燃气脱硫技术与工艺_展示

燃气脱硫技术与工艺

燃气工程课业展示

主讲人：

目录

1 燃气中硫元素的存在形式及危害 2 3 4 5 6 干法脱硫 湿法脱硫 最新脱硫技术介绍 工艺流程 不足及展望

硫在气化过程中会以无机硫化物（主要是H2S）和有机硫化 物（COS）的形式。有机硫化物在较高的温度下又几乎可以全部 转化成硫化氢。因此，在通常情况下，燃气中绝大部分的硫以 H2S的形式存在，燃气脱硫工艺主要围绕硫化氢的脱除问题进行。 煤气中H2S所含硫约占煤气中总硫量的90％以上。 H2S在常温下是一种带刺激臭味的无色气体，其密度为1.54kg/m3， 燃烧时生成SO2和H2O，有毒，在空气中含有0.1％时就能使人死 亡。同时， H2S对钢铁有严重的腐蚀性。

燃气中硫元素的存在形式

焦炉煤气中含H2S一般为3-12g/m3。 西气东输的天然气中硫的摩尔百分比是0.0001

燃气中硫元素的危害

燃气不脱除H2S的危害性：燃气中H2S严重腐蚀化学设备及燃气 储存输送设施，污染厂区环境。在用作炼钢、轧钢等工业热源时， 煤气中H2S会降低钢材产品的质量，腐蚀加热设备。用作城市燃 气时， H2S及燃烧生产的SO2、HCN及其燃烧生成的NOx均有毒， 会严重影响环境卫生、人们身体健康。 不同用户对煤气H2S含量的要求：冶炼常规优质钢时，允许含量 为1-2g/m3 ；冶炼一般钢时允许含量为2-3g/m3 ；薄板允许含量 为0.1g/m3。供化学合成时，允许含量为1-2mg/m3。供城市燃气 用时，含量应低于20mg/m3。 国家发改委2005年颁布实施的最新焦化行业准入条件规定：焦炉 煤气H2S含量低于200mg/m3，因此新建焦化厂煤气净化工艺必须 配备脱硫工艺。 2013-7-24 4

燃气脱硫技术

干法脱硫技术

分子筛法

氧化锌法 活性炭和氧化铁法

分子筛脱硫剂的脱硫效果一般， 优点是价格便宜、可以再 生而连续使用。不过，其再生过 程一般需在高温下进行，同时 再生气处理费用较高，再生出的 天然气干法脱硫主要包 硫化氢需要处理，使得装置一 次性投资增大；而若将再生气送 括分子筛法、氧化锌法、 氧化锌脱硫剂脱硫效果较好，但 至火炬燃烧，则原料气的损失 活性炭法和氧化铁法等。 一般需在高温下进行，这将增加 较大。因此，分子筛脱硫剂的应 活性炭和氧化铁脱硫剂效果较好， 设备投资与运行成本，同时氧化 其优点主要是工艺简单、 用受到了一定限制。 价格相对低廉，可在室温下操作， 锌脱硫剂价格过高，这都成为制 投资低、无需专人操作、 使得设备投资费用少、操作简便， 约其在天然气脱硫中广泛应用的 占地面积小等。 因此从性价比考虑，这两类脱硫 主要原因。 剂比较适合燃气的脱硫。不过， 但由于脱硫剂硫容有限

， 它们的脱硫原理也有所不同，即 更换比较频繁，因此硫 活性炭脱除 H2S必需在有02存在下 进行，而氧化铁脱硫剂有02或无02 容大、价格低的脱硫剂 都能脱除H2S (反应式1和2)： 更有市场。 H2S+02=S+H20 (1) Fe203· H20+H2S==FeS+S+H20(2) 5

