焦炉煤气脱硫新技术
内容提纲
一、概述
(一)焦化厂工艺流程简介
(二)焦炉煤气中H2S的来源及脱硫的必要性
(三)焦炉煤气脱硫技术的分类
(四)焦炉煤气脱硫主要工艺设备
二、几种典型的焦炉煤气脱硫技术介绍
(一)氨水法(Ａ.Ｓ法)
(二)真空碳酸盐法(V.A.S.C法)
(三)单乙醇胺法(索尔菲班法)
(四)砷碱法
(五)蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)
(六)萘醌二磺酸法(塔—希法T.X )
(七)苦味酸法(F.R.C法)
(八)对苯二酚法
(九)H.P.F法
三、常用脱硫工艺的综述
四、焦炉煤气净化工艺流程选择
五、涟钢脱硫工艺运行现状分析
焦炉煤气脱硫新技术
●一、概述
(一)焦化厂工艺流程简介
1、焦化厂工艺流程主要由备煤工序、炼焦工序、煤气净化化产回收工序组成，工艺流程图如下。
焦炉煤气脱硫新技术
●一、概述
(一)焦化厂工艺流程简介
2、工作原理
(1)备煤工序
备煤是为焦炉制备装炉煤，采用的是先配煤后粉碎工艺流程。该流程是将堆放于煤场的各单种炼焦煤先按配煤比配合，再经锤式粉碎机进行粉碎，保证配合煤粒度＜3mm粒级占80％，然后再送入煤塔，供炼焦使用。
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●一、概述
(一)焦化厂工艺流程简介
2、工作原理
(2)炼焦工序
炼焦是将配合好的装炉煤装入炭化室内经过高温干馏炼制成焦炭和荒煤气。配合煤在焦炉炭化室内转变为焦炭，大体上要经过干燥、预热、胶质体生成、软化熔融、固化成半焦、焦炭成熟等六个阶段，如图所示。这六个阶段相互交错，不能截然分开。
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一、概述
(一)焦化厂工艺流程简介
2、工作原理
(2)炼焦工序
焦炉四大车是指装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车，是协助焦炉炼焦顺利完成的主要设备。
熄焦工艺：1#、2#焦炉熄焦系统采用先进的干熄焦技术，同时常规湿法熄焦系统作为备用；3#焦炉熄焦系统采用低水分湿法熄焦工艺。
筛焦：将冷却后的焦炭经筛分后分为冶金焦、焦丁、焦粉三级，分别用管式皮带或火车运往炼铁厂。
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一、概述
(一)焦化厂工艺流程简介
2、工作原理
(3)煤气净化化产回收工序
煤气净化工艺流程：是采用H.P.F法脱硫生产硫膏的流程。焦炉生产的荒煤气经冷凝冷却及去除焦油雾后，再经鼓风机加压送入H.P.F法脱硫工段。在脱硫工段经预冷塔、脱硫塔，将煤气中的硫化氢、氰化氢脱除。脱除硫化氢、氰化氢的煤气送入硫铵工段，煤气中的氨被吸收后进入终冷洗苯工段，在终冷洗苯工段将煤气中的粗苯用洗油洗出。经过上述净化后的煤气供工业用户使用，或进一步净化供民用。
冷凝冷却出来的焦油氨水通过澄清分离后，制得焦油产品。
吸收了硫化氢和氰化氢的脱硫液经再生塔产生硫泡沫，硫泡沫压滤后制得硫膏产品。
在洗苯塔中吸收了粗苯的含苯富油经蒸馏脱苯后制得粗苯产品。
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●一、概述
●(二)煤气中H2S的来源及脱硫必要性
1、煤气中H2S的形成：在炼焦过程中，配合煤中的大部分的S以无机盐的形式随焦炭带走，少部
分在高温下主要形成无机物的H2S和少量有机硫化物(CS2等)。有机硫化物在较高温度下继续发生反应，几乎全部转化为H2S，煤气中H2S所含硫约占煤气中总S量的90％以上。
2、H2S的性质：在常温下是一种带刺激臭味的无色气体，其密度为1.54kg/m3，燃烧时生成SO2和
H2O，有毒，在空气中含有0.1％时就能使人死亡。同时，H2S对钢铁有严重的腐蚀性。
3、煤气中H2S的含量：焦炉煤气中H2S的含量主要取决于炼焦入炉煤中的有机硫含量。入炉煤含
全硫一般为0.5-1.2％，其中10-20%转入焦炉煤气中。入炉煤挥发分和炼焦温度愈高，转入焦炉煤气中的H2S就愈多。焦炉煤气中含H2S一般为3-12g/m3。涟钢目前的H2S含量为3g/m3左右。
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一、概述
(二)煤气中H2S的来源及脱硫必要性
4、煤气脱除H2S的危害性：焦炉煤气中H2S严重腐蚀化产回收设备及煤气储存输送设施，污染厂
区环境。用作炼钢、轧钢等工业热源，煤气中H2S会降低钢材产品的质量，腐蚀加热设备。用作城市燃气，H2S及燃烧生产的SO2、HCN及其燃烧生成的N x O y均有毒，会严重影响环境卫生、人们身体健康。
5、不同用户对煤气H2S含量的要求：冶炼常规优质钢时，允许含量为1-2g/m3；冶炼一般钢时允
许含量为2-3g/m3；薄板允许含量为0.1g/m3。供化学合成时，允许含量为1-2mg/m3。供城市燃气用时，含量应低于20mg/m3。
6、国家发改委2005年颁布实施的最新焦化行业准入条件规定：焦炉煤气H2S含量低于200mg/m3，
因此新建焦化厂煤气净化工艺必须配备脱硫工艺。
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一、概述
(三)脱硫技术分类:两大类十小类
两大类分为：干法脱硫和湿法脱硫。
1、干法脱硫：是一种古老的煤气脱硫方法。
通常是以氢氧化铁为脱硫剂，当焦炉煤气通过脱硫剂时，煤气中的硫化氢与氢氧化铁接触，发生酸碱反应生成硫化铁，这是吸收反应。硫化铁与煤气中氧接触，在有水分的条件下，硫化铁转化为氢氧化铁并析出单质硫，这是再生反应。干法脱硫的过程就是吸收反应和再生反应的多次循环。 这种方法的工艺和设备简单，操作和维修比较容易。但该法为间歇操作，占地面积大，脱硫剂的更换和再生工作的劳动强度较大。
仅使用于煤气流量不大、用户对煤气硫化氢含量要求非常高、需进一步精制脱硫的工艺。现代化的大型焦化厂已不再采用。
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一、概述
(三)脱硫技术分类
2、湿法脱硫(九小类)：吸收法(三小类)和氧化法(六小类)。
2.1吸收法：
是以碱性溶液作为吸收剂，吸收煤气中的硫化氢和氰化氢，然后用加热汽提的方法将酸性气体从吸收液中解吸出来，用以制造硫磺或硫酸，吸收液冷却后循环使用。
按所用吸收剂不同分为：氨水法(Ａ.Ｓ法)、真空碳酸盐法(V.A.S.C法)、单乙醇胺法(索尔菲班法)三小类。
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一、概述
(三)脱硫技术分类
2、湿法脱硫(九小类)：吸收法(三小类)和氧化法(六小类)
2.2氧化法：
是以含有催化剂的碱性溶液作为吸收剂，吸收煤气中的硫化氢和氰化氢，再在催化剂作用下析出元素硫。吸收液用空气氧化再生后循环使用。
氧化法是对吸收法的改进和完善，是脱硫工艺更流畅，脱硫效果进一步提高。
按催化剂的不同分为：砷碱法、蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)、萘醌二磺酸法(塔—希法T.X) 、苦味酸法(F.R.C法)、对苯二酚法、H.P.F法六小类.
