生物脱硫(介绍)-Chinese version,General1

ShellGlobalSolutionsShell-Paques生物脱硫及硫磺回收技术技术交流HofungTechnologyShellGlobalSolutions2生物脱硫技术应用范围天然气领域合成气（甲醇、合成氨等）炼厂硫磺回收装置尾气沼气矿业、造纸业炼焦行业注：以下以天然气脱硫为例较为详细的阐述生物脱硫在天然气领域中的应用ShellGlobalSolutions3天然气脱硫原因•所有天然气都含有比例不同的H2S成份•H2S的存在有以下几种危害：－剧毒空气中H2S含量5ppmvol可感觉到的70ppmvol危险600ppmvol致命的－设备腐蚀－爆炸危险3.5vol%以上爆炸危险•环保部门对天然气生产单位的要求ShellGlobalSolutions4天然气脱硫工艺的选择应考虑以下因素：•处理能力•投入产出比•生产操作ShellGlobalSolutions脱硫工艺选择图表气体流量(106Nm3/day)Shell-Paques1010010001000010000010000000.010.1110Amine+Claus(+SCOT)AMINE+SulFerox/Shell-PaquesH2S浓度(ppmV)SulFeroxShellGlobalSolutions6传统硫磺回收技术简介常规脱硫工艺－CLAUS法ShellGlobalSolutions7CLAUS法－化学反应1、热反应步骤（燃烧炉中）：•H2S+1.5O2→SO2+H2O+heat•2H2S+SO2↔3/xSX+2H2O+heat2、催化剂反应步骤（反应塔中）：•2H2S+SO2↔3/xSX+2H2O+heatShellGlobalSolutions8传统硫磺回收工艺与Shell-Paques对比SulfuramineunitFeedGasTreatedGasVentGasSulfurS-PunitFeedGasTreatedGasAmine+AcidGasProcessingShell-PaquesProcessSRUTGTUInc.StackGas胺＋酸性气处理工艺谢尔－帕克工艺ShellGlobalSolutions9选择Shell-Paques工艺的理由对于中小型气田和炼油厂尾气、沼气处理等工业领域：•不能用燃烧的方式脱硫•采用常规Claus工艺已不太经济•H2S几乎100%被吸收，工艺过程无阻塞•外排量少，更为环保ShellGlobalSolutions10工艺发展历史•最初由荷兰的Paques公司研发，与Shell一起进行技术转让•1993年第一套用于沼气脱硫，目前世界上已有45套装置投入使用•1997–1998年期间在(德国)BEBGroßenkneten的Shell装置中进行了全面的性能测试•2002年在加拿大的Bantry天然气处理厂投入使用•2004年在埃及的AMOC炼油厂投入使用•2004年在加拿大的PrimeWest天然气处理厂投入使用•2004年在美国第一套天然气脱硫装置投入使用•目前在中国有一条装置商业运行，数套装置即将运行。•在天然气领域，Paques与Shell合作，共同进行技术转让、。Shell和Paques授权荷兰荷丰技术公司作为中国的唯一代表，负责中国市场销售、技术服务和工程管理。ShellGlobalSolutions11Shell-Paques生物脱硫工艺基本原理将H2S气体和洗涤塔里含硫细菌的碱性溶液进行接触，H2S溶解在碱液中并随碱液进入生物反应器（专利设计）中。在生物反应器的充气环境下，硫化物被硫杆菌家族细菌氧化成元素硫。硫磺以料浆的形式从生物反应器中析出，可通过进一步干燥成硫磺粉末，或经熔融生成商品硫磺。ShellGlobalSolutions12Shell-PaquesBlockSchemeGasInSulfurNaOHNutrientsWaterGasOutAirVentairFuelgasAbsorptionSectionFlashVesselReactorSectionShellGlobalSolutions13含H2S酸性气硫磺净化气空气排放空气吸收塔ShellGlobalSolutions14Shell-Paques工艺的化学反应吸收塔:H2S+OH-===HS-+H2OH2S+CO32-===HS-+HCO3-CO2+OH-===HCO3-HCO3-+OH-===CO32-+H2O生物反应器:HS-+1/2O2===S0+OH-HS-+2O2+OH-===SO42-+H+CO32-+H2O===HCO3-+OH-HCO3-===CO2+OH-准确地控制氧气的供应量，有利于最少地生成硫酸盐，减少硫的损失ShellGlobalSolutions15Shell-Paques工艺生物反应器内部－气相举升设计ShellGlobalSolutions16ShellGlobalSolutions硫磺回收处理工艺（可选）。。。。。。。