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CN1073374A - 去除气体中的硫化氢的方法 - Google Patents

去除气体中的硫化氢的方法 Download PDF

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CN1073374A
CN1073374A CN92114691A CN92114691A CN1073374A CN 1073374 A CN1073374 A CN 1073374A CN 92114691 A CN92114691 A CN 92114691A CN 92114691 A CN92114691 A CN 92114691A CN 1073374 A CN1073374 A CN 1073374A
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N·道塞尔
P·狄梅尔
M·格鲁斯
W·西弗尔斯
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Abstract

本发明涉及一种使用再生程度不同的钾碱溶液 在操作装置中对低压和/或高压气体脱硫的方法。 低压气体脱硫分两步进行，压力在0.9到1.2bar之 间，剩余的H2S量为0.1到0.5gH2S/m2，高压气体 的脱硫使用钾碱溶液和苛性苏打溶液，压力在2到 25bar之间，剩余的H2S量小于2mgH2S/m3。再把 从低压和高压清洗中得到的负荷钾碱溶液进行再 生。

Description

本发明涉及一种利用钾碱溶液去除气体中H2S的方法。
很早人们便知道利用钾碱水溶液通过反应物的化学转化便可去除气体中的H2S。本发明关系到这种方法的一种独特的应用，其中低压和/或高压气体必须在操作装置中脱硫，并且对低压和高压气体的脱硫程度有不同的要求。
这样的应用之一是在例如炼焦厂产生的部分焦炉气用作点燃焦炉的低压气体，同时大部分焦炉气作为高压气体输入气体输运网络而作其它用途。这种情况下，通常低压和高压气体的脱硫同时进行。然而也还有其它应用的可能性，即在某些时候，由于某些操作条件所限，低压或高压气体本身需在操作装置中处理。
本发明的目的就在于设计钾碱清洗工艺，使其满足这些应用的特殊要求。只要可能，对这种方法的条件的选择就要使它和整个操作过程的其它工艺步骤保持合适的联结，并保证它产生最佳的效益。
根据本发明，用来达到这个目的方法具有这样的特征：使用一种钾碱溶液去除低压和/或高压气体中的H2S，钾碱溶液具有不同程度的再生能力，其含钾碱量在60到120g/lK2CO3的范围内，低压气体的脱硫压力在0.9到1.2bar的范围内，在两个阶段使用不同再生程度的钾碱溶液，使气体残剩的H2S量在每立方米0.1到0.5g的范围内，高压气体的脱硫压力在2到25bar.使用钾碱溶液和苛性苏打溶液使气体残剩的H2S量小于每立方米2mg，从低压和高压气体清洗得到的负荷钾碱溶液在温度为55至65℃，压力为0.1到0.3bar的情况下会再生，优选的温度为60℃，压力为0.2bar。
按照本发明，这个方法的进一步细节可见下面的陈述，并借助流程图进行解释。流程图只标出解释这个方法所必需的部分，而其它附属设备，例如，换热器、循环泵和测量与控制设备并未标出。
需被脱硫的低压气体通过线路1从下面引入低压H2S清洗器，压力在0.9到1.2bar之间。清洗器装有内部接口，其上端有一个气门板3。通过线路4，给低压H2S洗涤器2的上部装入再生程度较高的钾碱溶液，线路4与气门板3下的清洗器相通。同时，通过线路5将再生程度不太高的钾碱溶液引入洗涤器的中部。所容许的钾碱溶液的温度在25到35℃的范围内。为了较好地脱硫，可通过线路6将苛性苏打溶液输入气门板3上的低压H2S洗涤器2。通过线路7，可将气门板3上的洗涤器中的负荷苛性苏打溶液放出。低压气体通过清洗器的底部到顶部，通过线路8将残剩的每立方米0.1到0.5g的H2S用作他途。在低压气体清洗器2中脱硫时，气体温度在20到40℃的范围内。负苛钾碱溶液通过线路9从清洗器的底部放出，然后通过此线路向再生器10的顶部输入。
