酸性水汽提技术.doc

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1、酸性水汽提技术一、酸性水的来源及性质酸性水来源及性质见下表:序号来源CO2H2SNH3酸性水量kg/hppmwtkg/hppmwtkg/hppmwtkg/h1煤焦油加氢装置0.000373.13121663537.47131205172242粉煤变换装置1832.00729922.50902126.0084702510003硫磺回收装置0.0000.411980.0002070　小计1832.006778396.0414652663.479854270294产品酸性气主要组成：富含H2S、CO2气体。净化水产品指标：H2S≤10PPm，NH

2、3≤100PPm。液氨产品规格：NH3不小于99.6wt%，H2S不大于2ppm，H2O不大于0.2wt%。产品流向酸性气至硫化回收装置。液氨送至氨法脱硫或作为产品。合格的净化水返回粉煤气化装置回用。二、工艺原理及流程规模为2×150吨/小时1.工艺原理及流程汽提原理：酸性水所含有害物质中以氨、硫化氢、二氧化碳为主。汽提法以脱除和回收氨和硫化氢为主要目的。NH3-H2S-H2O三元体系是化学平衡、电离平衡和相平衡共存的复杂体系。氨、硫化氢和水都是挥发性弱电解质，能互相起化学反应，并能电离成离子：氨和硫化氢能不同程度的溶解于水。NH3＋H2O

3、→NH4＋＋OH-硫化氢在水中也有少许电离：H2S→H＋＋HS-2—1—2当氨和硫化氢同时存在水中时，则生成硫氢化铵，它是弱酸和弱碱生成的盐，在水中被大量水解又重新生成游离的氨和硫化氢分子，即：NH4＋＋HS-→(NH3＋H2S)液2—1—3在液相的游离氨和硫化氢分子又与气相中的氨和硫化氢呈相平衡：(NH3＋H2S)液→(NH3＋H2S)气2—1—4结合(3)和(4)可写为：NH4＋＋HS-(即NH4HS)→(NH3＋H2S)液→(NH3＋H2S)气2—1—5汽相NH3＋H2S↑↓↑↓NH4＋＋HS-→NH3＋H2S↑↓液相(NH4HS)图

4、NH3-H2S-H2O三元体系示意图污水中有大量的二氧化碳，它也能溶解于水，但溶解度比硫化氢更小，在同样温度下，它的蒸汽压也比硫化氢大，因而相比挥发度也比硫化氢大，所以它比氨和硫化氢更容易汽提出来。因此，对污水净化而言，二氧化碳的存在并无影响，但是，值得指出的是：二氧化碳的存在，特别是在低温条件下，会与氨作用生成胺基甲酸铵。2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)2—1—6它是一种难溶的盐，会造成管道和阀门堵塞。单塔侧线流程汽提塔测线温度要控制大于138℃，重要目的就是要避免生成胺基甲酸铵、硫氢化氨等结晶堵塞。结晶原理：酸性水

5、经过汽提之后，可以得到纯度为百分之九十九以上的氨气。一般含有百分之一左右的硫化氢和其它杂质(如酚、氰、二氧化碳、水等)，如要将它制成液氨，以提供化工原料或在炼厂内部供制备催化剂及作冷冻剂等用。就需要把所得的氨气进行压缩。由于氨气中含有硫化氢和其它杂质，一方面会造成设备腐蚀，致使设备、机械难以连续运转；另一方面，在液氨中残存一部分硫化氢，直接影响到液氨的质量和它的再利用。为了保护环境，更有效地利用资源，我国自行开发了这套新工艺。并已应用到工业上取得成功。实践证明，本工艺在技术上是可行的，流程也简单，操作上方便、经济，所得产品纯度也符合要求。根

6、据一般的化学知识，氨和硫化氢可以结合生成硫氢化铵，硫化铵两种产物，这两种产物的比例因侧线来的氨气组成而异，当氨气大量过剩时，其生成物主要以硫氢化铵形式出现，硫氢化铵和硫化铵在一定的条件下，在氨和硫化氢共存时，即可得到它的生成的结晶物。随着温度的降低，这种结晶析出物就愈来愈多。而且当冷却结晶温度小于7℃时，其结果去除硫化氢的效果在80％以上。根据有关资料提供结果和热力学公式计算结果表明，温度从0℃变化到40℃，氨和硫化氢生成硫化铵这个反应的平衡常数，随温度的变化不大。因此，该过程的主要控制因素是气固两相共存的物理过程，从实验中可知，一旦温度降

7、低，结晶物的形成是很迅速的。这就说明结晶速度是很快的。另外根据从结晶物的外观可以推断，大部分白色结晶物是硫氢化铵，还有一些黄色油状物质主要是(NH4)2S；(NH4)2S.n.NH4HS；(NH4)2S.2NH3；H2S(NH3)4；(NH4)2S.4MNH3，还需指出的是：因气体从40℃左右降至7℃以下，尚有一部分水蒸汽也同时被冷凝下来，同结晶物共生在一起，因此，该过程对结晶温度的控制是极为关键的。经过多年的生产实践和不断摸索，总结出无论那一种氨精制工艺，操作温度对H2S脱除率的影响最大，温度越低，脱除率越高，因而各厂的操作温度都从国外专

8、利中的7℃降至目前采用的-10℃～0℃，为此各厂还开发了不同的降温措施。吸附过程基本原理：从化学平衡和相平衡的角度来看，冷却结晶过程不可能把氨气中的硫化氢全部去掉，根据资料介绍，