ShellGlobalSolutions硫磺产品的用途•作为无害废物掩埋•作为商品硫磺销售－可加工成粉沫，用于硫磺酸和硫酸的生产－将其加工成为99%以上的国际克劳斯产品•农业用途－农业化肥－杀真菌剂－杀虫剂ShellGlobalSolutionsShell-Paques工艺特点•工艺流程简单，占地面积少•在吸收塔中H2S100%被吸收，工艺安全可靠•无SO2排放•碱液内部循环，菌种自动再生，不会失活•能耗低，最少地使用化学溶剂，降低了操作成本•无操作人员,维修费用低•形成亲水性硫磺产品，不会在工艺设备中产生堵塞•操作弹性大ShellGlobalSolutionsShell-Paques工艺主要控制参数•系统温度一般为30-40度，因为在这个范围细菌的活性最大（增加冷却/加热设备来控制）•在此套装置中加入了20-50wt%的NaOH溶液，系统的PH值保持在8.5-9.1•氧化还原反应（通过调节鼓风机的频率控制）•传导率或总盐量，决定了进入生物反应器的补充水量，溢流外排，有利于降低溶剂中硫酸盐的含量ShellGlobalSolutions21Shell-Paques工艺技术规格•物流中H2S浓度范围：50ppm(v)到约100vol.%•物流压力范围：1-100bar•生物反应器的尺寸大小：5-4000M3•产硫量：50吨/天以下，但在50-80吨/天仍有经济效益•脱硫效果：脱硫后物流中的H2S含量可降为4ppmv硫磺回收率可达99.9%以上硫磺产品的纯度可达99.97%（基于可选项的选择）ShellGlobalSolutionsShell-Paques工艺设计所需要的参数•物流处理量•物流组成成份•物流含硫量•物流入口工作压力•物流入口温度•对脱硫后尾气的要求•所需硫磺产品的规格ShellGlobalSolutions23典型实例－－加拿大Bantry项目天然气有关技术参数：冬季低压夏季高压•气体流量（标准立方/天）：321.5321.5•压力（Barg）：5.913.8•温度（℃）：410•H2S含量（%vol）：0.2020.202脱硫效果要求：•处理过的天然气中H2S含量：小于4ppmv•脱硫效率：99.5%ShellGlobalSolutions典型实例－－加拿大Bantry项目工艺流程图ShellGlobalSolutions25加拿大，Bantry天然气Shell-Paques生物脱硫装置ShellGlobalSolutions26典型实例－加拿大Bantry项目•入口气和出口气中H2S含量对比ShellGlobalSolutions27典型实例－加拿大Bantry项目•脱硫效率ShellGlobalSolutions281、合成气脱硫2、沼气处理CedarRapidsUSA用于沼气处理的技术参数天然气量：2000Nm3/hr含H2S量：2.8v%产硫量：1.92ton/d生物反应器尺寸：200m3典型实例－－其它领域ShellGlobalSolutions29Shell-PaquesinAMOCrefineryofEgyptShellGlobalSolutions30应用业绩•全世界有45套脱硫装置和各种工业领域物流脱硫装置，其中有应用在天然气领域：•Bantry加拿大天然气1t/d4-6bar•AMOC埃及炼油厂13t/d4bar•PrimeWest加拿大天然气2t/d12bar•NATCO1美国天然气4t/d80bar•NATCO21)美国天然气4t/d80bar•OMV2)澳大利亚天然气6t/d40bar1)准备开车2)设计阶段ShellGlobalSolutions31Shell-Paques工艺总结•最先应用到沼气脱硫，后来又发展到天然气和炼厂领域•14套天然气装置已投用，另外一套处于准备阶段，还有三套在设计过程中•可以从废气，燃料气，轻烃和水中等工业物流中脱硫并进行硫磺回收•过程简单，无需过多的监控，维护费用低，能耗低•硫化氢脱除率高（＞99.99%），没有明火和SO2的排放•硫磺质量好可作为农用ShellGlobalSolutions32中国市场联系方式•荷兰荷丰技术公司•项目联系人：董京声•Tel:[phone]•Fax:[phone]•Mobile:[phone]•Email:[e-mail]谢谢！HoFungTechnology