Trong khí nguyên liệu dùng để tổng hợp NH3 có chứa một lượng khá lớn các hợp chất của lưu huỳnh. Phần lớn là các hợp chất sunfua vô cơ như: H2S, ngoài ra còn chứa các sunfua hữu cơ như: COS, RSH, C4H4S... Hợp chất sunfua trong khí nguyên liệu có tác hại lớn, nó gây ăn mòn thiết bị, đường ống trong dây chuyền sản xuất, ngoài ra nó còn làm ngộ độc xúc tác tổng hợp NH3 và làm biến đổi xúc tác chuyển hoá CO. Do đó cần phải loại bỏ các hợp chất sunfua ra khỏi khí nguyên liệu. Ngoài ra đối với nhiều ngành công nghiệp hoá khác lại cần có lưu huỳnh, vì vậy cần phải
thu hồi lại lưu huỳnh để tăng sản phẩm phụ, giảm giá thành sản phẩm chính Urê. Có nhiều phương pháp khử H2S, Công ty trước đây sử dụng dung dịch ADA (Antraquinon Disunfuric Acid) để hấp thụ H2S, nhưng hiện nay đã ngiên cứu và ứng dụng thành công một loại dung dịch có chứa chiết xuất keo Tananh (NaVO3 và Na2CO3 ) để hấp thụ H2S. Dung dịch này có ưu điểm nổi bật so với dung dịch ADA:
- Hiệu xuất khử 98% trở lên. - Tháp khử H2S không bị tắc. - Tái sinh dung dịch khử dễ dàng. - Không có độc tính
- Giá thành rẻ.
1. Nguyên lý quá trình khử H2S:
Các phản ứng chính của quá trình hấp thụ như sau: H2S + Na2CO3 = NaHS + NaHCO3
NaHS + NaHCO3 + 2NaVO3 = S↓ + Na2V2O3 + Na2CO3 + H2O Đồng thời có phản ứng:
Na2V2O5 + TN(oxyh) + 2NaOH + 2H2O = 4NaVO3 + TN(khử) Ngoài ra còn phát sinh một số phản ứng phụ như sau:
2NaHS + 2O2 = Na2S2O3 + H2O
Dịch tananh sau hấp thụ được tái sinh, phản chính là: 2TN(khử) + 1/2O2 = 2TN(oxyh) + H2O
2. Lưu trình công nghệ khử H2S thấp áp:
a. Lưu trình khí:
Khí than ẩm từ lọc bụi điện được chia làm hai đường. Một đường đi tắt qua thuỷ phong vượt áp dùng cho chạy máy ban đầu hoặc khi máy nén dừng đột ngột thì áp lực khí than sau quạt sẽ thắng chiều cao cột nước của thuỷ phong vượt áp để quay trở lại cửa vaò quạt nhằm tránh áp lực đường ống khí than sẽ gây vượt nước thuỷ phong cửa vào máy nén H2/ N2 gây sự cố nguy hiểm. Một đường khí than khác sẽ vào hệ thống quạt tăng áp có áp suất cửa ra đạt 900 ÷1800 mmH2O . Áp lực này cần thiết để thắng trở lực của tháp hấp thụ H2S bằng keo Tananh. Khí than ẩm qua quạt vào tháp làm lạnh rỗng, nhiệt độ khí than từ 400C hạ xuống còn 30÷350C, một phần H2S được
hấp thụ ở đây. Khí than có hàm lượng H2S khoảng 900÷1500 mg/m3 đi vào tháp hấp thụ H2S bằng keo Tananh (tháp hấp thụ loại đệm). Khí đi từ dưới lên, tiếp xúc với dịch từ trên xuống. Khí than ra đỉnh tháp qua bộ phận tách mù. Hàm lượng H2S trong khí than ra tháp hấp thụ khoảng 60÷80mg/m3 (với lưu lượng khí than là 41000 m3/h), hiệu suất đạt khoảng 90%.
b. Lưu trình dịch:
Dịch từ nghèo thùng tuần hoàn được đưa qua bơm ly tâm (kiểu 6SH -6, lưu lượng 162 m3/h, chiều cao đẩy 78 m) bơm thẳng lên đỉnh tháp hấp thụ. Dich giàu từ đáy tháp hấp thụ qua thuỷ phong về thùng dung dịch giàu, từ đây dịch được bơm lên tháp tái sinh phun kiểu tuy-e có chiều cao 8,422 m (kể cả giá đỡ). Trên đỉnh tháp bố trí 14 vòi tuy-e, không khí ngoài trời nhờ tuy-e được hút vào làm tăng sự tiếp xúc và phản ứng tái sính xảy ra rất mãnh liệt , thời gian chỉ 5÷7 phút. Bọt lưu huỳnh tạo thành tràn qua máng về thùng bọt trung gian có thể tích 15 m3 và được đưa vào công đoạn thu hồi lưu huỳnh. Dịch tái sinh xong, tràn về thùng chứa dịch nghèo có dung tích 150m3. Người ta khống chế huyến phù trong dịch ≤ 0,5 g/l.
