真空碳酸钾脱硫工艺.doc

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1、真空碳酸钾脱硫工艺的介绍摘要：本文筒要介绍了马钢新区焦炉煤气净化系统的工艺流程、详细介绍了真空碳酸钾脱硫单元和克劳斯产元素单元的工艺流程、主要参数、主要设备及其工艺特点。1概述马钢新区焦炉煤气净化系统是与2×70孔7.63m大容积焦炉（年产干全焦220万吨）相配套，煤气处理量为13万m3/h，采用的脱硫、脱氰、脱氨工艺为喷淋饱和器生产硫铵、真空碳酸钾脱硫、克劳斯生产元素硫工艺（简称真空碳酸钾工艺），下面对此工艺进行介绍。2工艺流程煤气净化工艺由冷凝鼓风、硫铵、终冷洗苯、脱硫、硫回收、粗苯蒸馏等单元

2、组成，其工艺流程见图1，在此主要介绍脱硫单元和硫回收单元的工艺流程。2.1脱硫单元脱硫单元的工艺流程见图2:来自洗苯塔后的煤气先经过分离器除去从洗苯塔夹带的油滴，然后进入脱硫塔，煤气温度约在27℃，压力约为9kPa。脱硫塔下部填充聚丙烯鲍尔环填料，吸收剂是再生塔底来的贫液（K2CO3溶液），贫液在聚丙烯鲍尔环填料顶部喷洒，煤气自下而上与贫液逆流接触，煤气中的H2S、HCN、CO2等酸性气体被吸收，其主要反应为：2KOH＋C02＝K2CO3＋H2OK2CO3＋H2S＝KHS＋KHCO3K2CO3＋C

3、O2＋H2O=2KHCO3K2CO3＋2HCN=2KCN＋CO2＋H2O为了进一步降低焦炉煤气中H2S含量,在脱硫塔上部增加了一个NaOH溶液洗涤段。在该洗涤段，将50%(wt.％）NaOH溶液用软水稀释到5％用来洗涤经K2CO3溶液喷淋后的焦炉煤气中的H2S,5％的NaOH溶液在NaOH溶液洗涤段使用后，送往蒸氨塔分解固定铵盐。脱硫后的净煤气去用户。脱硫塔底得到的富液通过泵先送入碱液循环槽，再经富液／贫液换热器与再生塔底出来的热贫液换热后，由顶部进入再生塔再生，再生塔内装有聚丙烯鲍尔环填料，再生

4、塔在真空低温下运行，富液在塔底再沸器内由热源间接加热，使酸性成分解吸，其反应如下：2KHCO3＝K2CO3＋CO2＋H2O2KHS＋CO2＋H2O＝K2CO3＋2H2SKCN＋KHCO3＝K2CO3＋HCN富液解吸所需的热量由一台蒸汽再沸器和两台热水再沸器提供，每台再沸器提供所需热量的50%。正常条件下，克劳斯装置所产的低压蒸汽全部用于蒸汽再沸器，其余的热量由热水提供，热水是在初冷器和脱硫单元之间循环使用。当一台热水再沸器不能正常使用，所需的热量由外部蒸汽管网提供的低压蒸汽补足；一旦当一台蒸汽再沸

5、器不能正常供应时，所需的热量由热水提供，每台热水再沸器提供所需热量的50%。再生后的贫液经贫富液换热和冷却器冷却后，由顶部进人脱硫塔循环使用。再生塔顶出来的酸性气体进冷凝冷却器，经分离器除去冷凝液后，经真空泵将酸性气体送至硫回收工段。新碱（KOH)贮存于槽中，并通过计量泵向循环碱液槽中补充。软水用于循环碱液系统的补水，补入循环碱液槽内。为了调整循环碱液中盐的含量，部分溶液必须外排。废液可以排放到已有的煤气净化装置里。2.2硫回收单元从再生塔顶来的酸汽（含有H2S,HCN和少量的NH3及CO2）送入

6、一个带特殊燃烧器的克劳斯炉，见图3。在克劳斯炉燃烧室内加入主空气，使约1/3的H2S燃烧生成SO2，SO2再与2/3的H2S反应生成元素硫，反应热可使过程气维持在1100℃左右，当酸汽中H2S含量较低时，尚需补充少量煤气。在燃烧室和催化床中同时发生HCN和NH3的分解反应。为达到尽可能高的H2S转化率，通过在催化床后部加入辅空气来调整H2S/SO2。克劳斯炉内发生以下反应：H2S＋3/2O2＝SO2＋H2O2H2S＋SO2=3/xSX＋2H2O2NH3＝N2＋3H22HCN＋2H2O＝N2＋2CO

7、2＋3H2由克劳斯炉排出的高温过程气，经废热锅炉冷却，安装在废热锅炉出口处的迷宫式分离器将冷凝出来的液态硫磺分离，回收的热量生产120℃,0.15MPa的低压蒸汽。由废热锅炉排出的过程气仍含有H2S与SO2,使其进入克劳斯反应器，进一步使H2S与SO2反应趋于完全，主反应如下：2H2S＋SO2＝3/xSX＋2H2O为达到克劳斯反应器进口温度的要求，将部分克劳斯炉出来的热过程气掺入冷却后的过程气中，热过程气量通过废热锅炉的中央管来控制。克劳斯反应器出来的过程气经硫冷凝器冷却，再经分离器分离出液硫，经

8、硫封槽汇入液硫贮槽贮存，定期用泵抽出送至硫结片机生产固体硫磺，装袋称量外销。废热锅炉带有一个外置汽包，外置汽包内装有换热管束，将克劳斯反应器出来的热过程气冷却到约140℃。冷却后的尾气（温度约为140℃、压力约为0.02MPa）送入初冷器前荒煤气管道里。废热锅炉所产蒸汽用于再生塔的蒸汽再沸器。废热锅炉所需软水由外部送来，首先进入锅炉供水处理槽，槽内通入直接蒸汽加热，进行蒸吹除氧，为使锅炉供水符合标准，由试剂泵向水中加入化学试剂。经处理后的软水用泵抽出，进人废热锅炉。克劳斯炉装有火焰