煤制氢废气深度脱硫及资源化利用12-工艺综述.docx
50000Nm3/h煤制氢废气深度脱离及资源化利用
—工艺综述—
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2017年“东华科技—陕鼓杯”
第十一届大学生化工设计竞赛
50000Nm3/h煤制氢废气深度脱硫
及资源化利用
一体化项目设计
工艺综述
参赛学校：广东石油化工学院
参赛团队：ChemicalMan
参赛队员：__肖文顺、杨嘉铭
吴秉权、陈颂佳、葛海
指导老师：陈辉/黄燕青
完成时间：2017.3-2017.7
目录
TOC\o1-3\h\z\u第1章脱硫工艺综述 1
1.1原料路线确定的原则和依据 1
1.2工艺概述 1
1.3脱硫工艺方案比较和确定 2
1.3.1Claus+LT-Scot工艺 3
1.3.2氨法脱硫技术工艺 5
1.3.3双碱法烟气脱硫技术工艺 9
1.3.4离子液脱硫工艺 11
1.4工艺比较与选择 14
1.4.1吸收剂消耗对比 14
1.4.2流程繁简的对比 15
1.4.3方案投资对比 15
1.4.4各工艺的优缺点对比 16
1.4.5工艺技术对比 17
1.4.6工艺确定 18
1.5反应机理 18
1.5.1Claus反应机理 18
1.5.2LT-Scot反应机理 20
1.6反应动力学方程 21
1.6.1Claus反应动力学方程 21
1.6.2LT-Scot反应动力学 23
1.7反应热力学方程 25
1.7.1Claus工艺反应热力学方程: 25
1.7.2LT-Scot工艺反应热力学方程 25
1.8Claus工艺的对比与选择 26
1.8.1催化剂的对比 26
1.8.2设备选择 27
1.9LT-Scot工艺对比与选择 30
1.9.1催化剂及吸收剂的对比 30
1.9.2设备选择 32
1.10工艺流程描述 33
1.10.1Claus单元流程描述 33
1.10.2LT-Scot单元流程描述 36
1.10.3酸性水汽提单元 40
第2章脱碳及资源化利用 41
2.1原料路线确定的原则和依据 41
2.2工艺概述 41
2.3二氧化碳的分离工艺对比 42
2.3.1乙醇胺吸收法 42
2.3.2膜分离法 44
2.3.3变压吸附工艺 46
2.3.4液化提纯工艺 48
2.4CO2分离工艺工艺对比及确定 50
2.4.1流程繁简及能耗对比 50
2.4.2过程消耗对比 50
2.4.3工艺参数对比 51
2.4.4工艺优缺点对比 51
2.5食品级CO2生产工艺 53
2.5.1工艺流程 53
2.5.2催化剂的对比及选择 55
2.5.3催化剂反应原理及其动力学方程 56
2.5.4设备介绍 56
第3章参考文献 57
脱硫工艺综述
原料路线确定的原则和依据
选用生产工艺方法，应从多方面进行考虑：
原料的来源是否广泛，供应是否有保证；
生产工艺是否成熟及难易程度，质量是否有保证；
生产设备是否过关，装置生产能力是否有保证；
检测手段是否配套、成熟，能保证生产过程及产品质量的有效控制；
设备和土建的规模如何，造价如何；
原材料及燃动力消耗如何、价格如何，人力资源占用情况，生产成本如何，各项经济技术指标如何；
环境保护情况，节能减排情况。
工艺概述
根据GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》规定，炼油行业新建企业自2015年7月1日起，现有企业自2017年7月1日起，酸性气硫磺回收装置烟气中SO2排放质量浓度小于100mg/m3(0℃,101.325kPa，下同)，部分环境敏感地区小于50mg/m3。同时对硫化物排放总量也作了规定，这就要求装置硫回收率只有高于99.5%，才能达到此规定要求。目前，技术工艺先进、相对成熟可靠主要有Claus+LT-Scot工艺，双碱法，氨法脱硫工艺和离子液吸收工艺。
脱硫工艺方案比较和确定
离子液脱硫双碱法是采用NaOH、Na2CO3、Na2SO3等
离子液
脱硫
双碱法是采用NaOH、Na2CO3、Na2SO3等钠基脱硫剂进行塔内脱硫，脱硫产物被用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。
本技术采用离子液作为吸收剂。离子液是以有机阳离子、无机阴离子为主,添