高压气体的脱硫可同低压气体的脱硫同时进行。在这种情况下，高压气体可通过线路11从下面引入高压H2S清洗器12中，压力在2到25bar之间。这种清洗器也装有合适的内部接口，并在其上部有一个气门板13。在高压气体的脱硫中要用到再生程度较高和不太高的钾碱溶液的混合物，这种混合物通过线路14引入在气门板13下的高压气体H2S清洗器12的上部。线路14从线路4中分岔出，通过它可将再生程度较高的钾碱溶液从再生器10底部放出。所要求的再生程度不太高的钾碱溶液通过线路15输入，线路15将线路5与线路14连结。另外一种方法是，再生较度较高的钾碱溶液和不太高的钾碱溶液在分离的供给点中加入，再生较度不太高的钾碱溶液在较高再生能力的钾碱溶液之下引入高压H2S清洗器12。为了使高压气体得到较好的脱硫，即使残剩的H2S小于每立方米2mg，可通过线路16将苛性苏打溶液引入气门板13上的高压H2S洗涤器12。然后通过线路17，在气门板13上将负荷苛性苏打溶液放出。从低压H2S清洗器2来的管路7连入管路17。按照没在流程图上表示的方法，如果愿意的话，高压气体的精脱硫也可在分离的塔中进行，它在高压H2S清洗器12下游连结。在这个清洗器中撤下气门板13是可以的。如果愿意的话，即如果不必引入苛性苏打溶液以达到所要求的低压气体的脱硫程度或低压气体的精脱硫在分离的塔中进行，也可以撤下低压H2S清洗器2中的气门板3。从高压H2S清洗器12的底部到顶部流过从而已被精脱硫的高压气体可通过线路18放出并作其它用途。负荷钾碱溶液通过线路19从高压H2S清洗器12的底部流入线路9，在那里同来自低压H2S清洗器2的负荷钾碱溶液相汇合。
需被再生的钾碱溶液通过线路9送入再生器10的顶部，再生器10在压力为0.1到0.3bar的范围内操作，可配有合适的内部接口。钾碱溶液再生所需的大量的热通过再沸器20提供，再沸器20通过循环线路21与再生器10相连。再沸器20由加热旋管22加热，加热旋管中可注入蒸气。炼焦厂的冲洗水或热水。再生器10的操作温度在55到65℃之间，依压力的大小而定。部分钾碱溶液流从再生器10的中心部分放出，象上面所说的那样，通过线路5回到整个过程中，为了进一步描述本方法，通过线路5放出的钾碱溶液是再生程度不太高的钾碱溶液。另一方面，再生程度较高的钾碱溶液通过线路4从再生器10的底部放出，按照本发明，使用再生程度不太高的钾碱溶液有一些优点，因为这种溶液在再生器10的生产比再生程度较高的钾碱溶液消耗较少的能量。含H2S的废蒸气从再生器10的顶部放出，再通过线路23传输至硫酸厂24，并在那里用已知的方法变成硫酸，所产生的硫酸通过线路25放出，同时通过线路26将废气送到烟囱，这点没在流程图上显示。另外，含H2S的废蒸气可在下游相连的克劳斯厂中自然地转化为元素硫，克劳斯厂的剩余气体还可在脱硫阶段前与低压和/或高压气体相混合。
只要本发明的方法是用来消除焦炉气中的H2S和/或同炼焦厂共同操作，来自两个H2S清洗器的负荷苛性苏打溶液可通过线路17引入焦炉气处理系统的NH3抽提器27。在NH3抽提器27中，负荷苛性苏打溶液，其中NaOH的大部分已在气体清洗中转化为Na2CO3，分解其中存在的不随蒸气挥发的铵化合物。按照本方法的优选实施方案，在两个H2S清洗器2和12中钾碱清洗的条件应该调整，使得在精脱硫中得到的负荷苛性苏打溶液能够在NH3抽提器27中得到充分利用以分解在蒸气中不挥发的铵化合物。因此不需用另外的方法处理多余的负荷苛性苏打溶液。为了减少操作条件出现的波动，可在线路17上为负荷苛性苏打溶液安置一个缓冲容器，图中未出现。在负荷苛性苏打溶液同不在蒸气中挥发的铵化合物反应后，所产生的溶液可和在NH3抽提器27中剩下的液体一起通过线路28送入炼焦厂的废水处理装置中。
本发明的方法同炼焦厂的气体处理装置之间的另一连接点在于这样的事实：从清洗剂中通过线路29清除的钾碱溶液被引入气体冷凝系统的冷凝收集容器30，并通过线路31同冷凝气体一起送入NH3抽提器27中。另外，被清除的钾碱溶液也可引入炼焦厂的冲洗水系统，这点没在图中显示。钾碱溶液也可通过线路29直接引入到NH3抽提器27中。炼焦厂的冲洗水可用来加热在再生器10中的再沸器20。
在钾碱溶液的流动中为了能够将所要求的K2CO3维持在60到120g/l的范围内，可通过线路32将苛性钾碱溶液输入本系统。
如果要处理的气体量较大，可以不象流程图上所示的那样只用一个H2S清洗器，而是使用两个或两个以上的清洗器，它们平行相连，以清洗低压和/或高压气体。
现说明从炼焦厂所产生的焦炉气中消除H2S的一个具体实施例子。其中，每小时25000m3的焦炉气在低压下脱硫，压力范围约为1.2bar，脱硫后气体的H2S/m3为0.5g。每小时45000m3的焦炉气在高压下脱硫，压力范围约为13bar，脱硫后气体的H2S/m3小于2mg。两种气体流的脱硫以根据流程图所解释的方式进行，其中送入两个清洗器中的钾碱溶液的温度在25到35℃之间。总量约为95m3/h的负荷钾碱溶液从两个清洗器中放出并被引入再生器10。同时，精脱硫系统中的约为5m3/h的负荷苛性苏打溶液同苛性苏打溶液一起送入NH3抽提器27的顶部，并在那里用来分解在蒸气中不挥发的铵化合物。从钾碱溶液的流程中以约为1m3/h的比率清除的溶剂同样被送入NH3抽提器27的顶部。负荷钾碱溶液在再生器10中再生，压力为0.2bar，温度约为60℃，所产生的含H2S的废蒸气用已知的方法转变成硫酸。在两种气体流中都可毫无困难地达到要求的脱硫程度。把本发明的方法同焦炉气的气体处理装置相联结，即可毫无困难地处理精脱硫中被清除的钾碱溶液以及负荷苛性苏打溶液，并且不需任何特殊的装备。

