H2S脫除技術(shù)方案三種

1、含硫化氫廢氣脫除工藝技術(shù)方案洛陽市天譽環(huán)保工程有限公司2012年9月目錄第一章工程概況第二章設(shè)計方案1.第三章 工藝介紹2.方案1:氨吸收氧化及副產(chǎn)品回收工藝 21.工藝原理2.2工藝流程2.3裝置組成5.4投資預(yù)算5.5 經(jīng)濟運行效益 7.方案2:焚燒及余熱利用工藝8.1工藝原理8.2裝置組成9.3投資預(yù)算9.4運行費用10方案3:非水溶液中一步法氧化及硫回收工藝 1 11工藝原理1.12工藝流程1.1第四章工藝對比1.41氨吸收氧化及副產(chǎn)品回收工藝 1.42原料氣焚燒及余熱利用工藝1.53非水溶液中一步法硫回收新工藝 1.5第一章工程概況根據(jù)甲方提供資料，待處理氣體（下稱原料氣）含H2s約

2、40%、 CO2 約 60%,以及其他少量的 CO、H2、CH4、N2、CH3OH。H2s為 酸性、惡臭氣體，對環(huán)境的污染影響極大，而 CO2的環(huán)境危害則相 對較小。為了保護環(huán)境并改善生產(chǎn)條件，使排放氣體達到環(huán)保排放標(biāo) 準(zhǔn)，需設(shè)計配套裝置進行凈化處理。要求裝置建設(shè)完成后，排放的氣體指標(biāo)能夠符合國家和地方的 環(huán)境保護政策及污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，無新增“三廢”產(chǎn)生，并進行硫回 收，以利于企業(yè)發(fā)展和環(huán)境改善。第二章設(shè)計方案原料氣參數(shù)：溫度：35.55C,壓力：230kPa （絕），流量： 175.72kmol/h。組成（摩爾分率）:CO: 0.0094, H2： 0.0051, CO2: 61.4232,

3、 CH4： 0.0090, N2： 1.9495, H2S: 36.5197, CH3OH: 0.0841。根據(jù)氣體成分并結(jié)合我公司技術(shù)資源，設(shè)計三套技術(shù)方案：1 .氨吸收氧化及副產(chǎn)品回收工藝；2 .原料氣焚燒及余熱利用工藝；3 .非水溶液中一步法氧化及硫回收工藝。第三章工藝介紹方案1 :氨吸收氧化及副產(chǎn)品回收工藝1工藝原理利用一定濃度的氨水噴淋洗滌原料氣，氨水與原料氣中的硫化氫 發(fā)生酸堿中和反應(yīng)生成多硫化鏤，再用一定濃度的硫酸加入吸收了硫 化氫的洗滌液中，硫酸與多硫化鏤發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸鏤、 單質(zhì)硫等，最后回收單質(zhì)硫和硫酸鏤。涉及的主要化學(xué)反應(yīng)方程式如 下：H2s + 2NH3?H2

4、O = (NH4)2S + 2H2OH2s + NH3?H2O = NH4HS + H2OCO2 + NH3?H2O = NH4HCO3(NH4)2S + H2SO4 = (NH4)2SO4 + S + H22NH4HS + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2S + 2H26NH4HS + 5H2SO4 = 3(NH4)2SO4 + 8S + 8H2O3(NH4)2S + 4H2SO4 = 3(NH4)2SO4 + 4S + 4H2O2NH4HCO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 +2 H2O + 2CO22工藝流程本工藝裝置可分以下3個部分：(1)吸收劑配置：使用稀氨水作為

5、吸收劑。外購濃度較高的氨水由泵卸至氨水儲罐中儲存，根據(jù)使用量用泵 打到稀氨水儲罐中，加入水稀釋到一定濃度。吸收塔投入使用時，由 泵持續(xù)或間斷送到吸收塔，通過噴淋裝置淋洗原料氣。(2)原料氣凈化：原料氣從吸收塔下部進入吸收塔內(nèi)，與從吸收 塔頂部噴淋而下的稀氨水逆向接觸，原料氣中的硫化氫溶于噴淋液中 并與其中的氨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成多硫化鏤，隨噴淋液降到吸收塔底 部，形成多硫化鏤和氨的混合液，而原料氣中的不溶或難溶于水的成 分則從吸收塔頂部離開。吸收塔運行初期，底部混合液中多硫化鏤濃 度較低，再通過循環(huán)泵再打到塔頂，進行循環(huán)噴淋。隨著原料氣的不 斷通入，混合液中多硫化鏤濃度逐漸增大，但達到一定濃度后

