硫回收专业详细课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、硫回收装置的任务,本岗位的任务,(1)将净化再生塔来的酸性气体及变换冷凝液汽提塔来的含氨汽提气，通过酸性气燃烧炉过氧燃烧，其中酸性气体全部转化成SO2，并且汽提气中的氨转化成氮氧化物，然后氮氧化物在SCR R6001反应器中转化成N2，其中部分SO2转化成SO3,过程气中大部分SO2在R6002中转化为SO3，然后在WSA冷凝器中水合生成H2SO4.,(2)在冷凝器出口的尾气达标（SO2小于960mg/Nm3,H2S+COS 小于25ppm,NOX小于240mg/Nm3）送往硫回收烟囱排放。,二、国内外硫回收技术现状,2.1国内外硫回收技术的现状,含H2S酸性气体的处理，工业生产中多采用,固定床催化氧化,(主要为克劳斯硫回收工艺及各种改进工艺)工艺、,酸性气硫回收湿法制酸,工艺（Wet gas Sulphuric Acid，缩写WSA）、,液相直接氧化,工艺及,生物脱硫,硫回收工艺。,2.,1.1液相直接氧化工艺,有代表性的液相直接氧化工艺有：ADA法和改良ADA法脱硫、拷胶法脱硫、氨水液相催化法脱等。,液相直接氧化工艺适用于硫的“粗脱”，其运行费用最高，能耗也高，并且采用这种工艺的脱硫装置较难维持装置的长期、稳定运行，故不宜选择作为本项目的硫回收工艺。,2.1.2生物硫回收工艺,生物脱硫及硫回收工艺有代表性的工艺是Shell-Paques工艺。最初由荷兰的Paques 公司设计研发，与Shell一起进行技术转让。,该工艺对进料气中的H2S浓度没有要求，硫回收率达到99.99%，处理的酸性气尾气可以达标排放。从投资性价比方面考虑，该技术适用于硫磺产量 4500吨/年的小型装置，不适于我们7500吨/年装置的需要。,2.1.3固定床催化氧化工艺,硫回收率较高的Claus工艺是固定床催化氧化硫回收工艺的代表。Claus硫回收装置一般都配有相应的尾气处理单元，这些先进的尾气处理单元或与硫回收装置组合为一个整体装置，或单独成为一个后续装置。Claus硫回收工艺及尾气处理方式种类繁多，但基本是在Claus硫回收技术基础上发展起来的，主要有：Clinsulf工艺、Sulfreen工艺、SCOT工艺、SuperClaus（EuroClaus）工艺等。,2.1.4 常规Claus工艺,常规Claus工艺是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S气体回收硫的主要方法。其特点是：流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。但是由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规Claus工艺硫回收率为90-95%，三级转化也只能达到95-98%，随着人们环保意识的日益增强和环保标准的提高，常规Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已不能满足现行环保标准的要求。,2.1.5 Clinsulf工艺,Linde公司在Clinsulf工艺的基础上于20世纪90年代又开发了Clinsulf-SDP工艺。Clinsulf-SDP于1995年在瑞典Nynas炼厂成功工业化运行后，又建成2套工业装置，据报道总硫回收率达到99.9%。但Clinsulf工艺在中国只有淮化集团的一套装置在运行，而且在使用上存在问题，因原料气波动，装置不太稳定，总回收率只能达到94-95。,2.1.6 Sulfreen工艺,在低于硫露点的条件下进行Claus反应，最早工业化且应用较多的尾气处理工艺为由Lurgi公司开发的Sulfreen工艺，总硫回收率达到99.5%。Sulfreen工艺对原料气中H2S浓度有要求（25%）。如果原料气中硫含量偏低，整个装置将在低负荷下运转，当负荷低于25%时，Sulfreen装置便不能正常运转，因而总硫回收率受到影响。,2.1.7 SCOT工艺,SCOT工艺是Shell公司开发的尾气处理工艺，由于其净化尾气H2S455.4mg/m3,总硫回收率可达99.8%以上。SCOT工艺的基本过程是将常规Claus工艺尾气中的SO2、有机硫、单质硫等所有硫化物经加氢还原转化为H2S后，在采用溶剂吸收方法将H2S提浓，循环到Claus装置进行处理。该工艺溶剂吸收再生法，流程长，操作复杂，且投资高。同时对酸性气体中的H2S含量有要求，一般不能低于25。从性价比方面考虑，该技术适用于单线生产能力在日产硫磺在170吨以上的大型硫磺回收装置。