Claims (10)

1、使用钾碱溶液消除气体中H2S的方法，其特征是：可不同程度再生的钾碱溶液，其中的钾碱量的范围以K2CO3计为60到120g/l之内，用来消除低压和/或高压气体中的H2S，低压气体的脱硫在气压范围0.9至1.2bar之间进行，使剩余的H2S量减至0.1到0.5gH2S/m3，脱硫用不同再生程度的钾碱溶液分两步进行，高压气体的脱硫用钾碱溶液和苛性苏打溶液进行，压力范围在2bar到25bar之间，剩余的H2S量小于2mgH2S/m3，并且把从低压和高压清洗中得到的负荷钾碱溶液送去联合再生，其温度为55到65℃，压力为0.1到0.3bar，优选的是60℃和0.2bar。
2、按照权利要求1的方法，其特征是：为了从低压气体中清除H2S，将再生程度较高的钾碱溶液引入H2S清洗器的上部，将再生程度不太高的钾碱溶液引入中部。
3、权利要求1和2的方法，其特征是：低压气体钾碱清洗后再用苛性苏打溶液进行精脱硫。
4、按照权利要求1-3的方法，其特征是：为了从高压气体中清除H2S，或者使用由混合再生程度较高和不太高的钾碱溶液产生的钾碱溶液，或者将再生程度较高的钾碱溶液引入H2S清洗器的上部并将再生程度不太高的钾碱溶液引入中部，在这两种情况下，气体的精脱硫在钾碱清洗后使用苛性苏打溶液进行。
5、按照权利要求1到4的方法，其特征是：再生程度较高的钾碱溶液从再生器的底部放出，再生程度不太高的钾碱溶液从再生器的中部放出。
6、按照权利要求1到5的方法，其特征是：钾碱清洗和用苛性苏打溶液进行的精脱硫分别在不同的清洗器中进行，用于注入苛性苏打溶液的地方要和在它之下的钾碱清洗中的气门板分开。
7、按照权利要求1到6的方法，其特征是：出自精脱硫的负荷苛性苏打溶液和/或从清洗剂流动中清除的钾碱溶液被引入到焦炉气处理厂的NH3抽提器之中。
8、按照权利要求1到7的方法，其特征是：钾碱清洗在这样的条件下进行，使得在随后的低压和/或高压气体的精脱硫中产生的负荷苛性苏打溶液能够在焦炉气处理厂的NH3抽提器中得到充分利用，以分解在蒸气中不挥发的铵化合物。
9、按照权利要求1到8的方法，其特征是：清洗剂的流动中被清除的钾碱溶液送入炼焦厂的冲洗水系统。
10、按照权利要求1到9的方法，其特征是：炼焦厂的冲洗水用来加热再生器。
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