一种降低煤气中硫化氢含量的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种降低煤气中硫化氢含量的方法及装置，属于化工生产的技术领域。包括以下步骤：(1)将合成氨装置中含有氨气的管道进行合并，通过公式Q＝AvT

【技术实现步骤摘要】
一种降低煤气中硫化氢含量的方法及装置


[0001]本专利技术涉及化工生产的
，具体涉及一种降低煤气中硫化氢含量的方法及装置。

技术介绍

[0002]焦炉煤气制LNG联产合成氨工艺的基本原理为：利用煤气中CO、CO2、H2在催化剂和高温条件下发生甲烷化反应生成气态CH4，通过深冷技术降温后分离出液态甲烷，剩余未反应完的H2与外界N2在铁基催化剂的作用下生成NH3，NH3经过降温、冷却、闪蒸后送入产品罐外销。为保护催化剂，该工艺在甲烷化反应前对煤气质量要求较高，原料煤气需要经过粗脱硫后，进入氧化锌脱硫剂进行精脱硫，煤气总硫＜0.1ppm后方能进行反应，粗脱硫装置中多采用氧化铁作为吸附剂。合成氨反应定期排出驰放气降低反应气体中的CH4含量，为提高纯度对液氨进行闪蒸，闪蒸汽与驰放气合并(统称为含氨尾气)后甲烷化装置循环利用。
[0003]现有的生产工艺存在以下问题：受前道工序种煤气质量波动影响，当氧化铁吸附硫化氢饱和后，煤气指标即出现含硫化氢超标的问题。为了满足生产需求，塔内氧化铁吸附剂需要立即更换，由此带来大量的检修、更换任务，以及衍生的安全风险。

