1 5 10 （二）含低硫化氫與常壓 2～ 3 5 溫度對脫硫效果的影響 常溫范圍內(nèi)， H2S、 CO2 脫除率及 Na2S2O3 生成率與溫度關(guān)系不敏感 [12]。 9 表 工業(yè)生產(chǎn)使用的 ADA溶液組成 溶液類別 總堿度 /N Na2CO3/(g ③ ADA 濃度 反應(yīng)式 (25)在氧的存在下進行是迅速的，但還原態(tài)焦釩酸鹽不能為空氣直接氧化再生，而必須依賴反應(yīng) 式 (23)，由 ADA將它氧化而恢復(fù)活性，因此要求溶液中 ADA與偏釩酸鈉的化學(xué)當(dāng)量比，按化學(xué)反應(yīng)的當(dāng)量計溶液中 ADA含量必須等于或大于偏釩酸鈉含量的，工業(yè)上實際采用 2倍以上 [11]。 ② NaVO3 含量 NaVO3 的含量取決于脫硫液的操 作硫容，即與富液中的 HS濃度符合化學(xué)計量關(guān)系。 （流程圖見圖 ） 8 圖 濕法改良 ADA脫硫工藝流程圖 主要操作條件 吸收液指標(biāo) 吸收液的主要指標(biāo)是堿度、 NaVO3 含量、 ADA 濃度 [10]。 ⑦ 粗硫磺的形成 經(jīng)過硫泡沫高位槽的攪拌，是形成的硫單質(zhì)和液體保持泡沫狀態(tài)，然后從硫泡沫高位槽的底部，進入容硫釜（ 9），然后形成粗硫膏。 ⑤ 重生的吸收液的傳送 在噴射再生槽的底部，重生的吸收液體經(jīng)過溶 液循環(huán)泵被傳送到脫硫塔的頂部，重新與原料氣接觸除去原料氣中的 H2S，至此脫硫循環(huán)過程完成。 ③ 富液的傳送 在富液槽（ 2）內(nèi)的 液體其中包括未反應(yīng)的吸收液，還原性焦釩酸鈉，氫氧化鈉，和生成的單質(zhì)硫進過富液泵（ 3）送到噴射再生槽的頂部。 工 藝流程 7 改良 ADA 法 脫硫及再生過程如下： ① H2S 的吸收 原料氣從脫硫塔（ 1）底部進入，在塔內(nèi)與從塔頂噴淋而下的吸收液逆流接觸，硫化氫被溶液吸收，被洗凈的脫硫氣進入下一工序，吸收硫化氫后的溶液進入富液槽 (2)。并且在這一反應(yīng)中 H2O2 濃度起著決定性的作用，如 H2O2 濃度低，就容易造成焦釩酸鈉轉(zhuǎn)化不徹底，使溶液中有效偏釩酸鈉濃度降低，從而使溶液中 HS含量上升， Na2S2O NaCNS 等副產(chǎn)物增加，加大了堿和釩的消耗[9],而且反應(yīng)所需 H2O2 是在 ADA 再生過程中生成的（反應(yīng)式 25），故操作中一定要保持ADA 有一定濃度和足夠的再生空氣。 （ 1）堿液吸收硫化氫 2Na2CO3+2H2S=2NaHS+2NaHCO3 (21) （ 2）氧化析硫 2NaHS+4NaVO3+H2O =Na2V4O9+4NaOH+2S (22) （ 3）焦釩酸鈉被氧化 Na2V4O9+2H2O2+2NaOH+ADA (氧化態(tài) )=4NaVO3+3H2O+ADA(還原態(tài) ) (23) （ 4）堿液再生 2NaOH+2NaHCO3=2Na2CO3+2H2O (24) （ 5） ADA再生 ADA(還原態(tài) )+O2=ADA (氧化態(tài) )+H2O (25) 當(dāng)氣體中有氧、二氧化碳、氰化氫存在時還產(chǎn)生如下副反應(yīng)： 2NaHS+2O2=Na2S2O3+H2O Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 Na2CO3+2HCN=2NaCN+H2O+CO2 NaCN+S=NaCNS 2NaCNS+5O2=Na2SO4+2CO+SO2+N2 從上述反應(yīng)歷程來看，要使 H2S 較徹底地還原為單質(zhì)硫，偏釩酸鈉 (NaVO3) 是否足量是個重要的因素。 這一章主要介紹了水煤氣的脫硫方法并且確定了自己所選用的脫硫方法（改良 ADA法），下一章將介紹改良 ADA 法的脫硫工藝流程。 缺點 ① 脫硫過程中偶爾會發(fā)生堵塔現(xiàn)象 [4]。 ④ ADA 脫硫整個脫硫和再生過程為連續(xù)在線過程，脫硫與再生同時進行，不需要設(shè)置備用脫硫塔。 ② 脫硫溶液的活性好、性能穩(wěn)定、腐蝕性小 [8]。 改良 ADA 脫硫的優(yōu)缺點 優(yōu)點 ① ADA 作為染料中間體，它有多種主要的異構(gòu)體。