本发明涉及一种煤气化放空气异味去除工艺。
背景技术：
：随着化工技术的发展及能源结构的调整，针对我国“富煤、贫油、少气”的资源结构，煤炭资源已逐步成为化工行业的主要原料。目前大部分的制氢、合成氨、mto、mtp及sng等，其源头均采用较为高效、环保的加压气流床煤气化技术。在煤气化工艺中，包括水煤浆气化和粉煤气化，为处理含固灰水，均采用多级闪蒸系统使灰水浓缩，进而通过过滤设备达到固液分离的目的。煤气化过程中，原料煤中的硫化物经过反应生成h2s和cos等。大部分h2s随着粗合成气进入净化装置，在低温甲醇洗单元脱除，浓缩成高浓度的h2s，然后送入硫磺回收装置。气化产生的小部分h2s在合成气激冷、洗涤等过程中进入水系统。在闪蒸系统中，无论是水煤浆和粉煤气化均有真空闪蒸器。真空闪蒸罐的真空度由真空泵实现，真空泵抽出气体经过真空泵分离罐进行气液分离后排至大气。以某项目为例，其排出量约为0.05kg/h，排放高度～25m。此值虽然远低于gb/t14554《恶臭污染物排放标准的要求》(排放高度为25m时，排放标准值为0.9kg/h)。但由于h2s阈值较低，为15mg/m3(约10ppmwt)。在装置运行过程中，罐顶操作区域存在异味，严重影响现场操作环境。该股放空气具有气量小，压力低和h2s浓度低的特点。目前，国内普遍使用的气流床煤气化技术中，真空泵排放气通常会采取直接放空处理，这会造成装置部分区域存在一定程度的异味问题，影响现场操作环境。为了解决上述问题，中国专利cn104248907b提供了一种含硫尾气h2s尾气净化工艺，主要采用石灰石乳液将含硫尾气中的co2和固体颗粒杂质去除，再经溶气释放塔和塔内的溶气释放器以及气-液分离器等设备将h2s气体净化出来，达到净化尾气的效果。但是该方法流程较长，需增加的设备比较多，投资高占地大，而且该方法适合处理气量较大且具有一定压力的尾气，对本申请所要解决的问题并不适用。专利申请cn105329861a设计了一种利用工业低浓度含硫尾气制备硫酸的工艺，具体为将含硫尾气和空气经过混合后通过氧化反应器(600～1200℃)，进行燃烧，将含硫成分转化为so2等，然后再经过催化剂层发生催化氧化反应，将so2氧化为so3，进而制取硫酸。虽然该技术可以达到较高的h2s脱除率，但是需要增加高温操作的燃烧反应器和价格昂贵的催化剂，装置投资高，能耗高。对于处理真空泵排放气这类气量小，h2s浓度低的含硫尾气不具有适应性，而且反应温度高，增加装置运行风险点。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种通过碱液洗涤从而有效脱除真空泵排放气中的h2s、消除排放气异味、改善现场操作环境的煤气化放空气异味去除工艺，且该工艺投资和操作成本较低、系统压降小、具有较高的灵活性。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种煤气化放空气异味去除工艺，其特征在于：所采用的工艺系统包括真空闪蒸分离罐，具有供真空闪蒸气输入的输入口，顶部具有供闪蒸气输出的出气口、底部具有供凝液排出的出液口；真空泵，设于真空闪蒸分离罐的出气口处；真空泵分离罐，具有供真空闪蒸分离罐顶部输出的闪蒸气输入的进口，顶部具有供真空泵分离罐排放气输出的出口、底部具有供凝液排出的出液口；碱液吸收塔，设于所述真空泵分离罐的下游，具有供真空泵分离罐排放气输入的输入口，顶部具有供合格排放气输出的输出口、底部具有供富h2s碱液输入的排液口，碱液储罐，具有供富h2s碱液输入的入口，顶部具有能将h2s放空至安全地点的排放口、底部连接有供碱液自碱液吸收塔上部回流的管道，且该管道上设置有碱液循环泵；所述的工艺方法为(1)根据放空气的温度、