6、，從循 環(huán)泵出口截取，排到氧化反應(yīng)釜中，而吸收硫化氫消耗的稀氨水則視 循環(huán)液中的含量補充。原料氣經(jīng)過吸收塔淋洗后，原料氣得到凈化，符合環(huán)保排放要求， 最后排往大氣中，也可通過捕液器除去水分后，排到后續(xù)工序。根據(jù) 原料氣中硫化氫氣體及其它酸性氣體含量， 可設(shè)計成2臺或3臺吸收 塔連續(xù)吸收，并調(diào)整稀氨水濃度，以達到要求的脫除效率。(3)副產(chǎn)品回收：從吸收塔排出的多硫化鏤含量較高的溶液進入 反應(yīng)釜中，并加入適量的濃硫酸。在反應(yīng)釜中，多硫化鏤與硫酸發(fā)生 氧化還原發(fā)應(yīng)，生成單質(zhì)硫和硫酸鏤及其它副產(chǎn)物，如水、二氧化碳 等。硫酸稀釋及氧化還原反應(yīng)為放熱反應(yīng)， 溶液中的水分大部分被蒸 發(fā)，難溶于水的單質(zhì)硫逐漸

7、析出，經(jīng)過離心機分離后，作為副產(chǎn)品硫磺，而硫酸鏤母液則輸送到蒸發(fā)系統(tǒng)，進行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，最后再用 離心機分離回收，經(jīng)干燥、包裝得到第二種副產(chǎn)品硫酸鏤。通過該工藝，原料氣中的硫化氫被吸收、凈化后，排放氣滿足環(huán) 保排放指標(biāo)，同時，吸收的硫化氫最終轉(zhuǎn)化為硫磺和硫酸鏤，實現(xiàn)較 高的環(huán)保和經(jīng)濟效益。工藝流程見圖1所示。凈化氣吸收塔硫酸鏤干燥、包裝離心機圖1硫化氫脫除及副產(chǎn)品回收工藝流程圖本工藝主要有以下兩個特點：(1)硫化氫脫除效率高。根據(jù)原料氣硫化氫含量，設(shè)計采用三臺 吸收連續(xù)吸收，前兩臺塔采用稀氨水做吸收劑，吸收硫化氫，第三臺 用水做吸收劑，以吸收可能逃逸的氨氣，確保尾氣達標(biāo)排放。(2)硫回收率高，

8、原料利用率高。吸收的硫化氫、吸收劑氨和氧 化劑硫酸最終轉(zhuǎn)化為兩種副產(chǎn)品：硫磺和硫酸鏤，經(jīng)濟價值較高。(3)適用性強。對于不同硫化氫含量的原料氣，調(diào)整吸收塔操作 液氣比、稀氨水濃度等即可。3裝置組成該套裝置含有幾組吸收塔、氧化反應(yīng)釜、離心機、蒸發(fā)器，以及 吸收劑、氧化劑和母液儲存罐(梢)以及氣體增壓風(fēng)機、液體輸送泵、 閥門、管道等設(shè)備組成。4投資預(yù)算主要設(shè)備及其他投資項目見表1。表1主要設(shè)備及其他投資項目一覽表1 丁 P設(shè)備名稱型號數(shù)量單價/ 萬元*總價/萬 元備注一、設(shè)備1吸收塔及組 件 1900 >45503包括：吸收塔、減 壓罐、填料、循環(huán) 泵、增壓風(fēng)機、噴 淋裝置、風(fēng)管、配 套管件

9、等2反應(yīng)釜16m3,搪瓷2含攪拌器3離心機1#沉降式，LW450X 1800,處理量15t/h14離心機2#推料式，處理量9t/h15蒸發(fā)器三效蒸發(fā)，蒸發(fā)量9t水16硫酸儲槽硅酸鋁耐酸鉆砌 成，加防腐層；300m310m*10m*3m25天儲存量7硫酸高位罐搪瓷，15m328濃氨水儲罐100m342天儲存量9稀氨水罐70m320.3天用量，8須 水罐10氨水回收罐16m3,中 1800X5600111母液槽1#12m3,3000 >2000 ><2000112母液槽2#12m3,3000 >2000 ><2000113硫磺包裝機產(chǎn)品量：2t/h1含干燥、自動

