生物脫硫及硫磺回收技術(shù).pdf

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ShellGlobalSolutionsHofungTechnologyShell-Paques生物脫硫及硫磺回收技術(shù) 生物脫硫技術(shù)應用范圍天然氣領域合成氣煉廠硫磺回收裝置尾氣沼氣礦業(yè)、造紙業(yè)注：以下以天然氣脫硫為例較為詳細的闡述生物脫硫在天然氣領域中的應用ShellGlobalSolutions2 天然氣脫硫原因?所有天然氣都含有比例不同的HS成份2?HS的存在有以下幾種危害：2－劇毒空氣中HS含量25ppmvol可感覺到的70ppmvol危險600ppmvol致命的－設備腐蝕－爆炸危險3.5vol%以上爆炸危險?環(huán)保部門對天然氣生產(chǎn)單位的要求ShellGlobalSolutions3 天然氣脫硫工藝的選擇應考慮以下因素：?處理能力?投入產(chǎn)出比?操作方式ShellGlobalSolutions4 脫硫工藝選擇圖表100000050tonsulfu5tro/dAmine+Clausn100000sauylf(+SCOT)ur/day(ppmV)10000濃度Shell-PaquesS250H1000kgsulfSulFeroxur/day100AMINE+SulFerox/Shell-Paques100.010.1110氣體流量(106Nm3/day)ShellGlobalSolutions 傳統(tǒng)硫磺回收技術(shù)簡介常規(guī)脫硫工藝－CLAUS法ShellGlobalSolutions6 CLAUS法－化學反應1、熱反應步驟（燃燒爐中）：?HS+1.5O→SO+HO+heat2222?2HS+SO?3/xS+2HO+heat22X22、催化劑反應步驟（反應塔中）：?2HS+SO?3/xS+2HO+heat22X2ShellGlobalSolutions7 傳統(tǒng)硫磺回收工藝與Shell-Paques對比Amine+AcidGasProcessingTreatedGas胺＋酸性氣處理工藝amineFeedGasunitSRUTGTUInc.StackGasSulfurTreatedGasShell-PaquesProcess謝爾－帕克工藝FeedGasS-PunitVentGasNoflaringrequiredSulfurShellGlobalSolutions8 選擇Shell-Paques工藝的理由對于中小型氣田和煉油廠尾氣、沼氣處理等工業(yè)領域：?不能用燃燒的方式脫硫?采用常規(guī)Claus工藝已不太經(jīng)濟?HS100%被吸收，工藝過程無阻塞2?外排量少，更為環(huán)保ShellGlobalSolutions9 工藝發(fā)展歷史?最初由荷蘭的Paques公司設計研發(fā)，與Shell一起進行技術(shù)轉(zhuǎn)讓?1993年第一套用于沼氣脫硫，目前世界上已有45套裝置投入使用?1997–1998年期間在(德國)BEBGro?enkneten的Shell裝置中進行了全面的性能測試?2002年在加拿大的Bantry天然氣處理廠投入使用?2004年在埃及的AMOC煉油廠投入使用?2004年在加拿大的PrimeWest天然氣處理廠投入使用?2004年在美國第一套天然氣脫硫裝置投入使用?目前兩套用于天然氣處理的工藝正在設計中（一套用于美國，一套用于澳大利亞）?在天然氣領域，Paques與Shell合作，共同進行技術(shù)轉(zhuǎn)讓、并由Paques上海辦事處提供技術(shù)支持，由Jacobs荷蘭公司負責工程設計。Shell和Paques授權(quán)Jacobs的北京辦事處－－荷蘭荷豐技術(shù)公司作為中國的唯一代表，負責中國市場的銷售ShellGlobalSolutions10 Shell-Paques生物脫硫工藝基本原理將HS氣體和洗滌塔里含硫細菌的蘇打水溶液進行接觸，2HS溶解在堿液中并隨堿液進入生物反應器（專利設計）2中。在生物反應器的充氣環(huán)境下，硫化物被硫桿菌家族細菌氧化成元素硫。硫磺以料漿的形式從生物反應器中析出，可通過進一步干燥成硫磺粉末，或經(jīng)熔融生成商品硫磺。