技術(shù)方案和工藝描述
從厭氧反應(yīng)罐來的沼氣，進(jìn)入穩(wěn)壓儲氣柜，經(jīng)氣液分離器分離掉氣體中夾帶的少量冷凝水、油污等雜質(zhì)后進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機(jī)升壓，同時(shí)氣體溫度也升高，經(jīng)冷卻塔冷卻降溫后進(jìn)入脫硫塔，利用合理的反應(yīng)條件可有效地將沼氣中的硫化氫脫除，考慮到該項(xiàng)目業(yè)主方提供的原料沼氣中硫含量非常高，本裝置采用三級脫硫。脫硫后的氣體進(jìn)入洗滌塔洗掉氣體中夾帶的脫硫液霧沫，再經(jīng)除沫器除沫、冷卻、精濾、緩沖后送后工序使用。本系統(tǒng)脫硫塔采用新開發(fā)的高效噴淋傳質(zhì)內(nèi)件，該塔具有結(jié)構(gòu)簡單，效率高，阻力小，防堵塔，投資小，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，且溶液循環(huán)量比填料塔要少。
吸收了硫化氫的溶液首*入富液槽，然后用再生泵將富液打至再生槽，在再生過程中，硫化氫被轉(zhuǎn)變成硫磺泡沫，溶液再生后進(jìn)入貧液槽，并完成相關(guān)溶液的再生，然后由脫硫泵打至脫硫塔，循環(huán)吸收氣體中的硫化氫。沒有廢液排放，不產(chǎn)生二次污染。
再生過程中生成的硫泡沫經(jīng)硫泡沫過濾機(jī)過濾后，溶液返回系統(tǒng)，硫泡沫進(jìn)入硫磺精制工段，可回收硫磺。
本裝置所有液體全部在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)使用，所有氣體全部送往后工序，產(chǎn)生的固體物為硫磺商品，可直接外售，不會對環(huán)境造成污染。
過程化學(xué)反應(yīng)
(1) 碳酸鈉水溶液吸收H2S
Na2CO3 + H2S = NaHS +NaHCO3
NaHCO3 + H2S = NaHS +H2CO3
(2) 析硫，生成多硫化物
NaHS +1/2 O2 = NaOH +S↓
NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 +H2O
(3)催化劑再生
[還原態(tài)]Re +O2=[氧化態(tài)]OX
脫硫溶液控制工藝
(1)溶液的組分
本方案采用濕式氧化法脫硫工藝，結(jié)合我方在脫硫領(lǐng)域多年的經(jīng)驗(yàn)與探索，脫硫過程選用以純堿為主的復(fù)合型脫硫劑，具有硫容高、脫硫效率高、生產(chǎn)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
(2)再生工藝
脫硫溶液的再生有鼓風(fēng)式再生法和自吸空氣噴射再生法，從我方多年的脫硫經(jīng)驗(yàn)分析，并在借鑒國內(nèi)外其他脫硫工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，我們選用自吸空氣噴射再生工藝來完成脫硫液在再生槽內(nèi)的再生過程。
富液以一定壓力進(jìn)入噴嘴形成液體高速射流，噴嘴周圍的吸氣室產(chǎn)生負(fù)壓，將空氣吸入噴射器管內(nèi)。空氣里細(xì)微氣泡擴(kuò)散于液相中，氣液得到充分的接觸，形成高速渦流，反應(yīng)極為快速，再生效率在混合管中可達(dá)70%以上。
從對濕法脫硫整體工藝的研究及前期脫硫工程的分析，我們發(fā)現(xiàn)，自吸噴射器是再生槽的一關(guān)鍵附件，如果其設(shè)計(jì)加工和安裝達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將會嚴(yán)重影響再生效率的提高，甚至?xí)霈F(xiàn)抽氣不力和倒流現(xiàn)象。常見再生槽液面不起泡或硫泡沫不起氣泡，浮選溢流差、溶液懸浮硫高，導(dǎo)致再生和脫硫效率低均為噴射器吸氣強(qiáng)度不足引起了。因此，我方特別注重噴射器的設(shè)計(jì)與選型，確保脫硫與再生工藝地結(jié)合起來，達(dá)到高效脫硫的目標(biāo)。
再生槽不僅是自吸空氣促使溶液催化劑氧化再生，兼有對溶液的氣提釋放CO2及硫泡沫的浮選作用。按照濕式氧化法脫硫總反應(yīng)可核算出再生反應(yīng)過程中需要吸入的空氣量。所以，再生過程要確保再生槽達(dá)到一定的吸氣強(qiáng)度，同時(shí)，也體現(xiàn)出了對噴射器設(shè)計(jì)的重要性。
本方案在參考以上設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，從可行性與經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，確保再生與后續(xù)脫硫工藝的正常進(jìn)行。
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