天然气渗碳的另一机理

　　经我们多次研究其水份越低越好,当水份很多时连起码露点控制渗碳气氛也上不去:当水份适中,非马氏体组织一般在810um;当水份露点在38℃下时,非马氏体组织3um,

　　第八次全国热处理大会论文集（2003年11天然气渗碳的另一机理CH4Cad+H2及其优化措施（1、重庆义扬机电设备有限公司，重庆市渝中区大坪万友康年国际公寓B1-3-8#，邮编400042；2、重庆青山机械制造公司，重庆402761；3、重庆重型汽车制造公司车轿分厂，重庆402300；4、重庆机床厂，重庆400054；5、四川丹齿实业公司，四川丹棱612260；6、重庆新生机电设备总厂，重庆400061）要：本文介绍了国内城市用天然气成份、成渝地区有机硫无机硫状况、各种天然气脱硫剂简介、硫分析方法及取样、天然气直生式、吸热式及放热式的应用。最终落实天然气渗碳的另一机理及其优化措施，使其气源耗量下降15%左右，设备寿命大幅度的提升，热处理质量可于世界任何先进国家媲美。前言：当人们在研究各种气源渗碳时，并比较各种气源渗碳的结果而确认，天然气气源是所有渗碳热处理气源中最好的气源，它不单单是价廉，能大幅度的降低成本（四川重型汽车制造厂采用净化的天然气生产后单气源耗损年节约约50万元，一汽大众也取得相似效果），代替渗碳速度较缓，活力较差的碳势）；表面含碳量最高，渗碳时间最短，渗碳件表面非马氏体组织的厚度和密度最低，一般均能0.003mm以下（浅腐蚀）、表面硬度HRC61以上（HV1转换）；碳化物极度弥散]（该文金属热处理编辑将总硫5mg/m控制改为20mg/m控制）。早在70年代市场上就有各式各样的脱硫设备、高效脱硫剂等。含糊地讲：控制总硫，不讲脱有机硫和无机硫的深度，混淆两种硫实质上的差别，模糊技术实质带有商业炒作，而且进入城市的天然气，其有机硫、无机硫，就具有差距很大的波动范围，须经受长期检测考验，以防其偶然性的合格过关。我国应用天然气是世界最早的国家，有1000多年历史。广义地讲，天然气可分油成气、（大庆等）气成气（四川等）、煤成气等。狭义地将煤成气（瓦斯）分出。对其成因，请气矿、天然气处理及脱硫厂等参考城市民用天然气情况天然气技术方面的要求（SY7514-88）质量指标IIIII150270480＞480H2Smg/m20CO2%30水份无游离水民用天然气或称城市用天然气为I和II标准。III标准当H2S20mg/m3，也允许供用。重庆卧龙河进入城市天然气有机硫组成情况。有机硫经研究约26（1）硫醇RSH甲硫醇CH3SH一般占有量乙硫醇C2H5SH50-200mg/mRSR甲硫醚CH3SCH3乙硫醚C2H5SC2H510-100mg/m(3)二硫化碳CS2＜50mg/m(4)二硫化物R-S2-R（甲二硫醚CH3S2CH3）＜50mg/m第八次全国热处理大会论文集（2003年11（5）氧硫化物COS（羰基硫）＜20mg/m国内天然气主要产地简介产地CHCO有机硫自贡97.110.880.210.030.360.60.040.870.06隆昌97.230.880.210.021.140.20.090.040.02永川97.171.150.350.030.211.140.090.240.09重庆97.400.60.081.140.071.59泸州96.381.570.420.20.990.110.230.15重庆95.940.7960.1270.370.0860.0520.512重燃公司93.262.710.750.250.20911mg/m大庆99.755.621.93.31大港76.97.64.0111.360.71盘锦81.55.03.08.589.91.720.546.65聂中柴达木99.50.0350.45(非烃)1.4四川丹棱97.250.010.171.1118.45mg/m0.061.40.67mg/m91.810.950.370.160.090.080.310.03脱硫后97.481.120.300.180.020.11%0.070.180.06卧龙河971.2810.406608mg/m782.6mg/m0.812260/460mg/m脱硫后971.2810.40660mg/m0.812150/250mg/m二、各种脱硫方法简介3.1常温Fe脱硫剂：标准/45072398-6.009-19983.1.1高效:助容剂不同:泸州西南化工研究院:工作硫量25%。一般厂家达7-8%3.1.2水份在脱硫过程中起介质作用：（1）FeO3H2O+3H2SFe+3H2O+5.2千卡（2）FeO3+3/202FeO3H2O+3S+47.1千卡这是一个脱硫再生反应连续进行，应注意温度为30-60，最高不能超过80，否则会产生硫升华和自燃，造成脱硫剂及其设备损坏：温度超过120失效，其结构发生变化，再生2-3次堵微孔，再生效果衰减，硫排不出去直到报废。