煤气WSA法(湿法硫酸)脱硫工艺.pdf

《煤气WSA法(湿法硫酸)脱硫工艺.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、煤气WSA法（湿法硫酸）脱硫工艺雷吉虎JensKristenLaursen（丹麦托普索公司）0综述WSA是英文湿法硫酸的缩写，WSA工艺可用于处理各种各样的含硫气体，把各种形式的硫化物回收为商品级的浓硫酸。该工艺处理硫化氢的浓度可从百分之零点几到百分之九十以上，也可以接受水分含量相当高的工艺气，处理前无需干燥。该工艺操作弹性极大，可以适应原料气流量和硫化物浓度的大范围波动。具有工艺布局简单，操作经济、排放符合国家环保标准要求、热效高、产品价值高、能耗低等特点，是处理来自真空碳酸盐洗、低温甲醇洗等含硫气体的最佳工艺。1工艺简介焦炉煤气经

2、过真空碳酸钾洗涤或低温甲醇洗涤等其它工艺处理后，会产生含硫废气，这些废气需要进一步处理净化，才能排放到大气中。常规的处理含硫废气工艺不仅投资高，运行成本高，并且还有各种各样的技术方面的缺陷，例如克劳斯法生产硫磺，但存在排放SO2超标、环保达不到要求的弊端，另外操作复杂，工况要求苛刻、催化剂易中毒等缺点，而78％稀硫酸工艺，也存在排放SO2超标问题，工艺复杂，并且装置腐蚀问题也无法解决。在20世纪70年代初期，托普索公司开始开发一种新工艺，被称为WSA（湿法硫酸）工艺，其主要目的是能够提供一种可处理含硫气体的有吸引力的工艺，自80年代中

3、期成功引入市场后，丹麦托普索公司WSA工艺的已被公认为是处理来自焦化厂、煤气化含硫废气的最佳工艺。经过短短20余年，全球在建、投用的WSA装置已达到55个。其中，中国有7套WSA装置业绩。2应用WSA工艺应用在以下工业，处理各种含硫气体，其应用范围：钢铁行业焦炉煤气含硫气体处理煤化工煤气化含硫气体；炼油厂各种酸性气体以及克劳斯硫磺装置的尾气处理；化工行业的各种含硫废气；粘胶纤维行业中的含二硫化碳和硫化氢废气。有色冶炼行业中的含二氧化硫烟气；发电厂锅炉烟气。这些应用覆盖了各种各样含有SO2,、H2S,、CS2,、COS的含

4、硫气体，以及含有噻吩、硫醇和其它有机硫的含硫液体，原料中硫化物浓度没有限制。原料中含有高浓度的烃类、氰化物、一氧化碳、二氧化碳和氨等成分。3WSA工艺特点WSA的特点可概括为简单、有效。主要特点有：⑴硫回收率超过99％，二氧化硫的排放低于国家环保排放标准GB16297-1996要求。⑵唯一的产品，即商业级硫酸（浓度超过97％）-2-⑶氧化物脱除超过95％⑷不消耗化学品（当安装SCR工艺脱氮氧化物时，要消耗氨）⑸不产生废物或废水⑹回收大量的工艺热⑺冷却水消耗少⑻布局简单⑼操作经济⑽操作弹性范围大4WSA工艺原理WSA的工艺原理可用一个处

5、理含硫化氢的工艺气体的例子（图1）来说明。用于其它原料气的工艺过程基本与此一致，例如加热/冷却气体至反应器的温度、SO2转化为SO3、SO3水合作用生成H2SO4以及在WSA冷凝器中冷凝为液体H2SO4等过程。气体在一个带有废热锅炉的焚烧炉中燃烧为SO2后，通常含有5-6%SO2以及由H2S及其它可燃物燃烧生成的水。气体离开废热锅炉后温度约400C。然后，气体就进入反应器，在反应器中有一二或更多个催化剂床层，这取决于SO2含量和所要求的转化率。由于在反应器中的反应为放热反应，为达到SO2/SO3平衡，气体在各床层间要进行冷却。在最后

6、的转化阶段，气体冷却以使得SO3与水蒸气反应生成气相的硫酸。-3-图1：处理H2S气体的WA装置S表1:在WSA/SNOX™装置中的化学反应燃烧：H2S+3/2O2H2O+SO2+518kJ/mole分解:H2SO4(液)+“HC”+O2+qSO2+xCO2+yH2O氧化:SO2+　O2SO3+99kJ/mole水合:SO3+H2OH2SO4(气)+101kJ/mole冷凝：；H2SO4(气)+0.17H2O(gas)H2SO4(液)+69kJ/moleDENOXNO+NH3+　O2N2+3/2H2O+410kJ/mole

7、图2为WSA冷凝器。然后工艺气体进入WSA冷凝器。(图2)净化后气体出口冷空气入口热空气出口酸性气入口硫酸出口图2:WSA冷凝器WSA冷凝器是一个垂直降膜冷凝器/浓缩器，装有耐酸并抗震的玻璃管。气体在管子中被外部常温空气冷却，硫酸在管子中与热工艺气体逆向冷凝浓缩，流向底部。硫酸收集在有砖衬里的冷凝器底部并在板式热交换器中冷却到30～40C，再用泵输送到储存器中，硫酸浓度通常控制在98％左右，是商品级的浓硫酸，直接市售或自用。-4-3工艺气体离开冷凝器的温度约100C，能直接送入烟道，排放的SO2浓度控制在960mg/Nm以下，低于

8、国家环保排放标准GB16297-1996二氧化硫的排放要求。WSA冷凝器的一个很显著的特点就是，气体中含酸雾极少。冷却空气离开WSA冷凝器的温度约200C，部分热空气作为焚烧炉的燃烧气，其余可与工艺气混合送入烟道增加浮