[发明专利]一种降低煤气中硫化氢含量的方法及装置

说明书

本发明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’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；(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。本发明同时还提供了一种实施上述方法的设备。本发明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，在粗脱硫塔前发生化学反应实现脱硫目的，降低粗脱硫塔前的Hsubgt;2/subgt;S含量，达到延长使用寿命、降低检修频次的目的。

技术领域

本发明涉及化工生产的技术领域，具体涉及一种降低煤气中硫化氢含量的方法及装置。

背景技术

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。

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。

发明内容

针对现有工艺存在的上述问题，本发明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。

本发明的技术方案如下：

一种降低煤气中硫化氢含量的方法，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+273K)/273K；

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；

(3)控制粗脱硫塔内温度＜40℃。

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。

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。

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；

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。

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。