压力、流量和h2s含量，结合装置区内可用工艺装置或其他辅助设施所用碱液配置情况，富液集中再生装置配置情况，确定最合适的洗涤碱液；(2)按照步骤(1)所选择的碱液，计算不同工况下放空气达到排放阈值所需的碱液流量，选择最大工况流量并考虑一定余量后作为设备、内件和管道等计算依据；(3)由步骤(1)和步骤(2)所确定的碱液、碱液用量和处理气体量，计算所需碱液吸收塔塔径，洗涤碱液分布器型式和尺寸、结构型式；(4)根据装置碱液输送方式、再生周期和碱液消耗量，确定单个周期内碱液的需求量，在此基础上考虑一定的设计裕量作为碱液储罐的计算依据，进而确定储液罐的设备尺寸；(5)根据步骤(3)和步骤(4)所设计的碱液吸收塔和储罐的尺寸和结构型式，进行设备布置和管路布置，结合布置情况和碱液用量，完成循环泵的扬程、流量等工艺参数的计算，结合碱液性质，选择流量、扬程和材质适宜的碱洗循环泵。优选地，步骤(1)中，所述的碱液为naoh溶液、mdea溶液、氨水中的一种。优选地，步骤(3)中，所述碱液吸收塔结构型式可以为板式塔或者填料塔或是塔板和填料的组合型式的塔；所述碱液吸收塔结构型式的选择决定于富硫液中主要成分在操作条件下是否会结晶堵塞分离内件，采用氨液作为碱洗液时，容易生成碳铵结晶，所述碱液吸收塔结构型式采用板式塔。优选地，步骤(3)中易结晶的问题，可以采用热源，如蒸汽、热水等方法进行加热处理。在本发明中，步骤(4)中，所述的碱液消耗量为碱液结晶达到饱和度后的消耗量。步骤(1)中，所述放空气温度为50℃～80℃，压力为0～0.2mpag，放空气中h2s含量为0.1(v)％～25(v)％。与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过碱液洗涤，有效脱除了真空泵排放气中的h2s，消除了排放气异味的问题，改善了现场操作环境；且工艺流程简单，增加的设备少，投资和操作成本较低，系统压降小进而不需要排放气具有较高的压力，另外，本发明无需额外增加控制方案，本发明的设备占地小，具有较高的灵活性。附图说明图1为本发明实施例的工艺流程图。具体实施方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。如图1所示，本实施例的煤气化放空气异味去除工艺所采用的工艺系统包括：真空闪蒸分离罐1，具有供真空闪蒸气101输入的输入口，顶部具有供闪蒸气103输出的出气口、底部具有供凝液102排出的出液口；真空泵2，设于真空闪蒸分离罐1的出气口处；真空泵分离罐3，具有供真空闪蒸分离罐1顶部输出的闪蒸气103输入的进口，顶部具有供真空泵分离罐排放气106输出的出口、底部具有供凝液105排出的出液口；碱液吸收塔4，设于真空泵分离罐3的下游，具有供真空泵分离罐排放气106输入的输入口，顶部具有供合格排放气109输出的输出口、底部具有供富h2s碱液108输入的排液口；碱液储罐6，具有供富h2s碱液108输入的入口，顶部具有能将h2s放空至安全地点的排放口、底部连接有供碱液107自碱液吸收塔4上部回流的管道，且该管道上设置有碱液循环泵5，管道上设置有阀门；碱液储罐6中可通入新鲜碱液110，管道上可排出待生富碱液或废碱液111。本实施例的工艺方法为：(1)根据放空气的温度、压力、流量和h2s含量，结合装置区内可用工艺装置或其他辅助设施所用碱液配置情况，富液集中再生装置配置情况，确定最合适的洗涤碱液；(2)按照步骤(1)所选择的碱液，计算不同工况下放空气达到排放阈值所需的碱液流量，选择最大工况流量并考虑一定余量后作为设备、内件和管道等计算依据；(3)由步骤(1)和步骤(2)所确定的碱液、碱液用量和处理气体量，计算所需碱液吸收塔塔径，洗涤碱液分布器型式和尺寸、结构型式；(4)根据装置碱液输送方式、再生周期和碱液消耗量，确定单个周期内碱液的需求量，在此基础上考虑一定的设计裕量作为碱液储罐的计算依据，进而确定储液罐的设备尺寸；(5)根据步骤(3)和步骤(4)所设计的碱液吸收塔和储罐的尺寸和结构型式，进行设备布置和管路布置，结合布置情况和碱液用量，完成循环泵的扬程、流量等工艺参数的计算，结合碱液性质，选择流量、扬程和材质适宜的碱洗循环泵。