当年，西南车辆厂就是用CNJT-01型。※07年已定QJ-520m天然气进化设施23.1.3对有机硫有一定的效果?由于多种物质,钢皮,粉笔,等均有吸附作用:但这吸附是短暂的,不久就不能吸附了,请注意,所有这类氧化金属物脱硫剂说明书均无脱有机硫经得起检测索赔的指标。3.1.4若将PH8-9保持碱性对脱无机硫有利。3.1.5类似该机理还有ZnO脱硫剂MnO4Fe2O3ZnO等氧化金属脱硫剂。例如ZnO资料讲的能脱有机硫很好，但天然气是输气状态而不是静止状态，要脱有机硫是困难的，至今无任何单位指标考核用它来脱流动天第八次全国热处理大会论文集（2003年11然气中有机硫。3.2湿碱脱硫法：Na（OH）、石灰水。胺水、三乙醇胺：105再生。3.2.1高效成渝地区，川东、川南、卧龙河等均采用湿碱法脱硫后送入城市使用。含硫按20mg/m以下控制，实质为无机硫，有机硫未作控制，而且无机硫经常超标。3.2.2水份在脱硫过程中起介质作用，而且不可少。3.2.3对有机硫有一定效果，无控制指标：由于湿碱不停的交换流动，脱有机硫的效果比Fe2O3好。重庆建设集团引进的俄罗斯N-150天然气制氮设备，天然气三乙醇胺脱无机硫燃烧制氮后再次经三乙醇胺脱无机硫和CO2冷冻硅胶深脱水使用。（尽管冷冻-12控制，但在流动气源中水份在0以上，还需深脱水）3.2.4硫醇+NaOHNa2SO3+CH4(Na2CO3参加下)3.3活性炭3.3.1以核桃壳:桃仁壳、枣仁壳一般最好，椰壳次之市场商家一般都会采用煤质来做，对噻吩，CS2SC2醇、硫醚等应用有效。重庆綦江化肥厂等应用，一般再生50次寿命（此寿命为脱硫效果不断衰减且脱硫不能排除）。3.3.2对H2S也有较强的脱除作用：若先不脱H2S那寿命更下降。3.3.3进口气注意少量带液和油。进口气中多碳烷烃和不饱和烃含量较高时，将极度影响活性炭的硫容， 应予先除去，而热处理要求别浪费多烷烃和不饱和烃。 3.3.4 再生 3.3.4.1：过热蒸气，压力0.05-0.1Mpa，注意450-500再生蒸气线 饱和蒸气再生注意160再生完毕后，关蒸气，通热空气或其它惰性干燥气体吹扫活性炭带走活 性炭中残存水份，然后降至常温再次使用。 3.4 两步法脱硫：很多厂的活性炭说明书，均希望与氧化金属脱硫剂串联使用，先脱无机硫后脱有机硫， 对质量严格要求，且方便于两种脱硫剂发挥最大效果，又便于重新更换脱硫剂。 3.5 一个塔两种脱硫剂分段装，或者本身就是混装，按某比例按有机硫无机硫平均成分比例计算，两种脱 硫剂效果上差距上有机硫无机硫波动大不能简单计算，按某比例配置，称“有机复合”，称高效最新产品， 最新技术代表，将平均约 4000 元左右/吨的两种脱硫剂，在有机硫无机硫复合的广告下据有关知情人士 透露，该装置与实际效果有很大的不真实性及强烈的商业操作。重庆 XX 天然气研究所，重庆 XX 化肥等 采用该装置，均因每周必需检测，不合格而下马。硫分析的结果也须使用 1-2 年后再进行，拿出检测数 据，不能含糊称总硫控制。※天津 XX 大学与重庆气体压缩厂合作国家投资 1500 万元一步法脱除天然气 中的有机硫、无机硫、水，测试结果不错，但水、硫均出不去而无法投入市场„„，研究的文章均有„„。 3.6 升温加氧法：产生于高温至360-400，使有机硫转换为无机硫处理。 3.7 国内各分子筛厂家和美国UCC 公司等（德国KDH 公司未提此事）由于各种纷繁的脱硫剂的透露：国内 外分子筛厂家在说明书上有写上脱硫等，当电话和函件联系脱天然气中什么硫？再生周期？脱有机硫、 无机硫的深度及考核指标：我们只提供线索还需你们进一步研究，目前脱无机硫较可靠。 3.8 各种脱天然气中的硫专利我也带来，就不一一介绍。 3.9 天然气净化分法：80 年投产至今，（在只脱有机硫无机硫和水时92 年94 年就获局、部科技进步奖） 98 年申请专利1999 年12 月31 日，获中华优秀专利技术证书，2001 日，获国际知识产权资格证书，2002 月获国家发明专利证书：证书号89879。专利号ZL98111874.7、国际专利分类号：C10L10/3。 ※至2010 月在全国67台套并出口苏丹。总的节能减耗年节约估计在2000 万元以上。 四：采用天然气进化设施测试分析 4.1 经十多年重庆成都地区陆续124 次测定城市天然气净化前的波动范围，有机硫30-248mg/m ，无机硫10-78mg/m ,水份露点-38。露点仪检测为 -60。 4.2 使用天然气进化设施的工厂检测分析 第八次全国热处理大会论文集（2003 年11 4.2.1重庆机床厂94 年初连续采用上海化工研究院K1-2000 型微库仑测硫仪检测。

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