焦炉煤气脱硫新技术
●一、概述
●(四)脱硫主要设备
湿法脱硫脱氰的主要设备：
●脱硫塔、解吸塔、再生塔。
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●一、概述
●(四)脱硫主要设备
●1、脱硫塔：
构造：分为填料塔、空喷塔和板式塔等形式，常用的是填料塔。填料塔由圆同形塔体和堆放在塔内对传质起关键作用的填料等组成，内有喷淋、捕雾等装置。常用的填料有木格栅、钢板网和塑料花形填料等。
脱硫原理：焦炉煤气和吸收液分别从塔底和塔顶进入塔内，气液两相逆流接触传质，脱去硫化氢和氰化氢的煤气从塔顶排出，带反应物的脱硫液从塔底排出。
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●一、概述
●(四)脱硫主要设备
●2、解吸塔：
作用：在解吸塔内利用水蒸气的加热和汽提作用，对吸收了硫化氢等酸性气体的脱硫液进行解吸，从而将硫化氢等酸性气体从中分离出来。
构造：由圆筒形塔体和塔内的喷淋装置、填料及塔板组成。
解吸原理：水蒸气和脱硫液分别从下部和上部进入解吸塔，汽液两相逆流接触。硫化氢等酸性气体从塔顶排出，用来制取硫磺或硫酸。再生吸收液从塔底排出，送回脱硫塔循环使用。
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●一、概述
●(四)脱硫主要设备
●3、再生塔：
作用：用来氧化和再生脱硫脱氰溶液。
构造：再生塔大多为圆柱形空塔，有的还在空塔内设几层筛板。塔底设空气分配盘，其作用是使压缩空气在塔截面上均匀分布。顶部扩大段为环形硫泡沫槽。塔体用碳钢制成，内衬玻璃钢，以防腐蚀。
再生原理：利用空气中的氧气将脱硫液中的硫化物氧化成单质硫，并借助空气的作用将单质硫颗粒吹浮在再生液上层，以便将硫泡沫分离。
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(一)氨水法(Ａ.Ｓ法)
1、原理阐述：
氨水法是以稀氨水作吸收剂的脱硫脱氰法，分为：吸收、洗氨、蒸氨、解析四个过程。
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(一)氨水法(Ａ.Ｓ法)
2、工艺流程
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(二)真空碳酸盐法(V.A.S.C法)
1、原理阐述
真空碳酸盐法是以碳酸钠或碳酸钾作为吸收剂的脱硫脱氰方法。
反应原理：
H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3
●
●HCN+Na2CO3→NaCN+NaHCO3
●CO2+Na2CO3→2NaHCO3
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(二)真空碳酸盐法(V.A.S.C法)
2、工艺流程
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(三)单乙醇胺法(索尔菲班法)
●1、原理阐述：
单乙醇胺法是以单乙醇胺(MEA)水溶液作为吸收剂的脱硫脱氰方法。 反应原理：
●2(HO-CH2-CH2-NH2)+H2S→(HO-CH2-CH2-NH3)2S
●HO-CH2-CH2-NH2+HCN→HO-CH2-CH2-NH3CN
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(三)单乙醇胺法(索尔菲班法)
●2、工艺流程：
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(四)砷碱法
1、原理阐述
砷碱法是以三氧化二砷为催化剂、碳酸钠溶液为吸收液的脱硫脱氰方法。其原理是硫代砷酸盐的碱性溶液在与煤气中的硫化氢接触时，能以一个硫原子置换一个氧原子而形成吸收反应：
催化剂反应特性：
●Na4As2S5O2+H2S→Na4As2S6O+H2O
●Na4As2S6O+1/2O2→Na4As2S5O2+S
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(四)砷碱法
2、工艺流程
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(五)蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)
1、原理阐述
蒽醌二磺酸法是以蒽醌二磺酸(ADA法)为催化剂、碳酸钠溶液为吸收液的脱硫脱氰方法，简称ADA法。
为了提高脱硫效率，在ADA法溶液中添加适量的偏钒酸钠(NaVO3)和酒石酸钾钠(NaKC4H4O6)以及三氯化铁作为吸收液进行脱硫脱氰，成为改良ADA法。
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(五)蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)
1、原理阐述
A、H2S的吸收反应：
稀碱液在pH为8.5～9.5范围内吸收煤气中的H2S:
Na2CO3+H2S→NaHS+NaHCO3
●
在稀碱液中，硫氢化钠与偏钒酸钠反应生成还原性的焦钒酸钠并析出元素硫：
●2NaHS＋4NaVO3＋H2O→Na2V4O9+4NaOH＋2S↓
●NaHCO3＋NaOH→Na2CO3＋H2O
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(五)蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)
1、原理阐述
B、催化剂的氧化还原反应：
Na2V4O9被ADA氧化成偏钒酸钠：
Na2V4O9＋2ADA(氧化态)＋2NaOH＋H2O→4NaVO3+2ADA(还原态)ADA
(还原态)在再生塔(槽)内被通入的空气氧化，再生恢复为原来的氧化态的ADA：●2ADA(还原态)＋O2→2ADA(氧化态)
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二、几种典型的脱硫技术介绍
(五)蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)
1、原理阐述
C、主要副反应
煤气中含有的少量HCN和O2与碱溶液反应
●Na2CO3＋2HCN→2NaCN＋H2O+CO2↑
●NaCN＋S→NaCNS
●2NaHS＋2O2→2Na2S2O3+H2O
部分Na2S2O3被氧化成Na2SO4
●2Na2S2O3+O2→2Na2SO4+2S↓
另外，在反应过程中还会形成一种钒—氧—硫化合物的黑色络合物沉淀，加入少量的酒石酸钾钠，就是防止生成这种沉淀，从而减少钒的消耗。
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二、几种典型的脱硫技术介绍
(五)蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)
2、工艺流程(ADA法的工艺流程与砷碱法相似)
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(五)蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)
3、缺点：
A、脱硫废液难处理：国内工业化装置采用的是提盐工艺，但流程长、操作复杂、能耗高、操作环
境恶劣、劳动强度大、所得盐类产品如硫氰酸钠、硫代硫酸钠品位不高，经济效益差。
B、硫磺产品效益差：收率低、纯度不高。
C、运行成本高：为保证脱硫需外加碱(Na2CO3)，碱耗大。
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二、几种典型的脱硫技术介绍
(五)蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)
●4、改良A.D.A法的主要特点是：
脱硫和脱氰效率均很高，脱硫效率可达99%以上。
近年，因天然气、液化气等清洁燃料作为民用燃气迅猛发展，以煤制气作为城市民用煤气气源厂已逐年减少，再加上新的脱硫技术的开发和推广使用，改良ADA脱硫工艺近些年已较少被采用了。 现在普遍使用的PDS湿式氧化法原理与改良ADA法原理基本相似，是用PDS代替ADA、NaVO3为催化剂。
●二、几种典型的脱硫技术介绍
(六)萘醌二磺酸法(塔—希法T.X )
1、原理阐述
萘醌二磺酸法与蒽醌二磺酸法非常相似。萘醌二磺酸法是以1.4萘醌2磺酸钠为催化剂、氨水为吸收液的脱硫脱氰方法。萘醌二磺酸法也称塔克哈克斯法(T.X法)。
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(六)萘醌二磺酸法(塔—希法T.X)
1、原理阐述
吸收反应：
NH4OH+H2S →NH4HS+H2O
●NH3.H2O +H2S →(NH4)2S+H2O
●NH4OH+HCN →NH4CN+H2O
再生反应：
●NH4HS+1/2O2→NH4OH+S↓
●NH4HS+O2→(NH4)2S2O3+H2O
●S+O2+NH4OH →(NH4)2SO4+H2O
●NH4CN+S →NH4SCN
废液处理反应：
NH4SCN+2O2+2H2O →(NH4)2SO4+CO2
●
(NH4)2S2O3+2H2O+2O2→(NH4)2SO4+H2SO4
S+H2O+3/2O2→H2SO4
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二、几种典型的脱硫技术介绍
(六)萘醌二磺酸法(塔—希法T.X )
2、工艺流程
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(六)萘醌二磺酸法(塔—希法T.X )
3、主要特点
l脱硫脱氰效率较高：塔后煤气H2S和HCN的含量可分别降至
200mg/m3(宝钢多年来生产可达20mg/m3 )和150mg/m3以下；并且是以氨为碱源，不需另外加碱，节约了运行成本。
2) 可增产硫铵：煤气中的HCN先经脱硫转化为NH4CNS，再经湿式氧化将其中的NH3转化为(NH4)2SO4
随母液送往硫铵装置，因而与其它工艺技术相比可使硫铵增产约10%。但该法必须与生产硫铵装置配套建设。
3) 不堵塞设备：在脱硫过程中，控制元素硫的生成量仅满足生成NH4CNS反应的需要，不析出多余
的元素硫，因此不易堵塞设备及管道，操作条件好。
二、几种典型的脱硫技术的介绍
(六)萘醌二磺酸法(塔—希法T.X )
3、主要特点
4) 废液处理装置流程短，占地少，在湿式氧化过程中相当于将从煤气中脱除下的H2S全部转化为硫
酸(铵)，相当于硫铵装置耗酸量的50～60%，大大降低了硫铵产品的成本。
5) 因吸收所需液气比、再生所需空气量较大，以及废液处理操作压力高，故整个装置自动化装备水
平高，电耗大，投资和运行费用都很高。
6) 催化剂消耗量少，但所需催化剂目前尚需依赖进口。
7)因其在高温、高压、强腐蚀性条件下操作，主要设备的材质要求较高，制造难度大；(特别是反应
塔为复合钛板材料，需从国外进口).