2013-7-24

湿法脱硫技术MDEA法机理： 目前燃气脱硫工艺中最常用的方

化学吸收方法

醇胺法

物理吸收方法

有机复合物法

混合吸收方法

Sulfinol法 Hybfisol法

活化MDEA法

2013-7-24

法，它利用碱性醇胺溶液在常温 (HOCH2CH2)2NCH3+H2S== 下与H2S和CO 等酸性气体反应生 (HOCH2CH2)2NH+（CH3+）+HS-(快反 产盐来脱硫。所得吸收富液通过 应)(1) 物理吸收法全部采用有机复合物做吸 升温、降压，分解盐来释放出H2S 收剂。由于该法存在共吸现象(吸收剂 和CO ，从而实现吸收剂的循环使 吸收H2S的同时吸收了很多重烃)，影 由于叔胺分子氮原子上没有氢原子， 用。低压操作时，化学吸收法比 响净化气的热值和硫的质量，因 不能和CO：直接反应，必须通过下列 脱硫原理 混合吸收法是将化学吸收剂和物理吸 物理吸收法和混合吸收法更适用。 而多用来吸收酸气分压高(一般大于 过程： 收剂相混合，达到同时具备化学法和 利用吸收剂对硫化物的溶解性脱硫， 该方法不会造成重烃的大量损失。 0.35 MPa)、重烃含量低的天然气。 CO2+H2O ==（H+） +（HCO3-） (慢反 在脱硫过程中不发生化学反应。 物理法优点的目的。由于物理吸收剂 Hybrisol工艺是由Elf Aquitaine最近才 应)(2) 优点：处理量大、再生容易、大部分 的参与，会使得混合液在高酸气分压 成功的,吸收剂由甲醇、仲胺和叔胺混 （H+） +R2NCH3==R2NH +（CH3+） 酸气可减压闪蒸出来；溶剂循环量和 Sulfinol法是砜胺法脱硫中的一种,它采 下，具有较高的酸气负荷力，由蒸汽 合而成,它将甲醇的物理溶解特性和仲胺 (瞬间反应)(3) 设备体积小、专用系统简单、基建和 用的吸收剂包括物理吸收剂环丁砜和 压和溶解降解引起的溶解损失也会减 活化MDEA溶剂又称 一MDEA溶剂，它是 及叔胺的化学活性及选择性吸收结合为 以上反应均是可逆的。 操作费用低，溶剂一般无腐蚀性、不 化学吸收剂,化学吸收剂可采用任一种 少。该法运行灵活，适应性强，可以 由MDEA溶液加入活化剂(常用的活化剂 一体,而且由于甲醇的存在,混合溶剂脱 易产生泡沫，可同时脱除有机硫(硫醇 醇胺化合物,最常用的是二异丙醇胺 根据不同的酸气成分处理要求配制不 是MEA、DEA)混合而成，其目的是提高 除有机硫的能力显著增加。Hybfisol法适 和COS)而本身不降解，稳定性好、损 (DIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA)。 同的吸收剂，发泡趋势小。混合溶剂 CO 的吸收效率，最初用

于合成氨的脱碳， 用于处理绝大多数富含烃类的酸性、高 耗率低、不易发生冻结。 的价格通常比醇胺溶剂高。 经改进后开始用于天然气的净化，主要 酸性天然气或伴生原料气。 缺点：溶剂价格昂贵和存在共吸现象 用于原料气中H s含量非常少，但有需 限制了该法的发展。 要大量脱除CO 的场合。

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膜分离法脱硫技术

气体膜分离技术是20世纪80年代发展起来的高新技术,在多领域 都有了成功应用。目前在脱硫领域已有初步研究及专利技术。 有气体膜分离实验结果表明,气体分离膜可以用来进行脱硫处理, 可将硫含量限制在5mg/m3以下。存在问题是:应用单级膜组件 进行脱硫,烃损失比较大,经济性得不到满足;脱硫率和烃回收率 是相互矛盾的,不能同时满足,所以应在满足脱硫含量要求的情况 下尽可能使烃损失率最小。增加进气流量,都有助于H2S传质,膜 两侧压差的影响尤为巨大;降低进气温度可以提高脱硫率并且降 低烃损失率;增大原料气H2S浓度,可以使脱硫率稍有增加,烃损 失率也有一定程度的降低;单级膜分离可能达不到预定的产品纯 度或回收率,可以考虑采用多个分离器级联操作,尤其部分物料循 环级联,可以大大提高产品纯度或烃回收率。

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生物脱硫法脱硫技术

生物脱硫利用微生物新陈代谢进行硫的脱除,其操作条件温和,流程 简单,操作费用低,具有较明显的竞争优势,应用和发展前景较为广阔 。由于生物酶催化反应的专一性,对于不同形态的硫,适用的脱硫细 菌不一样。这类细菌在有氧条件下可以利用氧化铁、硫和硫化氢 等无机物获得能量,以固定空气中CO2而进行繁殖,并在酸性或碱性 条件下生长。 生物脱硫用于中低含硫天然气的净化处理,技术经济优势明显。对 含硫天然气的处理,硫磺处理能力宜在5t／ d以内。 生物脱硫工艺流程简单,操作维护简单方便;化学品消耗少,能耗较低 ,不需化学催化剂,细菌使用过程中不会失活,无需更换,自动再生,运 行中仅需加入碱、营养液和补充水;脱硫效果好,能保证脱硫后H2S 含量小于4×10－6(g/g);处理装置不存在硫 …… 此处隐藏：3830字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……