技术实现思路

[0004]针对现有工艺存在的上述问题，本专利技术提供一种降低煤气中硫化氢含量的方法及装置，以解决上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种降低煤气中硫化氢含量的方法，包括以下步骤：
[0007](1)将合成氨装置中含有氨气的管道进行合并，通过公式Q＝AvT
’
Pr/>’
计算出最大流量所需要的管路通径，将含氨尾气管路与粗脱硫塔进口管道相连；式中：
[0008]A为管道截面积；
[0009]v为管道内介质最大允许流速；
[0010]T
’
为温度校正系数，计算公式＝(当下温度+273K)/273K；
[0011]P
’
为压力校正系数，计算公式＝传输两端压力差/0.1，单位MPa；
[0012](2)对进口煤气含硫、尾气含氨的摩尔分数进行计算，按照氨硫比＜1:1来控制含氨尾气流量，防止氨硫比过大，形成硫化铵流入水中，对生化系统细菌活性造成冲击；
[0013](3)控制粗脱硫塔内温度＜40℃。
[0014]优选的，所述含氨尾气管路与粗脱硫塔之间保留路径距离＞15m。
[0015]优选的，预留出至少5s的反应时间，保证含氨尾气与H2S有充足的反应时间；反应时间指气体在容器、管道内的停留时间，停留时视为发生反应。
[0016]优选的，所述含氨尾气管路上设有调节阀、流量计和取样口，为改造后的氨硫比控制提供硬件支撑；
[0017]优选的，由于氨与水结合是放热反应，因此工艺操作时需要关注粗脱硫塔内温度，
控制塔内温度＜40℃，防止温度过高造成脱硫塔吸附H2S效果变差。
[0018]优选的，当粗脱硫塔内温度升高＞40℃时，降低含氨尾气流量，调整塔内温度。
[0019]一种实施上述方法的装置，包括粗脱硫塔、PSA吸附装置、精脱硫塔、甲烷化装置、液化装置、合成氨装置和闪蒸器；所述粗脱硫塔、PSA吸附装置和精脱硫塔依次连接；所述精脱硫塔与甲烷化装置连接；所述甲烷化装置与液化装置连接；所述液化装置与LNG储罐连接；所述合成氨装置与氨气冷却装置连接；所述氨气冷却装置与闪蒸器连接；所述闪蒸器分别与液氨储罐和火炬连接；所述闪蒸器通过氨尾气管道与粗脱硫塔的入口连接；所述合成氨装置与氨尾气管道连接。
[0020]优选的，所述氨尾气管道设有螺杆压缩机。
[0021]优选的，所述氨尾气管道为DN40管道。
[0022]本专利技术的有益效果为：
[0023](1)本专利技术将含氨尾气并入粗脱硫塔前，可以利用粗脱硫塔中煤气饱和水、游离水与氨气形成低浓度液氨，在粗脱硫塔前发生NH3+H2S+H2O＝＝NH4HS
·
H2O的化学反应实现脱硫目的，利用硫化氢铵易溶于水的性质，将煤气中的H2S通过排污输送到脱硫系统以外，降低粗脱硫塔前的H2S含量，达到延长使用寿命、降低检修频次的目的。
[0024](2)本专利技术氨气不进入甲烷化工序、深冷液化工序，可从根本上遏制甲烷化工序洗氨不充分，氨气进入冷箱造成氨冻堵的问题，每年可节约冷箱复温复工费用300万元/年。
[0025](3)若氨气进入火炬燃烧，会发生4NH3+5O2＝＝4NO+6H2O反应，造成大气中NO污染，因此本专利技术解决了氨气对空燃烧的环保问题。
[0026](4)通常为了回收氨气，会在液氨球罐旁增设“微动力氨回收装置”，此部分投资在100
‑
200万不等，且每年还会产生约60万元/年的运营成本。本专利技术的应用可免除该部分固定投资成本和运营成本。
[0027](5)本专利技术控制氨硫比，通过理论计算确保氨硫比＜1:1，既保证H2S与NH3之间的反应，又确保不会因为氨气NH3过量生成(NH4)2S，溶于水后对生化细菌造成伤害。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1本专利技术实施例1中设备结构示意图。
[0030]图2本专利技术对比例1中设备结构示意图。
[0031]图中，1
‑
粗脱硫塔，2
‑
PSA吸附装置，3
‑
精脱硫装置，4
‑
甲烷化装置，5
‑
液化装置，6
‑
合成氨装置，7
‑
氨气冷却装置，8
‑
闪蒸器，9
‑
火炬，10
‑
LNG储罐，11
‑
液氨储罐，12
‑
氨尾气管道。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0033]实施例1
[0034]一种LNG联产合成氨中降低煤气中硫化氢含量的装置，包括粗脱硫塔1、PSA吸附装置2、精脱硫塔3、甲烷化装置4、液化装置5、合成氨装置6和闪蒸器8；所述粗脱硫塔1、PSA吸附装置2和精脱硫3塔依次连接；所述精脱硫塔3与甲烷化装置4连接；所述甲烷化装置4与液化装置5连接；所述液化装置5与LNG储罐10连接；所述合成氨装置6与氨气冷却装置7连接；所述氨气冷却装置7与闪蒸器8连接；所述闪蒸器8分别与液氨储罐11和火炬9连接；所述闪蒸器8通过氨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低煤气中硫化氢含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将合成氨装置中含有氨气的管道进行合并，通过公式Q＝AvT
’
P
’
计算出最大流量所需要的管路通径，将含氨尾气管路与粗脱硫塔进口管道相连；式中：A为管道截面积；v为管道内介质最大允许流速；T
’
为温度校正系数，计算公式＝(当下温度+273)/273；P
’
为压力校正系数，计算公式＝传输两端压力差/0.1，单位MPa；(2)对进口煤气含硫、尾气含氨的摩尔分数进行计算，按照氨硫比＜1:1来控制含氨尾气流量，防止氨硫比过大，形成硫化铵流入水中，对生化系统细菌活性造成冲击。2.如权利要求1所述的一种降低煤气中硫化氢含量的方法，其特征在于，所述含氨尾气管路与粗脱硫塔之间保留路径距离＞15m。3.如权利要求1所述的一种降低煤气中硫化氢含量的方法，预留出至少5s的反应时间，保证含氨尾气与H2S有充足的反应时间。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，张满，冀传玖，张守强，许保明，李梦阳，张宁，栾树龙，倪维龙，亓斌，刘峰，刘玉斌，杨文明，沈传新，
申请(专利权)人：山东钢铁集团日照有限公司，
类型：发明
国别省市：