克劳斯法制硫过程中最小自由能应用问题

本文用最小自由能法研究了克劳斯法制硫过程。计算结果与装置实际数据相比,说明最小自由能法可用来计算较精确的酸气燃烧反应产物的平衡组成。计算的COS、CS_2偏低,H_2、CO可能偏高,但相差有限;继后在<700K低温段,用最小自由能法计算出的尾气中H_2S/SO_2远远偏离2/1,说明这一段的克劳斯法制硫过程在很大程度上是受动力学控制的。     

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??Through an appropriately simpllfied calculation model,the sulfur-making method of sour containing l5%??50% H₂S has been studied,and two main understandings have been obtained as fol-lowing:(1)the conventional divided-flow Claus Process can be used for the H₂S concentration of l5% ??25%,the direct-flow Claus Process may be used for the sour gas of 49% H₂S as its concentration lower limit in general,accordmg to the thermal stability of commonly used material of furnace wall,25%??45% H₂S is suitablely used for non-conventional divided-flow Claus Process;(2)the total conversion rate of H₂S of non-conventional Claus Process is lower than direct-flow process but higer than conventional divided-flow process.     

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��The reactions in combustion furnace are very complicated in Claus sulfur recovery process, but it is important for design and production to research these reactions. The reactions which produce H₂, CO. COS and CS₂ are discussed in this article. It is pointed out that H₂ and CO are mainly generated from the decomposition and reactions of H₂S and CO₂ in acid gas and the resultant is rough increased with the increasing of the H₂S content in acid gas and the temperature of furnace. COS is formed by the reaction between CO and elemental S. Once H₂S content in acid gas is over 70%, COS yield drops rapidly. CS₂ is formed by the reaction between CH₄ and elemental S. When the temperature of furnace increases to about 1300��, the generation of CS₂ is stopped.     

氢气还原硝酸盐的理论研究

从烟气中NO_x在吸附剂表面形成硝酸盐的事实出发,结合理论计算研究了硝酸盐被还原的微观反应过程。以H₂为还原剂、Al(NO₃)₃为模型化合物,采用密度泛函方法得到的计算结果显示,H₂还原Al(NO₃)₃的反应是分步进行的,H₂吸收热量,解离成H·,H·将Al(NO₃)₃还原为Al(OH)₃和NO,然后NO进入气相与H₂反应生成N₂。H₂解离成H·的反应需要445.43 kJ/mol的能量,翻越反应能垒需要586.80 kJ/mol,是整个反应的控速步骤。除H₂离解形成H·反应之外的其余步骤均为放热反应。     

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为配合天然气“东输”工程的实施 ,重庆市川东北地区将开发高含硫天然气气田 ,并配套建设大型天然气净化厂。川东北地区拟建 2套 30 0× 10 4m3 /d天然气净化装置 ,其原料气H2 S和CO2 含量高达 10 %和 6 % ,产硫量达到 80 0t/d ,当数国内之最 ,按我国现行环保法规要求 ,硫回收率至少要达到 99.7%以上 ,尾气排放才能达标。这对硫磺回收和尾气处理装置的优化设计提出了苛刻的要求。文章介绍了国外大型硫磺回收及尾气处理技术的最新发展动态 ,并结合国外公司技术交流情况 ,针对预可研推荐的总工艺流程 ,从现场操作管理的角度提出了采用两级Claus转化、溶液串级再生和高效富氧工艺技术等初步建议 ,力争实现净化厂工艺简洁先进、技术成熟可靠、操作安全平稳、投资经济合理的目的     

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��Bottom pressure calculation method of surpressure gas well and how to correct the pseudo-critical parameters of natural gas with high content of H₂S and CO₂ are presented in this paper. As an example, three gas wells in Luzhou region are given out, The calculated result is near to the production data with maxium error of 7.89 kg/cm² and minimum one of only 0.07 kg/cm².     