8)工艺流程非常复杂，目前此工艺除宝钢引用外，在其他焦化厂尚未采用。
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(七)苦味酸法(F.R.C法)
1、原理阐述
苦味酸法是以苦味酸(三硝基苯酚)为催化剂、用煤气中的氨为碱源作为吸收液，脱除焦炉煤气中H2S、HCN，在催化剂作用下用空气氧化得到硫磺与硫的化合物。
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(七)苦味酸法(F.R.C法)
1、反应原理
吸收反应：
●NH3+H2O →NH4OH
●NH4OH+H2S →NH4HS +H2O
●NH4OH+HCN →NH4CN+H2O
再生反应：
●NH4HS+1/2O2→NH4OH+S
●2NH4HS+2O2→( NH4)2S2O3+H2O
副反应：
●H2S＋NH4OH＋xS →(NH4)2SX+1+2H2O
NH4CN＋(NH4)2S X+1→NH4SCN+(NH4)2S X
●
S＋(NH4)2S X→(NH4)2S X+1
●
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(七)苦味酸法(F.R.C法)
2、工艺流程
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(七)苦味酸法(F.R.C法)
4、F.R.C法的主要特点：
1) 脱硫和脱氰效率均很高，塔后煤气含H2S和HCN可分别降至20mg/m3及100mg/m3以下，符合城市
民用煤气标准。
2) 再生塔采用高效予混喷咀，再生空气用量大大降低，因此含NH3尾气不排放而直接兑入吸收塔后
的煤气中，省去了一套再生尾气处理设备，并防止了对大气的二次污染。
3) 所需催化剂苦味酸价廉易得且消耗少，但是苦味酸是爆炸危险品，为其运输和存放带来一些困难
(苦味酸即三硝基苯酚)。
4) 废液焚烧采用接触法制浓硫酸，焚烧的同时NH3遭到破坏，经脱硫后煤气中NH3将损失25～30%，
且该工艺流程长，占地大，制酸尾气处理不经济，当制酸装置的规模太小时不经济，也不好操作。
5)由于析出的硫磺颗粒是在1～3μ，直径非常小，易附着，造成填料堵塞。
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(八)对苯二酚法
●1、原理阐述
以对苯二酚为催化剂、氨水为吸收液的脱硫脱氰方法。
●其反应原理为：
吸收反应：
●NH3+H2O →NH4OH
●NH4OH+H2S →NH4HS +H2O
●NH4OH+HCN →NH4CN+H2O
再生反应：
●C6H4(OH)2+1/2O2→C6H4(O)2+ H2O
●NH4HS+ C6H4(O)2→NH4OH+ C6H4(OH)2+S
●NH4CN+S →NH4CNS
●2NH4HS+2O2→(NH4)S2O3+ H2O
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(八)对苯二酚法
●2、工艺流程
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
1、原理阐述
以氨为碱源、H.P.F(对苯二酚、PDS－酞菁钴磺酸盐、FeSO4)为催化剂(复合型)的湿式氧化脱硫脱氰工艺。用H.P.F催化剂脱硫脱氰是一种液相催化氧化反应，与其它催化剂相比，它不仅对脱
硫脱氰过程而且对再生过程均有催化作用(脱硫脱氰过程为全过程的控制步骤)。因此H.P.F具有活性高、流动性好等明显优势(从而减缓了设备和管道的堵塞)。
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
2、反应原理
吸收反应、催化化学反应、催化再生反应、部分副反应。
(1) 吸收反应
●NH3+H2O→NH4OH
●NH4OH+H2S→NH4HS+H2O
●NH4OH+HCN→NH4CN+H2O
NH4OH+CO2→NH4HCO3
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
2、反应原理
(2) 催化反应过程
●NH4OH+NH4HS+(x-1)S →(NH4)2S x+H2O
●NH4HS+NH4HCO3+(x-1)S →(NH4)2S x+CO2↑+H2O
●NH4CN+(NH4)2S x→NH4CNS+(NH4)2S x-1
●(NH4)2S x-1+S→(NH4)2S x
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
2、反应原理
(3)再生反应
●NH2HS+1/2O2 →S↓+NH4OH
●(NH4)2S+1/2O2 →S↓+NH4OH
●(NH4)2S x+1/2O2+H2O →S↓+2NH4OH
●NH4CNS +1/2O2→NH2-CO-NH2+S
●NH2-CO-NH2(尿素)+ (NH4)2CO3 →2NH4OH+CO2↑
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
2、反应原理
(4)副反应
●4NH4HS+3O2→2(NH4)2S2O3+2H2↑
●2NH4HS+2O2→(NH4)2S2O3+H2O
●2(NH4)2S2O3+O2→2(NH4)2SO4+2S
NH4CN+(NH4)2S x→NH4SCN+(NH4)2S X-1
●
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
3、催化原理：
ZL脱硫催化剂是近年来发展起来的多核酞箐酤磺酸盐和金属离子类脱硫催化剂，ZL脱硫催化剂在上述反应中的作用机理如下：
ZL脱硫催化剂在碱性溶液中将溶解的O2吸附活化，形成高活性大离子；当遇到H2S等含硫化合物时，将其吸附到高活性大离子微观表面，在生产条件下，使H2S等含硫化合物中的硫氧化成单质硫或多硫化物；单质硫或多硫化物从ZL脱硫催化剂表面解吸而离去；ZL脱硫催化剂重新获得氧而再生。
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
4、催化剂的特点：
⑴、化学稳定性好，在略高于操作条件温度(如100℃，碱性介质)的条件下不分解，水溶性好；
⑵、无毒，在酸碱性介质中不对工业卫生和环境(大气和水体)保护构成不利影响；
⑶、活性高，对硫化物具有很强的选择催化活性，脱硫效率高，消耗指标低；
⑷、工作硫容高；
⑸、生成硫的颗粒大，悬浮硫低；
⑹、副反应低，废液较少；
⑺、脱硫液无腐蚀性(指不会因为脱硫剂加入而使其腐蚀性提高)；
⑻、再生性能好，载氧能力强，可以明显降低再生空气消耗量(5m3/kg硫)；
⑼、可单独或配合使用；
⑽、使用方便，适应现有脱硫工艺及设备条件。
焦炉煤气脱硫新技术
●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
●5、工艺流程图
焦炉煤气脱硫新技术
●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
●5、H.P.F脱硫脱氰技术的特点
a)运行成本降低。以煤气中自身含有的氨为碱源，故本装置应设置在煤气脱氨之前，不需另加脱硫