10、包裝14硫酸鏤包裝 機產(chǎn)品量：4.5t/h1含干燥、自動包裝15卸酸泵Q=35m3/h , H=2521用1備，卸硫酸16硫酸高位罐 供給泵Q=10m3/h,H=2521用1備17濃氨水卸料 泵Q=35m3/h , H=2521用1備，卸外購 氨水18濃氨水輸送 泵Q=35m3/h , H=2521用1備，送至稀 氨水罐19稀氨水輸送 泵Q=35m3/h , H=2521用1備，送8% 氨水20氨水回收泵Q=10m3/h,H=2521用1備，送回收 的氨水至稀釋罐21母液輸送泵Q=35m3/h , H=2521用1備，送硫酸 鏤母液至蒸發(fā)器二、電氣、儀表及控制22電氣系統(tǒng)1傳動設(shè)備供電和 控制

11、、檢修、照明 等23自控系統(tǒng)1DCS/PLC控制系統(tǒng)24儀器、儀表1自控閥，溫度、壓 力、流量、液位現(xiàn) 場或遠(yuǎn)傳、PH計 等。25管道及其管 件1包括手動閥門、止 回閥、安全閥、過 濾器、法蘭、彎頭、 異徑管等三、其它26土建及構(gòu)筑 物施工、設(shè) 備安裝127備品備件、工具等小件128防腐、保溫129包裝、運輸、保險130管網(wǎng)、輸電、 道路設(shè)計、 施工圖紙預(yù) 算編制、試 車及調(diào)試、 技木使用和 服務(wù)131管理、人員 培訓(xùn)、工程 監(jiān)理及質(zhì)檢132預(yù)備費、不 可預(yù)見費 用、稅費1合計注：設(shè)備價格非最終報價。5經(jīng)濟運行效益經(jīng)濟運行分析見表2表2運行經(jīng)濟表1 丁 P物料名稱單耗或產(chǎn)出年消耗或產(chǎn)出單價總價

12、（萬元）主要消耗180%H2SO43930.443 kg/h29478.32 t460 元/噸1356.00282外購18%氨水6060.547 kg/h45454.10 t400 元/噸1818.16403稀釋水7575.684 kg/h56817.63 t1元/噸5.68184電500 kw/h3750000 kwh0.5 元/kwh187.50005蒸汽9 t/h67500 t150 元/噸1012.50006人工50人3500 月227.5000合計4607.3486產(chǎn)出1硫磺2053.456 kg/h15400.92 t1500 元/噸2310.13792硫酸鏤4235.253 kg

13、/h31764.40 t1000 元/噸3176.4395合計5486.5774效益879.2288注：1.物料單價根據(jù)當(dāng)?shù)匦星椴▌樱?.按年運行7500小時計算方案2:焚燒及余熱利用工藝1工藝原理將含硫化氫的原料氣引入焚燒爐中進行焚燒，焚燒爐溫度為1250C,使硫化氫及原料氣中的可燃成分焚燒充分。焚燒系統(tǒng)生成的高溫?zé)煔馔ㄟ^廢熱鍋爐進行換熱，換熱后的低溫?zé)煔猓?80200C） 進入下一級煙氣管路系統(tǒng)進入脫硫裝置。當(dāng)煙氣溫度偏高時，可通過 混兌空氣以滿足后續(xù)設(shè)備工藝要求。廢熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽（1.1Mpa、187 C）可并入蒸汽總管或 至其他需加熱設(shè)備（如氨法脫硫系統(tǒng)的硫酸鏤回收蒸發(fā)器）。工藝

14、流程見圖2所示。2裝置組成該套裝置主要由焚燒爐、廢熱鍋爐及其相關(guān)管道、電氣、儀表組 成。(1)焚燒爐。主要包括燃燒器及爐體兩部分。(2)廢熱鍋爐3投資預(yù)算主要設(shè)備及其他投資項目見表3所示表3主要設(shè)備及其他投資項目一覽表1 丁 P設(shè)備名稱型號數(shù)量單價/萬元總價/萬元備注一、設(shè)備1焚燒爐 2900X 9000162t2燃燒器 1500X 30001含點火才制，8t3廢熱鍋爐3400X10000160t4風(fēng)機25材料1二、電氣、儀表及控制6電氣系統(tǒng)1傳動設(shè)備供電 和控制、檢修、 照明等7自控系統(tǒng)1DCS/PLC 控制系統(tǒng)8儀器、儀表1自控閥，溫度、 壓力、流量、 液位現(xiàn)場或遠(yuǎn) 傳、PH計等。9管道及

