一种合成氨系统多级脱硫的方法 技术领域
本发明涉及一种应用于合成氨系统的脱硫方法，主要是除去半水煤气中的硫化氢等含硫杂质，尤其是一种合成氨系统多级脱硫的方法。
背景技术
合成氨系统现有的脱硫方法是将煤与空气、蒸汽反应制备的半水煤气通过一级脱硫塔一次脱硫后直接进入下一工段，虽然半水煤气中的硫化氢大部分被除去，但是硫含量仍然维持在0.15mg/L以上，出口气体硫含量偏高，造成催化剂活性降低，生产环境毒性较大、污染严重，对下一工段的仪表、设备腐蚀严重，脱硫塔容易堵塞，而且硫含量偏高的半水煤气导致铜液生成硫化物胶体，使铜洗工段不能正常运行，增高了合成氨的生产成本，造成了严重的环境污染。
发明内容
本发明的目的就是克服上述弊端，提供一种在合成氨前序工段多级脱硫除去半水煤气中的含硫杂质，有效降低出口气体硫含量，防止脱硫塔堵塞，减轻设备腐蚀，降低生产成本、减少环境污染的合成氨系统多级脱硫的方法。
本发明的目的是这样实现的：一种合成氨系统多级脱硫的方法，将煤与空气、蒸汽反应制备温度为40-50℃，压力约为2MPa，硫含量为1.5-2.0mg/L的半水煤气，将半水煤气通入一级脱硫塔碱洗除去硫化氢至硫含量不高于0.15mg/L，再输入静电除焦塔底部经高压静电除去煤焦油后从上部输出，加压后输送至冷却塔除去杂质降温，然后输入二级脱硫塔与脱硫剂反应除去硫化氢至硫含量不高于0.075mg/L，净化后输入冷却清洗塔降温清洗进一步除去杂质，加压后送入下一工段使用。所述一级、二级脱硫塔中脱硫剂吸收硫化氢后形成的富液进入富液槽，由富液泵泵入喷射再生槽，脱硫剂被氧化浮出硫泡沫再生为贫液，贫液进入贫液槽由贫液泵泵入两级脱硫塔循环使用，硫泡沫进入泡沫槽通过熔硫釜生产硫磺。所述一级脱硫塔和二级脱硫塔除去半水煤气中所含硫化氢使用的脱硫剂应分别加入一级、二级脱硫塔。所述脱硫剂采用栲胶、碱、稀氨水。一级脱硫塔按8g/L的比例加入NaCO3作为脱硫剂，二级脱硫塔按1.2g/L的比例加入栲胶作为脱硫剂。
本发明所述脱硫方法的工作原理是：1、半水煤气中地H2S气体呈酸性，输入脱硫塔中，首先被碱性溶液吸收，生成NaHS，化学反应式为：；2、溶液中NaHS被偏钒酸钠NaVO3氧化，生成焦钒酸钠Na2V4O9并析出S，化学反应式为：；3、加入脱硫塔中的氧化态栲胶TEoS将焦钒酸钠Na2V4O9氧化为偏钒酸钠NaVO3，氧化态栲胶TEoS同时生成还原态栲胶TErS，化学反应式为：；4、富含S的还原态栲胶进入喷射再生槽经空气氧化后浮选出硫泡沫生成氧化态栲胶循环使用，化学反应式为：。
本发明所述脱硫方法，将半水煤气经过二级以上的多级脱硫，有效降低用于合成氨的原料煤气的硫含量，出口气体硫含量大幅降低，降低了生产环境毒性，不会对仪表、设备造成腐蚀，同时脱硫后的半水煤气进入铜洗工段，不会导致铜液生产硫化物胶体而影响正常生产，减轻了环境污染；吸收硫化氢的脱硫剂经空气氧化后浮出硫泡沫再生为贫液，可回输入脱硫塔循环使用，节约了生产成本；进入冷却清洗塔的冷却水与半水煤气交换后排至热水池，净化处理后可生产蒸汽，节约能源，脱硫剂分别加入两级脱硫塔，可有效防止脱硫塔堵塞，使脱硫反应充分。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：
将煤与空气、蒸汽反应制得硫含量为2.0mg/L的半水煤气，加压后使其温度为40℃，压力为2MPa，经输入管道输入一级脱硫塔，通过一级脱硫塔的加液口按8g/L的比例加入NaCO3和适量NaVO3作为脱硫剂，半水煤气与脱硫剂充分反应碱洗脱硫后至硫含量为0.15mg/L，再将一级脱硫后的半水煤气经输入管道输入静电除焦塔底部，经高压静电除去煤焦油后从上部输出，加压后输送至冷却塔除去杂质降温，再输入二级脱硫塔，同时按1.2g/L的比例将氧化态栲胶TEoS加入二级脱硫塔，还加入适量NaCO3、NaVO3作为脱硫剂，一级脱硫后的半水煤气与脱硫剂充分反应，其中H2S被大量除去，硫含量达到0.075mg/L，脱硫剂吸收H2S生成富液，进入富液槽停留5分钟后，由富液泵泵入喷射再生槽，还原态栲胶经空气氧化后生成氧化态栲胶，并浮选出硫泡沫，富液再生为贫液，经液位调节器进入贫液槽，通过贫液泵泵入二级脱硫塔，循环使用。经二级脱硫后的半水煤气经输入管道输入冷却清洗塔，冷却水进入冷却清洗塔上部与脱硫后的半水煤气逆流接触、清洗杂质后，经“U”形水封阀流至冷却清洗塔下部与半水煤气进行热交换使其冷却至35℃，冷却水经冷却清洗塔底部的安全水封排至热水池，冷却清洗后的半水煤气加压后送至下一工段。
实施例2：
将煤与空气、蒸汽反应制得硫含量为1.8mg/L的半水煤气，加压后使其温度为35℃，压力为1.8MPa，经输入管道输入一级脱硫塔，通过一级脱硫塔的加液口按8g/L的比例加入NaCO3和适量NaVO3作为脱硫剂，半水煤气与脱硫剂充分反应碱洗脱硫后至硫含量为0.10mg/L，再将一级脱硫后的半水煤气经输入管道输入静电除焦塔底部，经高压静电除去煤焦油后从上部输出，加压后输送至冷却塔除去杂质降温，再输入二级脱硫塔，同时按1.2g/L的比例将氧化态栲胶TEoS加入二级脱硫塔，还加入适量NaCO3、NaVO3作为脱硫剂，一级脱硫后的半水煤气与脱硫剂充分反应，其中H2S被大量除去，硫含量达到0.070mg/L，脱硫剂吸收H2S生成富液，进入富液槽停留3分钟后，由富液泵泵入喷射再生槽，还原态栲胶经空气氧化后生成氧化态栲胶，并浮选出硫泡沫，富液再生为贫液，经液位调节器进入贫液槽，通过贫液泵泵入二级脱硫塔，循环使用。经二级脱硫后的半水煤气经输入管道输入冷却清洗塔，冷却水进入冷却清洗塔上部与脱硫后的半水煤气逆流接触、清洗杂质后，经“U”形水封阀流至冷却清洗塔下部与半水煤气进行热交换使其冷却至40℃，冷却水经冷却清洗塔底部的安全水封排至热水池，冷却清洗后的半水煤气加压后送至下一工段。