用碱；H.P.F催化剂活性高，消耗少，综合经济效益较好。
b)脱硫脱氰工艺效率高。由于是湿式氧化脱硫脱氰工艺，所以与一般的吸收法相比，H.P.F脱硫一般
在98%左右(但HCN的脱除率相对要低一些，约在80%左右), 只要有合适的流速，液气比≥30l/m3，气温在≈25℃左右，加催化剂，串联都可达到20㎎/m3。单塔脱硫也可达到300㎎/m3以下。
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●二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
5、H.P.F脱硫脱氰技术的特点
c)脱硫液中铵盐积累速度缓慢，脱硫脱氰废液量较少，其少量废液处理简单，可直接混入炼焦用煤
中，在炭化室里进行高温热解。
d)工艺流程较为简单，设备较少，对该工艺的操作与管理不像其他工艺那么复杂，使运行和维护更
为简单、方便。
e)脱硫脱氰工艺宜设置在终冷和洗苯之前，尽可能地脱除了焦炉煤气中的HCN、H2S，这不仅减缓了
对终冷和粗苯生产装置的腐蚀，延长了后续设备的使用寿命，而且使终冷水含氰量大大降低，同时简化了终冷水的处理方式。
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二、几种典型的脱硫技术的介绍
(九)H.P.F法
6、还需改进的五个方面
a) 在提高硫磺的产品质量方面。在强调初冷和电捕的操作与管理的同时，着手采用间、直冷工艺或
加大预冷塔循环量的方式来洗涤煤气中夹带的萘、焦油和煤粉等杂物，使硫磺产品的质量得到进一步提高。
b) 初步开发出新式的熔硫新工艺和新设备，并正在进一步改进和完善。
C) 正在研究用新式硫磺结片机替代现在的人工操作，以减轻工人在对硫磺产品的冷却与处理方面
的劳动强度。
d)通过各单位的生产实践，废液回配炼焦在我国使用难度较大，特别是针对多雨季节的南方，所以
很多单位正在开发废液提盐后循环使用技术。
e)目前对催化剂的质量检验和监督存在一定的难度，催化效果很难衡量，催化机理存在异议，往往
造成催化剂消耗太高而提高脱硫运行成本。
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三、常用脱硫工艺的综述
●1、常用湿法脱硫工艺的比较
焦炉煤气脱硫脱氰湿法工艺比较.doc
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●三、常用脱硫工艺的综述
●2、对常用脱硫工艺的几点评述
a) 吸收法一般采取解吸的方法将吸收煤气中的酸性气体从溶液中解吸出来，然后进一步加工制取元
素硫或硫酸。其脱硫效率虽然较低，但可以满足国家环保和一般工业用户对燃气的质量要求。此方法一般不产生废液或产生很少量废液。
b) 氧化法的脱硫效率很高，但一般来讲，其产生较难处理的废液。
c) 废液处理技术主要有结晶提盐法、湿式氧化法、还原热解法、制酸法和氨法H.P.F脱硫废液经浓缩
后掺入炼焦煤中等。选择脱硫废液易于处理的方法是选择脱硫方法极为重要的一环。
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●三、常用脱硫工艺的评述
●2、常用脱硫工艺的几点评述
d)前述的T.X法、F.R.C法和H.P.F法均系借用煤气中氨为碱源，工艺系统不产生含惰性盐(钠盐)废
液，处理较容易。而以碳酸钠为碱源的煤气脱硫其产生惰性盐(NaCNS、NaS2O3)溶液，必须要进行提盐处理，既增加了工程投资又加大了运行成本，是很不经济的。
e) 前述的T.X法和F.R.C法工艺，要求技术装备高、自动化控制手段要求高，因此必须在较大规模焦
化厂方能体现它的优越性和可实施性，规模太小既不经济又难操作。
f) HPF法脱硫工艺是借助于煤气中的氨为碱源，节约了运行成本；所产生废液掺入炼焦用煤中，使
盐类处理较方便；所用设备少；工艺简单。这也是HPF法得以普遍采用的原因。
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●三、常用脱硫工艺的评述
●3、湿法氧化法脱硫工艺的选择说明
(1)从焦炉煤气中脱除H2S时可供选择的碱源主要有氨和碳酸钠。由于焦炉煤气中含
氨量一般为4～6g/m3，对于其中H2S含量较低(3～5g/m3)者，以氨为碱源则可作为首选；而对于其中的H2S含量较高(≥6g/m3)者，以氨作碱源则难以达到预期的脱硫效率，且愈发暴露其运行成本上的不足。
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●三、常用脱硫工艺的评述
●3、湿法氧化法脱硫工艺说明
(2)从气相中脱除H2S的过程中，首先仰赖于碱性溶液对H2S的吸收(溶解)，以及随之发生迅速的化
学反应并形成新的化合物，以及其后解离、氧化，最终把H2S转化为元素硫。H2S溶入脱硫液的过程是一种气膜控制的物理吸收过程，即气相中的H2S分子转入脱硫液，并成为液相中的H2S分子。该过程进行至溶液表面H2S气体的分压与气相中的H2S气体分压相当时，即告终结。为使脱硫过程进行下去，就需要降低液相表面H2S气体的分压，从化学平衡的角度发行，就必须使溶液保持一定的碱度，用以中和由于H2S解离而生成的H+，同时活性极高的氧原子迅速氧化HS－，降低溶液中的[HS－]。
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●三、常用脱硫工艺的评述
3、湿法氧化法脱硫工艺的选择说明
(3)脱硫液碱浓度是溶液中H2S解离的推动力，是H2S吸收得以继续的前提，而催化
剂—载氧体又是H2S转化为元素硫的动力。可见溶液碱度对于脱硫过程的有效进行具有决定性的作用，而催化剂的活性又是决定氧化过程反应速率的决定性因素。在湿式氧化法整个脱硫过程中，溶液碱度和脱硫剂的载氧量及其释放氧的活性，起着至关重要的作用。
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●三、常用脱硫工艺的评述
3、湿法氧化法脱硫工艺的选择说明
(4)目前国内大多焦化厂脱硫工艺是以氨为碱源，由于焦炉煤气中含氨较低(4～6g/m3),加之其含CO2、HCN等酸性气体，脱硫
液碱度实质上取决于H2S—CO2—HCN—NH3系物质的气液之间相互影响的最终结果。生产实践证明，以氨为碱源的脱硫液碱度与溶液中氨的浓度密切相关，而氨的浓度受前述物系气液相相互平衡的制约，脱硫液含氨量一般仅6～8g/l左右，其PH值为8～8.5，其碱度只有0.3～0.4N。由溶液碱度不足，降低了溶液中H2S的解离度(有关经验数据表明，欲达99%的解离度，其溶液的PH值应达到≈9)，从而增高了以分子状态存在的H2S的数量，这就直接导致溶液表面H2S分压的增高，降低了溶液吸收H2S的推动力，最终导致脱硫效率下降。
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●三、常用脱硫工艺的评述
●3、湿法氧化法脱硫工艺的选择说明
(5)脱硫液中氨的浓度还受工艺条件的影响，脱硫过程中，氨在液相中的浓度受亨利