,2.1.8,SuperClaus超级克劳斯（EuroClaus超优克劳斯）工艺,SuperClaus工艺是由荷兰JACOBS公司开发并拥有，在常规Claus转化之后，最后一级反应器改用选择性氧化催化剂处理常规Claus硫回收尾气，将H2S直接氧化成元素硫，总硫回收率达99%以上，达到了硫回收与尾气处理的双重功效。,该工艺适用于H2S 20%（vol）的酸性气回收硫磺。从环保角度出发，该技术使用于单线生产能力在年产5万吨以下的中小型硫磺回收装置。,2.1.9酸性气硫回收湿法制酸工艺（WSA）,WSA工艺是丹麦托普索公司20世纪80年代中期开发的湿法制酸工艺，英文是Wet gas Sulphuric Acid，缩写WSA。,WSA工艺非常适合处理各种浓度的含硫气体,其浓度可从百分之零点几到很高，也可处理水分含量相当高的工艺气,处理前无需干燥。此外,该工艺流程简单,能效高,当酸性气SO2体积分数低至3%时仍可自热运行。,2.2 工艺路线选择分析,1996年我国颁布的新环境保护法规大气污染物综合排放标准（GB16279-1996）规定酸性气处理装置排放烟气中的SO2最高允许排放浓度960mg/Nm3（即336ppmV），60米高烟囱排放总量55Kg/h；H2S0.06 mg/m3。,从国内外硫回收工艺技术上分析，能达到国家排放标准且经济性适用于兖矿新疆煤化工“年产60万吨醇氨联产项目”的酸性气处理工艺有荷兰荷丰公司的SuperClaus工艺和丹麦托普索公司的WSA工艺。,三、硫回收工艺流程：硫回收制酸一,硫回收制酸二,硫回收制酸三,四、装置的特性指标,硫回收设计负荷:,年产浓硫酸 26700吨,尾气指标要求:,SO2排放960mg/Nm3 ，NOX小于240mg/Nm3,尾气中硫酸酸雾要求:10PPm,五、WSA湿法制硫酸原理,1、在酸性气燃烧炉中发生的反应,主反应：,2H2S +3O2 2SO2 +2H2O,2NH3 +3O2 NO +NO2 +3H2O,2、在脱硝反应器中发生的反应：,4NO+4NH3 +O2=4N2+6H2O+97.2 kcal/mole,NO2 +2NH3 +NO=2N2+3H2O+90.4 kcal/mole,3、在二氧化硫转化器中发生的反应：,SO2 +1/2O2 SO3 +23.6kcal/mole,SO3(g)+H2O(g)H2SO4(g)+24.1kcal/mole,4、在WSA冷凝冷却器中发生的反应,SO3(g)+H2O(g)H2SO4(g)+24.1kcal/mole,六、操作注意事项,1、长期停车后系统升温时注意控制酸性气炉升温速率50/h;WSA冷凝器升温速率20/h。,2、正常运行时严格控制二氧化硫反应器出口温度在280290之间，即高于三氧化硫气体的露点温度，否则产生酸腐蚀管道，过高损坏WSA冷凝器中的聚四氟乙烯涂层零件。,3、严格控制WSA出口工艺气温度，一般控制在85104。过高要损坏WSA内衬及出口的钢化管道，过低则进入烟囱的气体温度低，易烟囱产生腐蚀。,4、严格控制WSA冷凝器壳管层压差在0.5Kpa。壳程压差必须大约管内压力,防止玻璃管破碎后,酸腐蚀空气管道.,七、操作中曾出现过的问题及处理,7.1 酸雾控制单元去R6002出口管线腐蚀,7.2,硫酸管道腐蚀,我们酸系统的管道都是衬四氟的，但是由于冬季因为硫酸的冰点较低98%的浓硫酸冰点大约在0，而浓度在93%的酸在冰点大约在零下25。因此冬季为了防冻,硫酸管道必须增加伴热保温,但是由于管道内的四氟不耐高温,即使用0.4Mpa蒸汽伴热,也将管道内衬烫坏。之后硫酸接触到碳钢,将其腐蚀。,解决措施:,（1）由于腐蚀的点多，几乎所有的管道都更换了。给新增管道伴热时,伴热管要离硫酸管道有一定的距离。,（2）我们又另外配了一路备用管，以便管道再出现腐蚀时在线更换。,（3）另外,冬季尽量将硫酸浓度控制在93%。,7.3 PV60403B阀头脱落,处理措施：经仪表检修后，我们尽量提高此阀门的被压，使其前后压差降低到设计指标范围内大约2.0MPa.,7.4 R6002,设备本体及出口管道腐蚀,腐蚀原因:由于设备内局部温度低于酸性气体露点温度,形成酸腐蚀.,处理措施:,(1),正常生产运行及开停车时,严格控制硫回收系统各点温度,防止酸对设备的腐蚀.,(2)对设备本体用同样材质的钢板补焊,八、浓硫酸的理化特性,浓硫酸的物理性质:,纯硫酸是一种无色无味油状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3，其密度为1.84gcm-3。硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅。”若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生发烟现象,这样超过98.3%的硫酸称为发烟硫酸,熔沸点,:,当浓度为98.3%时 熔点：-90.8；沸点：338,关 键 设 备,