其中 與 ，而 。作為染料中間體，它有幾種主要的異構(gòu)體。酒石酸鉀鈉的作用是防止釩形成 “釩 氧 硫 ”態(tài)復(fù)合物，沉淀析出，導(dǎo)致脫硫液活性下降 [7]這樣使 ADA法脫硫工藝更趨于完善，從而提高氣體的凈化度和硫的回收率，經(jīng)改進的 ADA法被稱為改良 ADA法。為此，研究者對ADA法進行了改進，在 ADA溶液中添加了適量的偏釩酸鈉、酒石酸鉀鈉。 改良 ADA 的簡述 ADA法是英國西北煤公 司與克萊頓胺公司共同開發(fā)的 ， 于 1959年在英國建立了第一套處理焦?fàn)t氣的中間試驗裝置， 1961年初用于工業(yè)生產(chǎn)。但栲膠法脫硫所需設(shè)備較多，并且 設(shè)備投資較大 ，工藝操作也比較復(fù)雜，而改良 ADA 法，在我國得到廣泛的應(yīng)用，其生產(chǎn)工藝成熟，運行穩(wěn)定可靠，因此我 4 國的大多數(shù)化工廠都是采用改良 ADA 法。 脫硫方法的選取 對于大規(guī)模生產(chǎn)的水煤氣脫硫，一般都采用 濕法脫硫，濕法脫硫的種類如前所述，包括 ADA 法（改良蒽醌二磺酸鈉法）、環(huán)丁砜法、 NHD 法、低溫甲醇洗 SCS 法、栲膠法等。 ⑤ 栲膠法 原理：栲膠的脫硫液以碳酸鈉溶液為吸收劑，栲膠為載氧催化劑，少量偏釩酸鈉和酒石酸鉀鈉等作為添加劑組成。 ④ 低溫甲醇洗 SCS 法 原理：甲醇在加壓情況下，溫度約為 4O℃ 時，對原料氣中的 H2S， CO2， H2O 及輕油進行有選擇的物理吸收。 ③ NHD 法 原理： NHD 脫硫?qū)儆谖锢砦辗?(南化集團研究院開發(fā) )，主要成分是聚乙二醇二甲醚。 ② 環(huán)丁砜法 原理：環(huán)丁砜法是屬于物理與化學(xué)吸收相結(jié)合的方法，采用環(huán)丁砜 (化學(xué)名稱 一二氧化四氫噻吩 )與烷基醇胺的混合溶液作吸收劑，其中烷基醇胺是一乙醇胺或二異丙醇胺。 其中包括 ADA 法（改良蒽醌二磺酸鈉法）、環(huán)丁砜法、 NHD 法、低溫甲醇洗 SCS 法 [4]、栲膠法等。無機硫主要是硫化氫，有機硫包括硫氧碳、二硫化碳、硫醇等成分，目前使用的銅系催化劑均要求原料氣中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 106。因此，甲醇裝置均有脫硫工序。濕法脫硫按脫硫溶液的吸收、再生性質(zhì)可分為氧化法、化學(xué)吸收法和物理吸收法三類。 干法脫硫既可以脫除無機硫，又可以脫除有機硫，而且能脫至極精細的程度，但脫硫劑再生較困難，需周期性生產(chǎn)，設(shè)備龐大，不宜用于含硫較高的煤氣，一般與濕法脫硫相配合，作為第二級脫硫使用。冷煤氣脫硫大體上可分為干法脫硫和濕法脫硫。 合成甲醇水煤氣脫硫的現(xiàn)狀 煤氣的脫硫方法從總體上來分有兩種：熱煤氣脫硫和冷煤氣脫硫。并且水煤氣直接燃燒會形成大量 的有害氣體，如果排放到空氣中會造成環(huán)境污染，危害人體健康。煤炭資源的加工形成的水煤氣，廣泛應(yīng)用于合成甲醇、氨氣等化工產(chǎn)品。因而，改良 ADA 法，廣泛應(yīng)用于水煤氣脫硫。改良 ADA 法，在脫硫工程中，吸收劑可以再生，因而能循環(huán)使用。它的主要成分是碳酸鈉、碳酸氫鈉、 ADA、 偏釩酸鈉 。 煤氣脫硫的方法，主要有改良 ADA法， 環(huán)丁砜法、 NHD法、低溫甲醇洗 SCS 法、栲膠法，改良 ADA 法廣泛應(yīng)用于水煤氣脫硫。 在合成甲醇之前，首先，制成含 H2 和 CO 等組分的水煤氣，然后，采用各種凈化方法，除去氣體中的灰塵、 H2S、有機硫化物、 CO、 CO2 等有害雜質(zhì)，以獲得符合甲醇合成要求的潔凈的水煤氣，最后，在合成工段合成甲醇。主要應(yīng)用于精細化工，塑料等領(lǐng)域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多種有機產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。 the diameter of the tower is 。the heat carried by the water gas into the absorber is 9,966,。 