醋糟间歇气化制备燃气试验

醋糟是酿造食醋后所剩余的残渣,由于醋糟具有盐度高、酸性强、自然分解慢等特点,将醋糟气化后制备燃气,对于提高酿醋行业资源利用率、减小环境污染均具有重要的意义。为此,采用单一流化床两步气化方法,以煤作为热载体与发热体,纯水蒸气作为气化介质,在自行研制的实验装置上进行了醋糟气化制备燃气的试验,探讨了气化温度(900~1 000℃)、水蒸气与醋糟质量比(1.23~3.57)对燃气组分(H2/CO、CO/CO2等)、产率、低热值等的影响。在实验研究的条件范围内,燃气中(H2+CO)含量为67.07%~73.72%,燃气产率为0.32~0.72m3/kg,低位热值为10 757.2~11 746.16kJ/m3。试验结果表明:①H2和CO是燃气中最主要的2种气体,随着气化温度的升高,燃气中H2与CO含量、CO/CO2值和燃气产率均增加,而CH4与CO2含量、H2/CO值和燃气低位热值则相应地减少;②随着水蒸气与醋糟质量比的增加,燃气中H2与CH4含量、H2/CO值、燃气产率和低位热值均增加,而CO含量呈现下降趋势。结论认为:该单一流化床两步气化系统能够稳定获得富含氢气的燃气,并可长时间平稳、安全、可靠地运行。     

硫酸盐热化学反应蚀变天然气模拟

高H₂S天然气一般被认为是硫酸盐热化学还原反应(TSR)的结果。在高温高压不饱和水蒸气条件下对天然气与硫酸镁TSR反应进行了热模拟实验研究,确定了TSR反应途径,探讨了TSR可能的地质影响因素。结果表明,天然气与硫酸镁反应主要生成MgO、H₂S、CO₂及焦炭等产物,随着模拟温度升高,TSR转化率逐渐增大,天然气中总烃含量减少,CH₄比例逐渐增大,C₂H₆与C₃H₈ 含量呈递减趋势。干燥系数与CO₂含量呈明显的正相关关系,干燥系数与H₂S含量以及CO₂与H₂S含量之间正相关性低,这可能是由于TSR不同阶段主要控制因素不同导致的。地质条件下,高硫化氢天然气的形成与演变很可能受控于温度、碳链长度、金属离子、水和硫化氢含量这几种主要因素。     

基于大数据的高含硫天然气脱硫工艺优化

为了解决高含硫天然气脱硫工艺中脱硫选择性差、能耗高等问题,提出了基于大数据的高含硫天然气脱硫工艺优化方法。首先,通过工艺流程分析,发现对性能指标有显著影响的决策参数,建立无迹卡尔曼滤波神经网络动态模型,获知了脱硫工艺的潜在规律;然后,针对原脱硫工艺中H_2S、CO_2过分脱除问题,采用偏好多目标优化的方法,分别以H2S浓度逼近2.5 mg/m~3、CO_2浓度逼近2%为目标函数,采用非支配性排序遗传算法对模型进行多目标优化,获得了最佳工艺参数。采集某高含硫天然气净化厂脱硫单元2014年1—12月的生产数据,取前80%数据作为训练集,后20%数据作为测试集,进行了仿真实验。结果表明:1所建立的动态模型能够较好地反映脱硫工艺生产规律;2优化结果建议适当降低一级吸收塔温度,提高二级吸收塔温度,提高闪蒸罐压力,并减少胺液循环量;3优化后净化气中H_2S浓度将由0.62 mg/m~3提高至3.22 mg/m~3,CO_2浓度由1.19%提高至1.99%,脱硫选择性显著提高;4相对胺液循环量下降16.67%,蒸汽消耗量减少,净化气产率提高0.8%,总体实现了增产节能降耗的目的。     

高酸性天然气流量测量的修正方法

由于高酸性天然气中含有较高浓度的H2S和CO2气体,对天然气的临界温度和临界压力有较大的影响,导致天然气的压缩因子增大。因此,当采用常规天然气流量测量仪表用于高酸性天然气的流量测量时,需要针对其测量结果进行必要的修正。通过查阅大量的文献资料,对各种天然气压缩因子计算方法进行分析、比较,提出采用Wichest-Aziz校正方法与Bumett关系式相结合的方法计算高酸性天然气的压缩因子,在其适用条件范围内(温度为-12.2~93.3℃,压力为0~13.789 6MPa,酸性组分H2S+CO2的摩尔分数不大于80%),计算得到的天然气压缩因子准确度较高,适于工程应用,也便于实现电算化,利用该方法计算的酸性天然气压缩因子与直接采用Bumett关系式计算的天然气压缩因子(替代常规天然气流量测量仪表内部计算的天然气压缩因子)相比,即可有效地求得天然气流量测量仪表的修正系数,从而提高了酸性天然气流量测量的准确度。