知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

一、干法脫硫原理國內(nèi)許多焦化廠采用氫氧化鐵法進(jìn)行焦?fàn)t煤氣的干法脫硫。其脫硫原理為：將焦?fàn)t煤氣通過含有氫氧化鐵的脫硫劑，使硫化氫與脫硫劑中的有效成分Fe(OH)3反應(yīng)生成Fe2S3或FeS。當(dāng)含硫量達(dá)到一定程度后，使脫硫劑與空氣接觸，在有水存在下，空氣中的氧將鐵的硫化物氧化使之又轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵，脫硫劑得到再生，再重復(fù)使用。當(dāng)煤氣中含氧時，則使脫硫劑的脫硫和再生同時進(jìn)行。知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫在堿性脫硫劑中，硫化氫與活性組分發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)，即脫硫反應(yīng)：2Fe(OH)3+3H2SFe2S3+6H2OFe2S32FeS+SFe(OH)2+H2SFeS+2H2O當(dāng)有足夠的水分時，脫硫劑的再生是用空氣中的氧氧化脫硫所生成的硫化鐵，發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)，即再生反應(yīng)：2Fe2S3+3O2+6H2O4Fe(OH)3+6S4FeS+3O2+6H2O4Fe(OH)3+4S上述脫硫和再生是兩個主要反應(yīng)，這兩個反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫脫硫劑經(jīng)過反復(fù)的脫硫和再生使用后，在脫硫劑中硫磺聚積，并逐步包住氫氧化鐵活性微粒，致使其脫硫能力逐漸降低。因此，當(dāng)脫硫劑上積有30％～40％(按質(zhì)量計(jì))的硫磺時，需更換新的脫硫劑。二、干法脫硫劑的制備與使用條件目前常用的制備干法脫硫劑的原料有：天然沼鐵礦、人工氧化鐵、顏料廠和硫酸廠的下腳鐵泥、鋼鐵廠的紅泥等。脫硫劑中氧化鐵含量應(yīng)占風(fēng)干物料質(zhì)量的50%以上，其中活性氫氧化鐵含量應(yīng)占70%以上，其中不應(yīng)含腐植酸或腐植酸鹽，其pH值應(yīng)大于7。如腐植酸類含量大于1%時，將導(dǎo)致脫硫劑氧化，而降低脫硫劑的硫容量以及脫硫反應(yīng)速度。此外，為使脫硫劑在使用中不因硫的聚積過于增大體積，并使脫硫劑床層變得密實(shí)而增大煤氣流動阻力，制備的脫硫劑在自然狀態(tài)下應(yīng)是疏松的，其濕料堆積密度應(yīng)小于800kg/m3。

知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫干法脫硫劑制備方法為：

1.以天然沼鐵礦為原料將直徑1～2mm顆粒含量大于85%的天然沼鐵礦按比例摻混木屑(疏松劑)和熟石灰。其質(zhì)量比為：沼鐵礦95%，木屑4%～4.5%，熟石灰0.5%～1%，用水均勻調(diào)濕至含水30%~40%，拌合均勻。2.以人工氧化鐵為原料

將顆粒直徑為0.6～2.4mm的鐵屑與木屑按質(zhì)量比1:1摻混(可根據(jù)具體情況，范圍稍有波動)，灑水后充分翻曬進(jìn)行人工氧化，控制三氧化二鐵與氧化亞鐵含量比大于1.5作為氧化合格標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)脫硫箱之前再加入0.5%的熟石灰。知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫3.以顏料廠和硫酸廠的下腳鐵泥或鋼鐵廠的紅泥等為原料

鐵泥與一倍的木屑摻混，經(jīng)人工涼曬氧化后，也可作脫硫劑使用。脫硫劑應(yīng)保持一定的堿度，除加入一定量的熟石灰使之呈堿性外，也可噴灑稀氨水，控制PH值為8～9左右。所加的堿和水在脫硫過程中起助催化劑作用。當(dāng)煤氣通過脫硫劑床層時，硫化氫與活性氫氧化鐵發(fā)生上述脫硫反應(yīng)以及再生反應(yīng)。如前所述脫硫及再生的兩個反應(yīng)，都是放熱反應(yīng)。反應(yīng)熱使煤氣溫度升高，造成煤氣中水蒸汽、相對濕度降低，脫硫劑中部分水分蒸發(fā)，被煤氣帶走.使再生反應(yīng)遭到破壞，所以脫硫之前需要向煤氣中加入一些水蒸汽。知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫由于反應(yīng)后生成的元素硫不斷沉積在脫硫劑上，同時因焦油霧等雜質(zhì)使脫硫劑結(jié)塊，阻力上升，脫硫效率下降，因此需要定期再生和更換脫硫劑。通常采用箱外再生的方法，即將脫硫劑放在曬場上再生，曬場上脫硫劑的厚度不要超過300mm，并定期翻動使其進(jìn)行充分氧化。一般情況下，新脫硫劑使用時間約為半年，經(jīng)過再生后的脫硫劑使用時間約三個月。根據(jù)資源及脫硫效率情況，脫硫劑可以使用一次或經(jīng)再生使用l～2次后廢棄。知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫?qū)嵺`表明脫硫劑吸收硫化氫的最好條件為：溫度28～30oC，脫硫劑的水分不低于30%。從上述主要反應(yīng)可以看出，每脫除1kmol硫化氫需0.5kmol氧和1kmol水用于脫硫劑再生。焦?fàn)t煤氣中通常含氧量為0.5%～0.6%（體積%），即可滿足含硫化氫15g/m3左右的煤氣在脫硫再生時的需要。當(dāng)硫化氫含量較高時為降低干法脫硫劑消耗，需先經(jīng)過濕法脫硫后再用干法進(jìn)行脫硫。知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