3. Lưu trình công nghệ khử H2S trung áp:
- Hỗn hợp khí than sau chuyển hoá CO còn một lượng khí H2S <100 mg/m3. Vì vậy cần phải hấp thụ triệt để bằng dung dịch tananh để hàm lượng H2S ra khỏi cương vị < 20mg/Hm3. Làm cho dung dịch MEA hấp thụ CO2 không bị biến chất, gây tắc, ăm mòn thiết bị. Giảm lượng H2S trong CO2 < 80 mg/Hm3 CO2 tạo điều kiện cho sản xuất CO2 và Urea chất lượng cao.
a. Lưu trình khí:
Khí biến đổi đi vào đáy tháp hấp thụ kiểu đệm qua lớp đệm gỗ đi lên đỉnh tháp vào thiết bị phân ly, tách lại các giọt lỏng ( trước kia là tháp rửa bằng nước mềm ). Khí ra khỏi thiết bịphân ly tiếp tục đi khử CO2 bằng dung dịch MEA.
b. Lưu trình dịch:
Dịch tananh nghèo từ thùng chứa được bơm tăng áp tới áp suất p 30 kg/cm2 vào đỉnh tháp hấp thụ kiểu đệm, lưu lượng dịch 6080 m3/h. Dịch sau hấp thụ qua van
điều tiết giảm còn 6 kg/cm2 đi tháp hấp thụ 262 (nhờ áp suất dư) hoặc về thùng chứa dịch tananh giầu.
4. Các thiết bị chính:
a. Tháp hấp thụ H2S thấp áp:
Φ = 3200mm, H = 29.500mm.
Cấu tạo: Tháp hình trụ kiểu tầng đệm, trong xếp 100 lớp đệm gỗ,. Bên trong chứa đệm gỗ xếp thành từng lớp để tăng diện tích tiếp xúc giữa pha dịch khí, trước cửa khí ra có vách trừ bọt, phía trên đỉnh tháp có vòi phun dịch mục đích để dịch được tưới đều trên toàn bộ bề mặt đệm. Phía dưới có cửa khí vào, dịch được đưa ra ở đáy tháp với mục đích có khoảng cách chứa dịch để phản ứng tiếp tục tronh pha lỏng.
b. Tháp tái sinh kiểu phun tia:
Cấu tạo: Tháp có hai phần chính: Bộ phun tia và bộ phận tuyển nổi. Bộ phun tia gồm nhiều tuye, phía trên là bộ phân phối dịch, phía dưới là các vòi phun. đường kính phía trên Φ = 5700mm, H = 8.115mm; phía dưới Φ = 4800mm, H = 6615mm.
5. Các chỉ tiêu công nghệ:
+ Tháp khử H2S thấp áp: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nhiệt độ dịch vào tái sinh: ≤ 400C
- Nhiệt độ khí than vào tháp hấp thụ: ≤ 400C
- Hàm lượng H2S trong khí than ra tháp khử: ≤ 100 mg/m3
- Thành phần dịch Tananh: + Tổng kiềm: 0,4 ÷ 0,5 N + Độ PH: 8 ÷ 9,3 + Na2CO3: 4,5 ÷ 6,5g/lit + NaHCO3: 25 ÷ 30 g/lit + NaVO3: 1,2 ÷ 1,8 g/lit + Tananh: 1,2 ÷2 g/lit
+ Lưu huỳnh huyền phù ≤ 0,5 g/l
- Dịch diện thùng 265A-B: 1/2 ÷ 2/3 chiều cao thùng
- Dịch diện thùng 265C: 20 ÷ 40% đồng hồ
+ Thu hồi lưu huỳnh:
- Bơm bọt lưu huỳnh 367A-B:
+ áp suất cửa ra bơm: 3 ÷ 4 kg/cm2
+ Dòng điện định mức: 8A
+ Nhiệt độ môtơ và gối đỡ trục: ≤ 650C
- Lọc và nấu lưu huỳnh
+ áp suất không khí thổi khô: 0,3 ÷ 0,4 kg/cm2
+ Nhiệt độ thao tác nồi lưu huỳnh: 135 ÷ 1500C
+ áp suất hơi nước: 4 ÷ 5 kg/cm2
+ Diện tích bề mặt trống quay của máy lọc chân không trong ngăn dịch huyền phù:
1/3 diện tích toàn bộ
+ Nhiệt độ thùng bọt: 700C ÷ 850C
+ Tháp khử H2S trung áp:
- Nhiệt độ khí biến đổi vào tháp: ≤ 400C
- Nhiệt độ dung dịch vào tháp: ≤ 400C
- Lưu lượng khí biến đổi vào tháp ≤ 32.000 Hm3/h