ShellGlobalSolutions11 Shell-PaquesBlockSchemeGasOutNaOHFuelgasNutrientsWaterVentairGasInAirAbsorptionFlashSulfurSectionVesselReactorSectionShellGlobalSolutions12 Shell-Paques工藝的化學反應吸收塔:H2S+OH-<===>HS-+H2OHS+CO2-<===>HS-+HCO-233CO2+OH-<===>HCO3-HCO-+OH-<===>CO2-+HO332生物反應器:HS-+1/2O===>S0+OH-2HS-+2O+OH-===>SO2-+H+24CO2-+HO===>HCO-+OH-323HCO3-===>CO2+OH-準確地控制氧氣的供應量，有利于最少地生成硫酸鹽，減少硫的損失ShellGlobalSolutions13 Shell-Paques工藝生物反應器內(nèi)部－氣相舉升設計ShellGlobalSolutions14 Shell-Paques完整工藝流程處理過的氣體至銷售管網(wǎng)處理過的氣體至銷售管網(wǎng)再生堿液再生堿液排空空氣排空空氣吸吸收收塔塔含硫入口氣含硫入口氣含硫化氫的含硫化氫的離心分離器離心分離器軟化水軟化水離心分離器離心分離器堿液堿液硫磺料漿硫磺料漿硫磺餅硫磺餅硫磺餅硫磺餅生物反應器酸氣酸氣再漿化器干燥器用過的堿液用過的堿液硫磺粉末硫磺粉末空氣空氣排出液排出液廢水處理廢水處理碳酸鈉補充液營養(yǎng)劑ShellGlobalSolutions15 硫磺回收處理工藝（可選）??生物脫硫的回收硫磺產(chǎn)品為生物脫硫的回收硫磺產(chǎn)品為60-65%60-65%固態(tài)硫磺餅，純度為固態(tài)硫磺餅，純度為95-98%95-98%。。但可再漿化及二次離心脫水，變成但可再漿化及二次離心脫水，變成60-65%60-65%固態(tài)硫磺餅，純度可達固態(tài)硫磺餅，純度可達99%99%??硫磺餅的精煉提純處理，純度可達硫磺餅的精煉提純處理，純度可達99.9%99.9%，達到商業(yè)銷售的標準，達到商業(yè)銷售的標準??硫磺的沖洗，使其含灰量低于硫磺的沖洗，使其含灰量低于0.09%0.09%，含碳量低于，含碳量低于0.72%0.72%??硫磺的干燥，使其含水量低于硫磺的干燥，使其含水量低于10%10%，純度為，純度為99.9%99.9%，顆粒尺寸為，顆粒尺寸為400-400-1000um1000um??硫酸鹽加氫還原循環(huán)步驟，可最大限度地減少硫酸鹽排入污水中的量：硫酸鹽加氫還原循環(huán)步驟，可最大限度地減少硫酸鹽排入污水中的量：SOSO2-2-+4H+4H===>HS===>HS--+OH+OH--++3H3HOO442222從而使形成的硫化物在生物反應器中循環(huán)生成硫磺。從而使形成的硫化物在生物反應器中循環(huán)生成硫磺。ShellGlobalSolutions 硫磺產(chǎn)品的用途??作為無害廢物掩埋作為無害廢物掩埋??作為商品硫磺銷售作為商品硫磺銷售－可加工成粉沫，用于硫磺酸和硫酸的生產(chǎn)－可加工成粉沫，用于硫磺酸和硫酸的生產(chǎn)－將其加工成為－將其加工成為99%99%以上的國際克勞斯產(chǎn)品以上的國際克勞斯產(chǎn)品??農(nóng)業(yè)用途農(nóng)業(yè)用途－農(nóng)業(yè)化肥－農(nóng)業(yè)化肥－殺真菌劑－殺真菌劑－殺蟲劑－殺蟲劑ShellGlobalSolutions Shell-Paques工藝特點??工藝流程簡單，占地面積少工藝流程簡單，占地面積少??在吸收塔中在吸收塔中HH22S100%S100%被吸收，工藝安全可靠被吸收，工藝安全可靠??無無SOSO22排放排放??堿液內(nèi)部循環(huán)，菌種自動再生，不會失活堿液內(nèi)部循環(huán)，菌種自動再生，不會失活??能耗低，最少地使用化學溶劑，降低了操作成本能耗低，最少地使用化學溶劑，降低了操作成本??較少的操作人員（僅一人操作即可）較少的操作人員（僅一人操作即可）,,維修費用低維修費用低??形成親水性硫磺產(chǎn)品，不會在工藝設備中產(chǎn)生堵塞形成親水性硫磺產(chǎn)品，不會在工藝設備中產(chǎn)生堵塞??操作彈性大操作彈性大ShellGlobalSolutions Shell-Paques工藝主要控制參數(shù)??系統(tǒng)溫度一般為系統(tǒng)溫度一般為30-4030-40度，因為在這個范圍細菌的活性度，因為在這個范圍細菌的活性最大（增加冷卻最大（增加冷卻//加熱設備來控制）加熱設備來控制）??