15、其管件1包括手動閥 門、止回閥、 安全閥、過濾 器、法蘭、彎 頭、異徑管等三、其它10土建及構(gòu)筑物 施工、設(shè)備安 裝1含鍋爐廠房11備品備件、工 具等小件112防腐、保溫113包裝、運輸、保險114管網(wǎng)、輸電、 道路設(shè)計、施 工圖紙預(yù)算編 制、試車及調(diào) 試、技術(shù)使用 和服務(wù)115管理、人員培 訓(xùn)、工程監(jiān)理 及質(zhì)檢116預(yù)備費、不可 預(yù)見費用、稅 費1合計4運行費用運行費用見表4表4運行費用及蒸汽產(chǎn)出表1 丁 P項目名稱消耗或產(chǎn)出年消耗或產(chǎn)出單價總價（萬 元）主要消耗1鍋爐給水12.803 t/h96022.5 t3.7 元/噸35.52832氮氣80 Nm3/h600000 Nm38 元/Nm

16、3480.00003電40 kw/h300000 kwh0.5 元/kwh15.00004開，用燃料36000180000 Nm30.8 元/Nm38.64005點火用燃 料4000080000 Nm30.8 元/Nm34.80006人工16人3500 元/月72.8000合計616.7683產(chǎn)出低壓蒸汽12.163 t/h91222.5 t注：1.物料單價根據(jù)當(dāng)?shù)匦星椴▌樱?.按年運行7500小時計算方案3:非水溶液中一步法氧化及硫回收工藝1 .工藝原理采用最新研發(fā)的固體分子篩催化劑，選用氧氣作為氧化劑，在氧 化塔中將H2s直接氧化為單質(zhì)硫，用某種溶劑溶解生成的硫，經(jīng)過分 離后，溶劑返回系統(tǒng)

17、循環(huán)利用，而硫則結(jié)晶回收。化學(xué)反應(yīng)方程式：2H2s + O2 = 2H2O +2S2 .工藝流程含硫化氫的酸性氣體與空氣充分混合后，進入氧化塔，在催化劑 的作用下硫化氫被氧直接氧化，生成單質(zhì)硫和水，脫硫的氣體經(jīng)除霧 后從塔頂排出。含有單質(zhì)硫的非水相溶液從塔底排出，進入閃蒸裝置，經(jīng)閃蒸及 氣液分離后，回收溶液，不凝氣返回氧化塔。由閃蒸裝置出來的非水 相溶液經(jīng)加壓、冷卻后送入結(jié)晶器中。結(jié)晶形成的單質(zhì)硫晶體經(jīng)離心 分離、干燥后包裝。非水相溶液經(jīng)加熱緩沖，由循環(huán)泵打入氧化塔內(nèi) 循環(huán)使用。工藝流程見圖3所示。低硫氣體圖3非水溶液中一步氧化法及硫回收工藝流程3投資預(yù)算主要設(shè)備及其他投資項目見表5所示。表5

18、主要設(shè)備及其他投資項目一覽表1 丁 P設(shè)備名稱型號數(shù)量單價/萬元總價/萬元備注一、設(shè)備1氧化塔1600X 50001含催化劑2閃蒸系統(tǒng)23氣液分離器V=2m324結(jié)晶器2.5t/h15冷卻器F=20m216加熱器F=20m217回收液中間罐V=12m318溶劑儲罐V=12m319離心機110硫磺包裝機產(chǎn)量：2.2t/h1含干燥器11結(jié)晶器循劃、泉Q=7m3/h , H=2021用1備12濾除液輸送泵Q=15m3/h, H=2021用1備13回收液輸送泵Q=20m3/h , H=2021用1備二、電氣、儀表及控制14電氣系統(tǒng)115自控系統(tǒng)116儀器、儀表117管道及其管件1三、其它18土建及構(gòu)筑物 施工、設(shè)備安裝1含廠房19備品備件、工具 等小件120防腐、保溫121包裝、運輸、保 險122管網(wǎng)、輸電、道 路設(shè)計、施工圖 紙預(yù)算編制、試 車及調(diào)試、技術(shù)使用和服務(wù)123管理、人員培 訓(xùn)1、工程監(jiān)理及 質(zhì)檢124預(yù)備費、不可預(yù) 見費用、稅費1254運行費用運行費用見表6表6運行費用表1 丁 P項目名稱消耗或產(chǎn)出年消耗或產(chǎn)量單價總價（萬 元）主要消耗1蒸汽5 t/h37500 t150 元/噸562.50002催化劑500 萬元/年500.00003電2