定律支配，温度升高势必导致脱硫液中氨浓度的下降，一些焦化厂由于在设计时沿用以碳酸钠为碱源的工艺流程，在脱硫塔前未设置预冷塔，温度高于50℃的煤气直接进入脱硫塔进行脱硫，以至脱硫液中的氨含量只有4～5g/l左右，结果脱硫效率不足70%。其他诸如初冷后煤气温度也会对煤气中氨含量带来直接影响。
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●三、常用脱硫工艺的评述
3、湿法氧化法脱硫工艺的选择说明
(6)近年由于大量高硫煤(全硫1%)用于炼焦，一些焦化厂煤气中H2S含量一般已达8～12g/m3,煤气中
H2S含量偏高，给以氨为碱源的脱硫过程带来了极大不利。向煤气或脱硫液中补充氨应该是一项根本性措施。例如，已经过生产实践证明的数据为依据，欲达到99%的脱硫效率，则煤气中的NH3/H2S应达到1.3，如以煤气中H2S含量为8g/m3时，则其氨含量应达到10.4g/m3，则每m3煤气应补充氨5g/m3,而通过焦化厂的蒸氨(含固定铵分解)装置，只能补充1.5～2g/m3。可见，从焦化厂的氨资源平衡出发，以氨为碱源的脱硫工艺只能适应煤气中H2S含量≤5g/m3的条件。
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三、常用脱硫工艺的评述
3、湿法氧化法脱硫工艺的说明
(7)对于煤气中氨含量＜6.5g/m3(补氨后)，而H2S含量＞5g/m3的焦化厂，如果脱硫效率又要求较高(如
＞98%)，就不应采用以氨为碱源的脱硫工艺，而应该采用以碳酸钠为碱源的脱硫工艺。以Na2CO3作为碱源时，其脱硫液总碱度控制在0.3～0.4N,其中Na2CO3为0.08～1.2N，PH值8.2～8.5，进脱硫塔煤气温度30～40℃，脱硫液温度35～42℃。上述工艺指标均可进行操作控制，几乎不受不可控制因素的影响。其脱硫效率也是可控的。脱硫后煤气中H2S含量可根据要求在10mg/m3至每标m3几百毫克间任意选择。
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●四、焦炉煤气净化工艺流程选择
●1、煤气净化流程选择的前提
在煤气净化工艺中，脱硫与脱氨是紧密相关的，应统筹考虑，从而确定煤气净化主体-脱硫及脱氨工艺技术采用何种方式。其一是焦炉煤气脱硫、脱氰装置设置在终冷和洗苯前，使煤气尽可能在终冷前将大部分杂质净化，以减轻对水质和大气的污染，并减少对后序设备的腐蚀；其二是利用煤气本身的氨为碱源，脱除煤气中的硫化氢和氰化氢，这样就不会因脱硫需要而另外购碱(剩余氨水分解固定铵所需碱不计在脱硫工艺中。)操作费用较低，脱硫废液的处理方法也多一些选择。对
氨的处理，应依市场而定来考虑最终出何种氨的产品。
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●四、焦炉煤气净化工艺流程选择
●2、几种典型的工艺流程：
●第一种工艺流程：
荒煤气→初冷→煤气风机→电捕→脱萘→Ｔ.X法脱硫→硫铵→终冷→脱苯→●净煤气(Ｈ２Ｓ：０.02～0.2g/m3；NH3:0.05g/m3)
选用条件是：
●a)所产硫铵有稳定的市场销路。
●b)不宜在年产焦炭６０万吨以下的焦化厂采用。
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●四、焦炉煤气净化工艺流程选择
●2、几种典型的工艺流程：
●第二种工艺流程：
荒煤气→初冷→电捕→煤气风机→Ｈ.Ｐ.Ｆ脱硫→硫铵→终冷→脱苯→
●净煤气(Ｈ２Ｓ：～０.2g/m3；NH3:0.05g/m3)
选用条件是：
●a)所产硫铵有稳定的市场销路。
●b)一般在各种规模焦化厂均可采用。
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四、焦炉煤气净化工艺流程选择
2、几种典型的工艺流程：
第三种工艺流程：
●硫磺或硫酸
●
荒煤气→初冷→电捕→煤气风机→Ａ.S脱硫洗氨→脱苯→
●
●硫铵或无水氨
●净煤气(Ｈ２Ｓ：０.2～0.5g/m3；NH3:0.1g/m3)
选用条件是：
a)所产硫铵或无水氨有稳定的市场销路。
b)净煤气中Ｈ２Ｓ含量０.2～０.5g/m3已满足要求。
c)荒煤气中H2S、NH3含量适中，通常情况下H2S：5～8g/m3;NH3:6～8g/m3
d)不宜在年产焦炭９０万吨以下的焦化厂采用。
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●五、涟钢脱硫工艺运行现状分析
●1、涟钢煤气净化工艺流程
●采用的煤气净化工艺流程为第二种，即采用的脱硫技术是
H.P.F法脱硫生产硫膏的流程，但运行情况不太理想，脱硫塔后煤气含硫化氢一般在1.1 g/m3，脱硫效率约为60％左右。
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五、涟钢脱硫工艺运行现状分析
2、主要存在的问题
(1)设计能力的局限(设计能力为4.9万m3/h,实际运行6.5万m3/h 以上)、工艺设计方面的缺陷和外部因
素的影响，系统工艺状况和工艺参数稳定性太差：煤气温度偏高，系统中煤气带油严重，循环量相对偏低，压缩空气波动大且难于控制，挥发氨浓度严重偏低；
(2)由于脱硫在涟钢属新增加工艺，认识不足，建成后停滞多年，仪器设备锈蚀严重，设备状况很差，
系统阻力异常偏高；
(3)计量仪表的不准确性，严重制约了各工艺参数的及时稳定控制，导致脱硫系统无法稳定。
(4)废液难处理，副盐含量偏高。
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●五、涟钢脱硫工艺运行现状分析
●3、HPF法脱硫工艺参数在不同单位的控制情况
●HPF法脱硫工艺参数在不同单位的控制情况.doc
●问题：
●1、V.A.S.C法、改良ADA法、TX法、HPF法各有何特点？
●2、影响湿法氧化工艺脱硫效果的核心要素是什么？
●3、提高涟钢脱硫效率的措施？
●谢谢！
煤化工（焦化厂）焦炉煤气 6大脱硫技术详解与脱硫工艺选择 1、焦炉煤气脱硫技术 焦炉煤气常用的脱硫方法从脱硫剂的形态上来分：包括干法脱硫技术和湿法脱硫技术。 1.1焦炉煤气干法脱硫技术 干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢，同时脱除氰化物及焦油雾等杂质。 干法脱硫又分为中温脱硫、低温脱硫和高温脱硫。常用脱硫剂有铁系和锌系，氧化铁脱硫剂是一种传统的气体净化材料，适宜于对天然气、油气伴生气、城市煤气以及废气中硫化氢含量高的气体。 常温氧化铁脱硫原理是用水合氧化铁(Fe2O3·H2O)脱除 H2S，其反应包括脱硫反应与再生反应。 干法脱硫工艺多采用固定床原理，工艺简单，净化率高，操作简单可靠，脱硫精度高，但处理量小，适用于低含硫气体的处理，一般多用于二次精脱硫。 但由于气固吸附反应速度较慢，工艺运行所需设备一般比较庞大，而且脱硫剂不易再生，运行费用增高，劳动强度大，不能回收成品硫，废脱硫剂、废气、废水严重污染环境。