在此套裝置中加入了在此套裝置中加入了50wt%50wt%的的NaOHNaOH溶液，系統(tǒng)的溶液，系統(tǒng)的PHPH值值保持在保持在8.5-9.18.5-9.1（可通過碳酸鹽和重碳酸鹽的緩沖溶液來（可通過碳酸鹽和重碳酸鹽的緩沖溶液來控制）控制）??氧化還原反應（通過調(diào)節(jié)鼓風機的頻率控制）氧化還原反應（通過調(diào)節(jié)鼓風機的頻率控制）??傳導率或總鹽量，決定了進入生物反應器的補充水量，傳導率或總鹽量，決定了進入生物反應器的補充水量，溢流外排，有利于降低溶劑中硫酸鹽的含量溢流外排，有利于降低溶劑中硫酸鹽的含量ShellGlobalSolutions Shell-Paques工藝技術(shù)規(guī)格?物流中HS濃度范圍：50ppm(v)到100vol.%2?物流壓力范圍：1-100bar?生物反應器的尺寸大小：5-2000M3?產(chǎn)硫量：30噸/天以下，但在30-50噸/天仍有經(jīng)濟效益?脫硫效果：脫硫后物流中的HS含量可降為4ppmv2硫磺回收率可達99.9%以上硫磺產(chǎn)品的純度可達99.97%（基于可選項的選擇）ShellGlobalSolutions20 Shell-Paques工藝設計所需要的參數(shù)??物流處理量物流處理量??物流組成成份物流組成成份??物流含硫量物流含硫量??物流工作壓力物流工作壓力??物流出口溫度物流出口溫度??對脫硫成品氣的要求對脫硫成品氣的要求??硫磺產(chǎn)量硫磺產(chǎn)量??所需要的硫磺產(chǎn)品的純度所需要的硫磺產(chǎn)品的純度ShellGlobalSolutions 典型實例－－加拿大Bantry項目天然氣有關技術(shù)參數(shù)：冬季低壓夏季高壓?氣體流量（萬方/天）：321.5321.5?壓力（Barg）：5.913.8?溫度（℃）：410?HS含量（%vol）：0.2020.2022脫硫效果要求：?處理過的天然氣中HS含量：小于4ppmv2?產(chǎn)硫量：1噸/天?脫硫效率：99.5%ShellGlobalSolutions22 典型實例－－加拿大Bantry項目工藝流程圖ShellGlobalSolutions 加拿大，Bantry天然氣Shell-Paques生物脫硫裝置ShellGlobalSolutions24 典型實例－加拿大Bantry項目?入口氣和出口氣中HS含量對比2ShellGlobalSolutions25 典型實例－加拿大Bantry項目?脫硫效率ShellGlobalSolutions26 典型實例－－其它領域1、合成氣脫硫2、沼氣處理CedarRapidsUSA用于沼氣處理的技術(shù)參數(shù)天然氣量：2000Nm3/hr含HS量：2.8v%2產(chǎn)硫量：1.92ton/d生物反應器尺寸：200m3ShellGlobalSolutions27 Shell-PaquesinAMOCrefineryofEgyptShellGlobalSolutions28 應用業(yè)績?全世界有45套沼氣脫硫裝置和各種工業(yè)領域物流脫硫裝置，其中有6套裝置應用在天然氣領域：?Bantry加拿大天然氣1t/d4-6bar?AMOC埃及煉油廠13t/d4bar?PrimeWest加拿大天然氣2t/d12bar?NATCO1美國天然氣4t/d80bar?NATCO21)美國天然氣4t/d80bar?OMV2)澳大利亞天然氣6t/d40bar1)準備開車2)設計階段ShellGlobalSolutions29 Shell-Paques工藝總結(jié)?最先應用到沼氣脫硫，后來又發(fā)展到天然氣和煉廠領域?4套天然氣裝置已投用，另外一套處于準備階段，還有一套在設計過程中?可以從廢氣，燃料氣，輕烴和水中等工業(yè)物流中脫硫并進行硫磺回收?過程簡單，無需過多的監(jiān)控，維護費用低，能耗低?硫化氫脫除率高（＞99.99%），沒有明火和SO的排放2?硫磺質(zhì)量好可作為農(nóng)用ShellGlobalSolutions30 中國市場聯(lián)系方式?荷蘭荷豐技術(shù)公司?項目聯(lián)系人：鄭彥彬?Tel:+86-10-64357938?Fax:+86-10-64379212?Mobile:+86-13911828271?Email:Yanbin.zheng@hofung-technology.comShellGlobalSolutions31 ShellGlobalSolutionsHoFungTechnology謝謝！