步骤(1)中，碱液为naoh溶液、mdea溶液、氨水中的一种。步骤(3)中，碱液吸收塔4结构型式可以为板式塔或者填料塔或是塔板和填料的组合型式的塔；碱液吸收塔4结构型式的选择决定于富硫液中主要成分在操作条件下是否会结晶堵塞分离内件，采用氨液作为碱洗液时，容易生成碳铵结晶，所述碱液吸收塔结构型式采用板式塔。步骤(3)中易结晶的问题，可以采用热源，如蒸汽、热水等方法进行加热处理。在本实施例中，步骤(4)中，碱液消耗量为碱液结晶达到饱和度后的消耗量。步骤(1)中，放空气温度为50℃～80℃，压力为0～0.2mpag，放空气中h2s含量为0.1(v)％～25(v)％。以下通过具体工况对本实施例的工艺方法进行说明。真空泵分离罐3所排出的排放气106参数如表1。表1真空泵分离罐排放气气体组成当采用的碱液为mdea溶液时，本实施例的工艺方法如下：(1)压力为0.02mpag、温度为78℃的真空泵分离罐3顶排放气，通过管线进入到碱液吸收塔4，流量约为：1.3m3/h。经过气相分布器均匀分布后，在塔内上升；(2)碱液吸收塔4内装有3m拉西环填料，排放气在填料层与上部喷淋而下的mdea溶液逆向接触，经接触吸收后排放气从塔顶管口排入大气，处理后的排放气组成详见表2；表2碱液吸收塔排放气h2s浓度工况初期排放气h2s浓度初期排放气h2s浓度设计工况<10ppm<30ppm校核工况<10ppm<30ppm实际煤种<30ppm<60ppm高硫煤<50ppm<100ppm(3)吸收了h2s、co2等酸性气的富mdea溶液，从塔底管口利用位差流回到碱液储罐6从而进行循环使用，储罐的尺寸为长×宽×高＝1600×1600×2000(mm)，有效容积为4m3；(4)碱液储罐6中的mdea通过新增的mdea循环泵，打回至碱液吸收塔4进行排放气洗涤，mdea溶液的循环量为2m3/h；(5)当mdea溶液使用时间达到再生周期时，通过槽车运回再生装置进行再生，根据气化煤种的不同，mdea溶液的再生周期如表3所示。表3不同煤种工况下mdea再生周期设计工况校核工况实际煤种高硫煤种干基硫含量/wt％0.670.671.14.3mdea溶液再生周期/天～30～33～165～7当采用的碱液为20wt％naoh溶液时，本实施例的工艺方法如下：(1)压力为0.02mpag、温度为78℃的真空泵分离罐顶排放气，通过管线进入到碱液吸收塔4，流量约为：1.3m3/h。经过气相分布器均匀分布后，在塔内上升；(2)碱液吸收塔4内装有3m拉西环填料，排放气在填料层与上部喷淋而下的naoh溶液逆向接触，经接触吸收后排放气从塔顶管口排入大气；(3)吸收了h2s、co2等酸性气的富naoh溶液，从塔底管口利用位差流回到碱液储罐6循环使用；(4)碱液储罐6中的naoh通过新增的naoh循环泵，打回至naoh吸收塔进行排放气洗涤，naoh溶液的循环量为2m3/h；(5)当naoh溶液使用时间达到再生周期时，通过槽车运回再生装置进行再生，根据气化煤种的不同，naoh溶液的再生周期如表4所示。表4不同煤种工况下naoh更换周期设计工况校核工况实际煤种高硫煤种干基硫含量/wt％0.670.671.14.3mdea溶液再生周期/天～8～7～5～4.5当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种煤气化放空气异味去除工艺，其特征在于：