1.2焦炉煤气湿法脱硫技术 湿法工艺是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢。常用的方法有氨水法、单乙醇胺法、砷碱法、VASC脱硫法、改良 ADA法、TH 法、苦味酸法、对苯二酚法、HPF 法以及一些新兴的工艺方法等。 1.2.1 氨水法(AS法)： 氨水法脱硫是利用焦炉煤气中的氨，在脱硫塔顶喷洒氨水溶液(利用洗氨溶液)吸收煤气中 H2S，富含 H2S 和 NH3的液体经脱酸蒸氨后再循环洗氨脱硫。 在脱硫塔内发生的氨水与硫化氢的反应是：H2S+2NH3·H2O →(NH4)2S+2H2O。 AS 循环脱硫工艺为粗脱硫，操作费用低，脱硫效率在 90 %以上，脱硫后煤气中的 H2S 在200～500 mg·m-3。 1.2.2 VASC法： VASC法脱硫过程是洗苯塔后的煤气进入脱硫塔，塔内填充聚丙烯填料，煤气自下而上流经各填料段与碳酸钾溶液逆流接触，再经塔顶捕雾器出塔。 煤气中的大部分 H2S 和 HCN 和部分 CO2被碱液吸收，碱液一般主要是 Na2CO3或 K2CO3溶液。 吸收了酸性气体的脱硫富液与来自再生塔底的热贫液换热后，由顶部进入再生塔再生，吸收塔、再生塔及大部分设备材质为碳钢，富液与再生塔底上升的水蒸汽接触使酸性气体解吸。
河南城建学院 毕业设计 题目：焦炉煤气湿法脱硫工艺设计学生姓名：张炳麒 年级： 101209127 专业：化学工程与工艺 申报学位：学士学位 院系：化学与化学工程系 指导教师：李霞 完成日期：2011-05-15 2011年05月15日
摘要
目录 1﹒绪论 (1) 1.1概述 (1) 1.2焦炉煤气净化的现状 (1) 1.3栲胶的认识 (2) 1.4栲胶法脱硫的缺点 (3) 1.5设计任务的依据 (8) 2.生产流程及方案的确定·················································· 3.生产流程说明··························································3.1反应机理·························································· 3.2主要操作条件··························································3.3工艺流程·························································· 3.4主要设备介绍·························································· 4.工艺计算·························································· 4.1原始数据·························································· 4.2物料衡算·························································· 4.3热量衡算·························································· 5.主要设备的工艺计算和设备选型····································· 5.1主要设备的工艺尺寸··················································· 5.2辅助设备的选型··················································· 6 设备稳定性及机械强度校核计算············································6.1壁厚的计算··················································· 6.2 机械强度的校核···················································
《仪陇天然气脱硫》项目书 目录 1总论 (3) 1.1项目名称、建设单位、企业性质 (3) 1.2编制依据 (3) 1.3项目背景和项目建设的必要性 (3) 1、4设计范围 (5) 1、5编制原则 (5) 1.6遵循的主要标准、规范 (8) 1.7 工艺路线 (8) 2 基础数据 (8) 2.1原料气和产品 (8) 2.2 建设规模 (9) 2.3 工艺流程简介 (9) 2.3.1醇胺法脱硫原则工艺流程： (9) 2.3.2直流法硫磺回收工艺流程： (10) 3 脱硫装置 (11) 3.1 脱硫工艺方法选择 (11) 3.1.1 脱硫的方法 (11) 3.1.2醇胺法脱硫的基本原理 (12) 3.2 常用醇胺溶液性能比较 (13) 3.1.2.1几种方法性质比较 (14) 3.2醇胺法脱硫的基本原理 (17) 3.3主要工艺设备 (18) 3.3.1主要设备作用 (18) 3.3.2运行参数 (19) 3.3.3操作要点 (20) 3.4乙醇胺降解产物的生成及其回收 (21) 3.5脱硫的开、停车及正常操作 (22) 3.5.1乙醇胺溶液脱硫的开车 (22) 3.5.2保证乙醇胺溶液脱硫的正常操作 (22) 3.6胺法的一般操作问题 (23) 3.6.1胺法存在的一般操作问题 (23) 3.6.2操作要点 (24) 3.7选择性脱硫工艺的发展 (25) 4 节能 (25) 4.1装置能耗 (25) 装置中主要的能量消耗是在闪蒸罐、换热器和再生塔。 (25)
4.2节能措施 (25) 5 环境保护 (26) 5.1建设地区的环境现状 (26) 5.2、主要污染源和污染物 (26) 5.3、污染控制 (26) 6 物料衡算与热量衡算 (28) 6.1天然气的处理量 (28) 7.天然气脱硫工艺主要设备的计算 (33) 7.1MDEA吸收塔的工艺设计 (33) 7.1.1选型 (33) 7.1.2塔板数 (33) 7.1.3塔径 (34) 7.1.4堰及降液管 (36) 7.1.5浮阀计算 (37) 7.1.6 塔板压降 (37) 7.1.7塔附件设计 (39) 7.1.8塔体总高度的设计 (40) 7.2解吸塔 (41) 7.2.1 计算依据 (41) 7.2.2塔板数的确定 (41) 7.2.3解吸塔的工艺条件及有关物性的计算 (42) 7.2.4解吸塔的塔体工艺尺寸计算 (43) 8参数校核 (44) 8.1浮阀塔的流体力学校核 (44) 8.1.1溢流液泛的校核 (44) 8.1.2液泛校核 (44) 8.1.3液沫夹带校核 (45) 8.2塔板负荷性能计算 (45) 8.2.1漏液线（气相负荷下限线） (45) 8.2.2 过量雾沫夹带线 (45) 8.2.3 液相负荷下限 (46) 8.2.4 液相负荷上限 (46) 8.2.5 液泛线 (46) 9 附属设备及主要附件的选型和计算 (47) 10.心得体会 (49) 11.参考文献 (50)
