崔保命

(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046200)

引 言

山西潞安高硫煤清潔利用油化電熱一體化示范項(xiàng)目的低溫甲醇洗單元CO2尾氣中含有少量的H2S、有機(jī)硫等，總硫體積分?jǐn)?shù)約1×10-5。根據(jù)環(huán)評要求將總硫降至1×10-6。

1 低溫甲醇洗CO2尾氣脫硫處理工藝

1.1 低溫甲醇洗CO2尾氣

本裝置處理低溫甲醇洗CO2尾氣約為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)24.95×104m3。氣體規(guī)格如表1。

表1 低溫甲醇洗單元CO2尾氣排放規(guī)格

經(jīng)處理后的低溫甲醇洗單元CO2尾氣排放滿足表2要求。

工藝技術(shù)方案選擇安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的ZnO干法脫硫工藝技術(shù)。經(jīng)過低溫甲醇洗單元酸性氣水洗塔洗滌后的酸性CO2尾氣總管(DN2300)，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)壓縮升壓(升壓15 kPa～20 kPa)，進(jìn)入尾氣脫硫槽預(yù)熱器預(yù)熱為80 ℃(壓降<5 kPa)，分成2支(DN1300)分別進(jìn)入1#、2#、3#、4#脫硫槽進(jìn)行脫硫，脫硫劑分為2層，上層為水解劑，下層為脫硫劑，經(jīng)過整個脫硫槽床層的壓降小于8 kPa，出脫硫槽后氣體硫體積分?jǐn)?shù)低至1×10-6以下，送入尾氣排放煙囪。流程如下：

表2 低溫甲醇洗CO2達(dá)標(biāo)尾氣排放規(guī)格

尾氣→鼓風(fēng)機(jī)→脫硫槽入口預(yù)熱器→脫硫槽→凈化后排大氣。

1.2 反應(yīng)原理

水解劑的反應(yīng)見反應(yīng)式(1)。

(1)

脫硫劑的反應(yīng)方程式見反應(yīng)式(2)。

(2)

1.3 脫硫劑

COS水解劑是以活性氧化鋁為載體，添加特殊活性成分，可在常、低溫下使用的催化劑。 COS水解劑與脫硫劑聯(lián)用，能將液相丙烯、液化石油氣以及合成氣等物料中微量的硫化氫、羰基硫、二硫化碳等硫化物脫除，保護(hù)后續(xù)催化劑正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

COS水解催化劑除有足夠的活性外，還具有耐氧、耐硫性能。其較低的堆密度，可以減少一次性裝填成本。水解劑和脫硫劑的性能如表3。使用條件和技術(shù)指標(biāo)見表4。

表3 脫硫劑和水解劑的性能

表4 使用條件和技術(shù)指標(biāo)

1.4 脫硫劑裝填量計(jì)算

1.4.1 COS水解劑工藝計(jì)算(以單系列為例)

以穿過脫硫床層的線速度為準(zhǔn)，v=0.6 m/s，以減小床層壓力降。

D=(62 383.5÷3 600)/(0.785×0.6)≈6 m；H=2 m。

裝填體積：V=0.785D2×H≈60 m2。

校核空速：62 383.5/60≈1 040 h-1。

校核硫容(按10%考慮)：0.1=(0.02×32×h)/(60×1 100)。

使用壽命：H=10 312/8 000≈1.2 a。

1.4.2 ZnO脫硫劑工藝計(jì)算(以單系列為例)

以穿過脫硫床層的線速度為準(zhǔn)，v=0.6 m/s，以減小床層壓力降。

D=(62 383.5÷3 600)/(0.785×0.6)≈6 m；H=3.5 m。

裝填體積：V=0.785D2×H≈100 m2。

校核硫容(按通用的10%計(jì)算)0.1=(0.04×32×h)/(100×1 100)。

使用壽命：H=8 594/8 000≈1 a。

校核空速：62 383.5/100=624 h-1。

單系列裝填量及反應(yīng)器高度(T.L.- T.L.)：

1)Vr=(60+100)×2=320 m3。

2) 反應(yīng)器的長(T.L.)：L=1.1+0.1+2+0.1+2+0.1+3.5+0.1=9 m。

脫硫塔簡圖如圖1所示。

圖1 脫硫塔簡圖(單位：mm)

2 結(jié)語

綜合分析，低溫甲醇洗CO2排放尾氣經(jīng)過脫硫塔后完全可以滿足脫硫效果，且該技術(shù)方案成熟、可靠、經(jīng)濟(jì)。