關(guān)鍵詞： 水煤氣 ADA 法 濕法脫硫 II The process design of removing the sulfur from the raw gas in 100kt/a methanol Abstract： Desulfurization plays an important role in methanol synthesis by water gas, because chemical equipments can be corroded by sulfur in water gas. If the desulfurization effect of water gas can not meet the standard, that will lead to catalyst poisoning. It has an vital effect that would damage the process of yielding methanol. The wet FGD is widely used in water gas desulfurization. Desulfurization effect is very good. Water gas by this way will be removed sulfur in batch. Sulfur can be recovered in the process of desulfurization. By this way water gas processing capacity is improved greatly. And the sulfur in water gas is removed continuously. Improved ADA method of the wet desulfurization is used in this design to remove sulfur. The technical process is mature. And the effect of desulfurization is perfect. With this method, water gas in large scale is tackled with. The design is about the water gas desulfurization process, and from it we can draw the calculations as follows: the amount of the water gas that is coped with is 40,000m3/h。 本設(shè)計采用采用濕法脫硫中的改良 ADA 法進行 脫硫，該方法技術(shù)工藝成熟，脫硫效果明顯可以大規(guī)模生產(chǎn)。濕法脫硫廣泛用于水煤氣脫硫，脫硫效果比較明顯，可以批量化處理含硫水煤氣。 年產(chǎn) 10 萬噸甲醇原料氣脫硫工藝設(shè)計 The process design of removing the sulfur from the raw gas in： 目 錄 摘要 ................................................................................................................................................. I Abstract........................................................................................................................................II 主要符號說明 ........................................................................................................................... III 引言 .................................................................