焦炉煤气脱硫方法的比较 1 煤气脱硫的概念及意义焦炉煤气由焦化企业炼焦生产时产生。从焦炉集气管流出的煤气称为荒煤气，其硫化氢含量与装炉煤料的全硫量有关。一般干煤全硫的质量分数为0.5 %? 1.2 %,其中有20%?45%转到荒煤气中，煤气中95%以上的硫以硫化氢形态存在，33干煤干煤气?3g/标m15g/m其他为有机硫。硫化氢在煤气中的质量浓度一般为气。煤气中所含的硫化氢是极为有害的物质，因而煤气脱硫就有十分重要的意义：一是可以防止设备的腐蚀，减少设备维修费用，降低生产成本，提高回收产品的质量和产量。二是提高焦炉煤气的品质，减少焦炉煤气燃烧后产生的污染。煤气脱硫可以有效降低煤气燃烧后产生的二氧化硫等有害物质，保护周围的环境。三是降低钢铁企业用煤气中硫化氢的含量可以使钢铁企业生产出优质钢材。四是回收后的硫磺可用于医药、化工等领域，随着行业的发展，需求量会进一步加大。 一、干法脱硫(姜崴,焦炉煤气脱硫方法的比较, 科技情报开发与经济, 第17卷第 15 期,2007 年，278-279) 干法脱硫主要是利用氢氧化铁与其他制剂合成的脱硫催化剂脱除煤气中的硫化氢，经过再生的脱硫剂可重新使用。干法脱硫主要用于气量较小的煤气脱硫或脱硫精度高的二次脱硫。 1.1 干法一次脱硫干法脱硫是将焦炉煤气通过含有氢氧化铁的脱硫剂，使氢氧化铁与硫化氢反应生成硫化铁或硫化亚铁，当饱和后，使脱硫剂与空气接触，在有水分存在时，空气中的氧将铁的硫化物转化成氢氧化物，脱硫剂再生连续使用。其原理如下：脱硫反应式，当碱性时： 2Fe(0H)+3HS=FeS+6HO233222Fe(0H)+HS=2Fe(OH)+S+2HO2223Fe(OH)+HS=FeS+2H0 222 再生反应式，当水分足量时： 2FeS+3O+6HO=4Fe(OH+6S224FeS+30-6HO=4Fe(OH)+4S223/ h8000 m 以下规模较小的焦化企业。干干法一次脱硫适用于荒煤气产量在法脱硫具有占地少、投资省的特点，脱硫效率高，合理控制操作指标可以满足城市煤气的需要。常用操作指标如下：脱硫箱(塔)操作温度为25C?3OC；操作压力为常压；脱硫剂阻力为2000Pa/ m 以下；脱硫剂pH值为8-9。 干法脱硫可采用箱式脱硫或塔式脱硫。箱式脱硫占地大、操作环境差、脱硫剂更 换简便、投资省；塔式脱硫操作环境好、占地小、投资稍大。在实际生产当中两者都有采用，但脱硫剂再生效果不好，废弃脱硫剂的处理困难，容易对环境造成二次污染。 1.2 干法二次脱硫 主要用于湿法一次脱硫的后续处理或对煤气中HS含量要求严格的场合。二2次脱硫的脱硫剂也与一次脱硫有所不同(多用活性炭吸附)。经二次脱硫后，HS含量可降至很低，此种煤气可用于甲醇的合成。 、国内外湿法脱硫工艺现状( 蔡颖，赫文秀, 焦炉煤气脱硫脱氰方法研究, 内蒙古石油化工, 2006 年第10 期,1-2. ）国内焦炉煤气脱硫脱氰工艺不断进步和从上世纪八十代初迄今二十多年来，发展，新的工艺技术不断地用于工业生产，尤其是湿式氧化法脱硫工艺发展更快，在焦化行业应用极为广泛。湿法工艺是利用液体脱硫剂
煤气中的硫绝大部分以H2S的形式存在，而H2S随煤气燃烧后转化成SO2，空气中SO2含量超标会形成局域性酸雨，危害人们的生存环境，我国对燃烧发生炉煤气炉窑规定其SO2的最高排放浓度为900mg/m3；另一方面，SO2对诸如陶瓷、高岭土等行业的最终产品质量影响较大，鉴于以上因素，发生炉煤气中H2S的脱除程度业已成为其洁净度的一个重要指标。 1、煤气脱硫方法 发生炉煤气中的硫来源于气化用煤，主要以H2S形式存在，气化用煤中的硫约有80％转化成H2S进入煤气，假如，气化用煤的含硫量为1％，气化后转入煤气中形成H2S大约2-3g/Nm3左右，而陶瓷、高岭土等行业对煤气含硫量要求为20-50mg/Nm3；假如煤气中的H2S燃烧后全部转化成SO2为2.6g/m3左右，比国家规定的SO2的最高排放浓度指标高出许多。所以，无论从环保达标排放，还是从保证企业最终产品质量而言，煤气中这部分 H2S都是必须要脱除的。 煤气的脱硫方法从总体上来分有两种：热煤气脱硫和冷煤气脱硫。在我国，热煤气脱硫现在仍处于试验研究阶段，还有待于进一步完善，而冷煤气脱硫是比较成熟的技术，其脱硫方法也很多。 冷煤气脱硫大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两种方法，干法脱硫以氧化铁法和活性炭法应用较广，而湿法脱硫以砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇具代表性。 2、干法脱硫技术 煤气干法脱硫技术应用较早，最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术，之后，随着煤气脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。 2.1氧化铁脱硫技术 最早使用的氧化铁脱硫剂为沼铁矿和人工氧化铁，为增加其孔隙率，脱硫剂以木屑为填充料，再喷洒适量的水和少量熟石灰，反复翻晒制成，其PH值一般为8-9左右，该种脱硫剂脱硫效率较低，必须塔外再生，再生困难，不久便被其他脱硫剂所取代。现在TF型脱硫剂应用较广，该种脱硫剂脱硫效率较高，并可以进行塔内再生。 氧化铁脱硫和再生反应过程如下： (1)脱硫过程 2Fe(OH)3+3H2SFe2S3+6H2O Fe(OH)3+H2S2Fe(OH)2+S+2H2O Fe(OH)2+H2SFeS+2H2O (2)再生过程 2Fe2S2+3O2+6H2O4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O4Fe(OH)2+4S
我国焦炉煤气脱硫技术现状 1、概述 焦炉煤气是重要的中高热值气体燃料，既可用于钢铁生产，也可供城市居民使用，还可作为原料气用于生产合成氨、甲醇等产品，不论采用何种方式利用焦炉煤气，其硫含量都必须降低到一定程度。炼焦煤料中含有0.5%~l.2%的硫，其中有20%~45%的硫以硫化物形式进入荒煤气中形成硫化氢气体，另外还有相当数量的氰化氢。焦炉产生的粗煤气中含有多种杂质，需要进行净化。焦炉煤气中一般含硫化氢4~8g/m3，含氨4~9g/m3，含氰化氢0.5～1.5g/m3。硫化氢（H2S）及其燃烧产物二氧化硫（SO2）对人体均有毒性，氰化氢的毒性更强。氰化氢和氨在燃烧时生成氮氧化物（NOX），二氧化硫与氮氧化物都是形成酸雨的主要物质，煤气的脱硫脱氰洗氨主要是基于环境保护的需要。此外，对轧制高质量钢材所用燃气的含硫量也有较高的要求，煤气中H2S的存在，不仅会腐蚀粗苯系统设备，而且还会使吸收粗苯的洗油和水形成乳化物，影响油水分离。因此，脱除硫化氢对减轻大气和水质的污染、加强环境保护以及减轻设备腐蚀均有重要意义。 2、焦炉煤气脱硫方法 近几年，钢铁企业的快速发展带动了焦化行业的发展，其中随着世界环保意识的加强，国内外焦炉煤气脱硫脱氰技术得以迅速开发和改良，先后出现了干式氢氧化铁法、湿式碱法、改良ADA法等脱硫方法。总的来说，煤气的脱硫方法按吸收剂的形态，可分为干法和湿法两大类。 2.1 焦炉煤气干法脱硫技术 干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢，多采用固定床原理，操作简单可靠，脱硫精度高，但处理量小，适用于低含硫气体的处理，一般多用于二次精脱硫。但是由于气固吸附反应速度较慢，因此该工艺运行的设备一般比较庞大，再者由于吸附剂硫容的限制，脱硫剂更换频繁，消耗量大，而且脱硫剂不易再生，致使运行费用增高，劳动强度大，同时不能回收成品硫，废脱硫剂、废气、废水严重污染环境，因此，在大型焦化和钢铁行业，如果焦炉煤气不进行深加工（如焦炉煤气制甲醇），一般不考虑干法脱硫；中小型焦化厂主要采用干法工艺。 目前，干法使用的脱硫剂为氧化铁、氧化锌、氧化铜、氧化钙、氧化锰、活性炭、分子筛以及复合氧化物，甚至还有近年来出现的第二代脱硫剂氧化铈等，其中最常用的是铁系和锌系脱硫剂。 