直接氧化法硫磺回收工艺在IGCC改造项目的应用.pdf

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1、第2期(总第159期)煤化工No．2(TotalNo．159)2012年4月CoalChemica1IndustryApr．2012直接氧化法硫磺回收工艺在IGCC改造项目的应用于海洋，汪刚，石春梅，张盟娟(陕西晟宜环保科技有限公司，陕西西安710065)摘要简要介绍了直接氧化法硫磺回收工艺的发展情况；通过分析IGCC(煤气化联合循环发电系统)改造项目中应用直接氧化法硫回收技术的情况，说明直接氧化法硫回收工艺可满足处理低浓度H2S酸性气要求，且通过采用两台反应器的组合方式，可解决酸性气量偏大、浓度偏高等问题，提高了硫回收率和硫磺产量。关键词硫磺回收

2、，直接氧化法，IGCC文章编号：1005—9598(2012)一02—0023—03中图分类号：TQ125．1文献标识码：B应(1)、(2)为H。s和0的主要反应，反应(3)、(4)为1工艺发展现状次要反应。反应(1)不是平衡反应，理论上转化率可以达到100％，但由于催化剂对H。s直接氧化为硫的选择克劳斯法硫磺回收工艺是主要的硫磺回收方法，性有限，H。s有部分生成s0，其余的H。s与S0进一步然而传统的克劳斯法技术无法达到处理贫酸性气按反应式(3)反应，生成硫磺。(Hs体积分数为1％～20％)的要求，近年来直接氧化法硫回收技术的发展又重新引起了人们

3、的重视。采用直3直接氧化法硫磺回收工艺在IGCC(煤气接氧化法使贫酸性气与空气按一定配比混合，进入装化联合循环发电系统)改造项目中的应用有催化剂的催化氧化反应器，将HS转化为单质硫。直接氧化法硫磺回收工艺不仅应用于石油化工行业，煤气化联合循环发电系统(IGCC)是将洁净的煤也逐渐应用于电力、冶金等行业。气化和高效的联合循环发电相结合的先进动力系统。目前，直接氧化法硫磺回收工艺在工艺流程、反,2010年5月陕西晟宜环保科技有限公司(以下应器结构、催化剂等方面都有了较大的改进和提高，简称晟宜科技公司)向广东东莞天明电力有限公司其应用有进一步扩大的趋势。

4、(以下简称天明电力公司)IGCC改造项目转让了具有自主知识产权的直接氧化法硫磺回收技术，并负责该2直接氧化法硫磺回收工艺反应过程工程的基础设计，提供主要设备及催化剂，中化化工科学技术研究总院负责工程的详细设计。原始克劳斯法制硫磺工艺主要化学反应为：天明电力公司IGCC改造项目的规模为12万kW，H2S+1／202=1／nS+Hz0+Q(1)是国家“十一五”863计划IGCC示范项目之一。原料直接氧化法制硫磺的化学反应除反应式(1)以使用廉价、水分高的褐煤，上游煤气化技术采用美国外，还可能发生以下化学反应：南方电力公司的TRIG(传输式集成气化)气化

5、技术，H2S+3／202=SO2+H20+Q(2)气体净化工艺采用MDEA吸收法。采用MDEA法吸收后2H2S+SO2=3／nS+2H20+Q(3)的酸性气含Hs浓度低、操作弹性要求大。该酸性气S+0，=SO，+Q(4)温度为40℃，压力为0．12MPa(A)，流量为5223．90温度越高，反应速率越快，有利于反应的进行。反m3／h，气体组成见下页表1。收稿日期：201卜12—02作者简介：于海洋(1980一)，男，辽宁葫芦岛，工程师，学士，2003年本科毕业于沈阳化工学院测控技术与仪器专业，现从事硫磺回收工艺工程设计、技术开发及管理工作，E-ma

6、il：yuhaiyang99o3@126．aom。一24煤化工2012年第2期表1酸性气气体组成％二级硫冷凝器，硫液封，硫分离器及工艺气再热器等。一级催化氧化反应器为晟宜科技公司的国家实二0．2189．740．14O．454．17O．035．26用新型专利产品(专利号：CN200720169522．X)，反应器中催化剂床层分为两段，上部为绝热段，下部为等天明电力公司通过对国内外硫回收技术的调查、温段。二级催化氧化反应器为一段绝热式反应器。两对比分析，最终确定采用晟宜科技公司的直接氧化法级反应器中装填有钛基催化剂。硫磺回收工艺专利技术。一级硫冷凝器工

7、艺气的出口处设置金属丝网除3．1流程简述雾元件，保证硫雾沫可以有效地分离，并在冷凝器的硫磺回收采用直接氧化法硫回收工艺。来自净化末端增加了保温措施，有效防止了液硫冷凝。装置的含Hs酸性气经气液分离器除去游离水后，通硫分离器内装有自主研发的金属硫分离内件，分过增压风机进行系统增压。然后酸性气与空气按一定离效果好，可有效防止液硫堵塞。比例配比，空气的流量和酸性气的流量组成比值调节3．3催化剂系统，空气流量由调节阀开度控制。酸性气和空气分一级催化氧化反应器、二级催化氧化反应器中均别经预热器预热至约220℃，混合后进入一级催化氧装填钛基催化剂，以TiO为主

8、要活性成分，添加了抗化反应器，加热介质为外界供应的中压饱和蒸汽。一硫酸盐作用的专利助剂，不会因硫酸盐而中毒。级催化氧化反应