所采用的工艺系统包括
真空闪蒸分离罐，具有供真空闪蒸气输入的输入口，顶部具有供闪蒸气输出的出气口、底部具有供凝液排出的出液口；
真空泵，设于真空闪蒸分离罐的出气口处；
真空泵分离罐，具有供真空闪蒸分离罐顶部输出的闪蒸气输入的进口，顶部具有供真空泵分离罐排放气输出的出口、底部具有供凝液排出的出液口；
碱液吸收塔，设于所述真空泵分离罐的下游，具有供真空泵分离罐排放气输入的输入口，顶部具有供合格排放气输出的输出口、底部具有供富h2s碱液输入的排液口，
碱液储罐，具有供富h2s碱液输入的入口，顶部具有能将h2s放空至安全地点的排放口、底部连接有供碱液自碱液吸收塔上部回流的管道，且该管道上设置有碱液循环泵；
所述的工艺方法为
(1)根据放空气的温度、压力、流量和h2s含量，结合装置区内可用工艺装置或其他辅助设施所用碱液配置情况，富液集中再生装置配置情况，确定最合适的洗涤碱液；
(2)按照步骤(1)所选择的碱液，计算不同工况下放空气达到排放阈值所需的碱液流量，选择最大工况流量并考虑一定余量后作为设备、内件和管道等计算依据；
(3)由步骤(1)和步骤(2)所确定的碱液、碱液用量和处理气体量，计算所需碱液吸收塔塔径，洗涤碱液分布器型式和尺寸、结构型式；
(4)根据装置碱液输送方式、再生周期和碱液消耗量，确定单个周期内碱液的需求量，在此基础上考虑一定的设计裕量作为碱液储罐的计算依据，进而确定储液罐的设备尺寸；
(5)根据步骤(3)和步骤(4)所设计的碱液吸收塔和储罐的尺寸和结构型式，进行设备布置和管路布置，结合布置情况和碱液用量，完成循环泵的扬程、流量等工艺参数的计算，结合碱液性质，选择流量、扬程和材质适宜的碱洗循环泵。
2.根据权利要求1所述的煤气化放空气异味去除工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述的碱液为naoh溶液、mdea溶液、氨水中的一种。
3.根据权利要求1所述的煤气化放空气异味去除工艺，其特征在于：步骤(3)中，所述碱液吸收塔结构型式的选择决定于富硫液中主要成分在操作条件下是否会结晶堵塞分离内件，采用氨液作为碱洗液时，容易生成碳铵结晶，所述碱液吸收塔结构型式采用板式塔。
4.根据权利要求1所述的煤气化放空气异味去除工艺，其特征在于：步骤(4)中，所述的碱液消耗量为碱液结晶达到饱和度后的消耗量。
5.根据权利要求1所述的煤气化放空气异味去除工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述放空气温度为50℃～80℃，压力为0～0.2mpag，放空气中h2s含量为0.1(v)％～25(v)％。
技术总结本发明涉及一种煤气化放空气异味去除工艺，工艺系统包括真空闪蒸分离罐、真空泵、真空泵分离罐、碱液吸收塔及碱液储罐。碱液吸收塔设于真空泵分离罐的下游，具有供真空泵分离罐排放气输入的输入口，顶部具有供合格排放气输出的输出口、底部具有供富H2S碱液输入的排液口。本发明通过碱液洗涤，有效脱除了真空泵排放气中的H2S，消除了排放气异味的问题，改善了现场操作环境；且工艺流程简单，增加的设备少，投资和操作成本较低，系统压降小进而不需要排放气具有较高的压力，另外，本发明无需额外增加控制方案，本发明的设备占地小，具有较高的灵活性。
技术研发人员：闫晓洋;张薇;张炜;黄习兵;宋怡;严东;褚永良;潘怀民;郑鹏
受保护的技术使用者：中石化宁波工程有限公司;中石化宁波技术研究院有限公司;中石化炼化工程(集团)股份有限公司
技术研发日：2020.10.28
技术公布日：2021.03.12