三、脫硫設(shè)備及操作煤氣干法脫硫裝置按構(gòu)造可分為箱式和塔式兩種。

1.箱式脫硫裝置箱式脫硫裝置是一個長方形槽，箱體用鋼板焊制或用鋼筋混凝土制成，內(nèi)壁涂瀝青或?yàn)r青漆進(jìn)行防腐。箱內(nèi)水平木格上裝有四層厚為300～500mm的脫硫劑，頂蓋與箱體用壓緊螺栓裝置密封連接或用液封連接，此設(shè)備的水平截面積一般為25～50m2，總高度約為1.5～2m。圖5-1所示箱式干法脫硫裝置一般由四組設(shè)備組成，三組設(shè)備并聯(lián)操作，另一組備用。知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

圖5-1箱式干法脫硫裝置知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫煤氣通過進(jìn)口管上的切換裝置(閥門或水封閥),根據(jù)操作要求以串聯(lián)或并聯(lián)形式通過脫硫箱，然后由煤氣出口管輸出。為了充分發(fā)揮各脫硫箱的脫硫效率，均勻地利用煤氣中的氧使各脫硫箱中的脫硫劑得到再生，延長脫堿劑的使用周期，有些廠采用了定期改變箱內(nèi)煤氣流向的操作方法，此外也有些廠采用在過箱煤氣中加入少量空氣的方法，以保持煤氣中含氧量為1.0～1.1%，使箱內(nèi)硫化鐵得到一定程度的再生。為保證干法脫硫效率，應(yīng)有計(jì)劃地定期更換脫硫劑。卸出脫硫效率已經(jīng)下降，阻力已經(jīng)升高的脫硫劑，裝入新的或經(jīng)過再生后的脫硫劑。裝入了新脫硫劑的新箱，一般切換在脫硫箱裝置中煤氣流向的最后,起把關(guān)作用。煤氣在脫硫箱內(nèi)的流向分由下而上流、由上向下流以及分散流三種。一般只要改變脫硫箱的煤氣進(jìn)出口即能使煤氣在箱內(nèi)成為向上流或向下流。設(shè)計(jì)脫硫箱時，可根據(jù)具體工藝條件確定煤氣在箱內(nèi)的流向。知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

2、塔式裝置脫硫塔的工作原理與箱式干法脫硫裝置設(shè)備基本相同，脫硫塔是一個鑄鐵制的立式塔，直徑約5.5～7.5m，高為12～16m。塔內(nèi)裝有互相疊置的10～14個中央帶有圓孔的吊筐，筐內(nèi)裝有脫硫劑。吊筐在凈化塔中心形成一個圓柱形煤氣處理通道。煤氣由塔底進(jìn)入中心通道并均勻地分布后，依次進(jìn)入各個吊筐內(nèi)與脫硫劑進(jìn)行脫硫反應(yīng)，脫硫后的煤氣進(jìn)入吊筐與塔壁形成的空隙內(nèi)，自塔側(cè)壁管道排出。塔式干法脫硫裝置一般由5～6個塔組成，其中4個操作，1～2個備用。知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

四、脫硫操作制度脫硫箱操作溫度，25～30℃脫硫箱操作壓力常壓脫硫劑水分25%～35%每米高脫硫劑阻力<2KPa

脫硫劑堿度，pH=8～9知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫

五、脫硫箱的設(shè)計(jì)參數(shù)和脫硫劑量的計(jì)算1.脫硫箱的設(shè)計(jì)參數(shù)煤氣通過干脫硫箱的氣速，7～11mm/S

煤氣與脫硫劑接觸時間130～200S

每層脫硫劑厚度300～500mm2.煤氣干法脫硫所需脫硫劑的數(shù)量（以每小時1000m3煤氣計(jì)）可按下式計(jì)算：

m3/(1000m3·h)知識點(diǎn)5-2焦?fàn)t煤氣的干法脫硫式中S—煤氣中硫化氫含量（按體積計(jì)），%；