2.1.1铁系脱硫剂 铁系脱硫剂主要是以氧化铁为主的脱硫剂统称，因为氧化铁具有价廉易得、资源丰富、脱硫速率高、硫容高等特点，成为开发最早、应用最广泛的煤气脱硫剂。国内常用的铁系脱硫剂主要有天然沼铁矿、合成氧化铁、颜料厂及硫酸厂下脚铁泥、硫铁矿灰成型剂、炼钢转炉赤泥及其成型剂等。 近年来，很多机构将铁氧化物与其它金属化合物复合，研究新的铁基复合氧化物脱硫剂。其中湖北化学研究所的铁系脱硫剂：EF型多功能氧化铁精脱硫剂（CN1174810），由氧化铁载体和负载的金属化合物组成。该脱硫剂在有氧和无氧条件下均能精脱H2S、COS、CS2、RSH、RSR、RSSR、噻吩等硫化物；耐缺氧复合型金属水合氧化物精脱硫剂（CN1287875），用水合氧化铁Fe2O3?H2O与其它金属元素Ti、Co、Ni、Mo、Zn、Cd、Cr、Hg、Cu、Ag、Sn、Pb、Bi中任一种或一种以上的化合物和/或碱土金属元素Ca、Mg的化合物组成；由酸性废液制备的脱硫剂（CN1060226），该脱硫剂先用含铁或不含铁废酸液制成所需浓度的含铁溶液，再用碱性物质除酸，经氧化、分离、混合成型、干燥而制成；复合型精脱硫剂（CN1127555C）由Fe2O3、ZnO、CaO、MnO2等组成。 煤炭科学研究总院研制的一种无定形脱硫剂（CN1616139），以一种天然富含铁、锰、
粗焦炉煤气脱硫工艺有干法和湿法脱硫两大类。干法脱硫多用于精脱硫,对无机硫和有机硫都有较高的净化度。不同的干法脱硫剂,在不同的温区工作,由此可划分低温(常温和低于100 ℃) 、中温(100 ℃～400 ℃) 和高温(> 400 ℃)脱硫剂。 干法脱硫由于脱硫催化剂硫容小,设备庞大,一般用于小规模的煤气厂脱硫或用于湿法脱硫后的精脱硫。 湿法脱硫又分为“湿式氧化法”和“胺法”。湿式氧化法是溶液吸收H2S后,将H2S直接转化为单质硫,分离后溶液循环使用。目前我国已经建成(包括引进)采用的具有代表性的湿式氧化脱硫工艺主要有TH法、FRC法、ADA法和HPF法。胺法是将吸收的H2S 经再生系统释放出来送到克劳斯装置,再转化为单质硫,溶液循环使用,主要有索尔菲班法、单乙醇胺法、AS法和氨硫联合洗涤法。湿法脱硫多用于合成氨原料气、焦炉气、天然气中大量硫化物的脱除。当煤气量标准状态下大于3000m3/h 时,主要采用湿法脱硫。 HPF法脱硫工艺流程： 来自煤气鼓风机后的煤气首先进入预冷塔，与塔顶喷洒的循环冷却液逆向接触，被冷却至25℃～30℃；循环冷却液从塔下部用泵抽出送至循环液冷却器，用低温水冷却至2 3℃～28℃后进入塔顶循环喷洒。来自冷凝工段的部分剩余氨水进行补充更新循环液。多余的循环液返回冷凝工段。
预冷塔后煤气并联进入脱硫塔A、脱硫塔B，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，以吸收煤气中的硫化氢（同时吸收煤气中的氨，以补充脱硫液中的碱源）。脱硫后煤气进入下道工序进行脱氨脱苯。 脱硫基本反应如下： H2S+NH4OH→NH4HS+H2O 2NH4OH+H2S→(NH4)2S+2H2O NH4OH+HCN→NH4CN+H2O NH4OH+CO2→NH4HCO3 NH4OH+NH4HCO3→(NH4)2CO3+ H2O 吸收了H2S、HCN的脱硫液从脱硫塔A、B下部自流至反应槽，然后用脱硫液循环泵抽送进入再生塔再生。来自空压机站压缩空气与脱硫富液由再生塔下部并流进入再生塔A、B，对脱硫液进行氧化再生，再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。 再生塔内的基本反应如下： NH4HS+1/2O2→NH4OH+S （NH4）2S+1/2O2+ H2O→ 2NH4OH+S （NH4）2Sx+1/2O2+ H2O→2NH4OH+Sx 除上述反应外，还进行以下副反应： 2NH4HS+2O2→（NH4）2S2O3+ H2O 2（NH4）2S2O3+O2→2（NH4）2SO4+2S 从再生塔A、B顶部浮选出的硫泡沫，自流入硫泡沫槽，在此经搅拌，沉降分离，排出清液返回反应槽，硫泡沫经泡
焦炉煤气净化技术现状 在2004年国家公布的《焦化准入条件》中，明确规定新建或改造焦炉要同步配套建设煤气净化设施。至2006年底，经国家发改委核准的厂家仅108家，这些家的产能之合仅占当年焦炭总产能的30％左右。还有大量企业未被核准，其主要原因之一就是煤气净化设施配套不完善。煤气净化设施主要包括冷凝鼓风装置、脱硫脱氰装置、氨回收装置及苯回收装置。所谓配套不完善，是指缺某个或某些装置，特别是缺脱硫脱氰装置。 主流工艺技术 我国焦炉煤气净化工艺通过不断引进国外先进技术和创新发展，已经步入世界先进行列；煤气净化工艺已基本涵盖了当今世界上较为先进的各种工艺流程。目前，年产焦炭100万t以上的大型焦化厂全部设有煤气净化系统，对来自炼焦炉的荒煤气进行净化处理，脱除其中的硫化氢、氰化氢、氨、焦油及萘等各种杂质，使之达到国家或行业标准，供给工业或民用用户使用；同时，对化工副产品进行回收利用。 煤气净化工艺采用的主要技术包括：焦炉煤气的冷凝冷却及排送、焦油氨水分离、焦油、萘、硫化氢、氰化氢、氨等杂质的脱除以及粗苯的回收等。 焦炉煤气的冷凝冷却 焦炉煤气的冷凝冷却，即初步冷却，普遍采用了高效横管间冷工艺。其特点是：煤气冷却效率高，除萘效果好；当煤气温度冷却至20～22℃，煤气出口含萘可降至0.5g/m3，不需另设脱萘装置即可满足后续工艺操作需要。 高效横管间冷工艺通常分为二段式或三段式初冷工艺。当上段采用循环冷却水，下段采用低温冷却水对煤气进行冷却时，称为二段式初冷工艺。为回收利用荒煤气的余热，通常在初冷器上部设置余热回收段，即构成三段初冷工艺。采用三段初冷工艺，回收的热量用作冬季采暖或其它工艺装置所需的热源，不仅可以回收利用荒煤气的余热，同时也可节省大量循环冷却水，节能效果显著，应大力倡导采用。 除上述普遍采用的横管间冷工艺外，焦炉煤气的冷凝冷却也可采取先间冷，
焦炉煤气变压吸附制氢新工艺的开发与应用焦炉煤气变压吸附(PSA)制氢工艺利用焦化公司富余放散的焦炉煤气，从杂质极多、难提纯的气体中长周期、稳定、连续地提取纯氢，不仅解决了焦化公司富余煤气放散燃烧对大气的污染问题;而且还减少了大量焦炭能源的耗用及废水、废气、废渣的排污问题；是一个综合利用、变废为宝的环保型项目；同时也是一个低投入、高产出、多方受益的科技创新项目。该装置首次采用先进可靠的新工艺，其经济效益、社会效益可观，对推进国内PSA技术进步也有重大意义。 1942年德国发表了第一篇无热吸附净化空气的文献、20世纪60年代初，美国联合碳化物(Union Carbide)公司首次实现了变压吸附四床工艺技术工业化，进入20世纪70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展。装置数量剧增，装置规模不断扩大，使用范围越来越广，主要应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。本套大规模、低成木提纯氢气装罝，是用难以净化的焦炉煤气为原料，国内还没有同类型的装置，并且走在了世界同行业的前列。 1、焦炉煤气PSA制氢新工艺。 传统的焦炉煤气制氢工艺按照正常的净化分离步骤是： 焦炉煤气首先经过焦化系统的预处理，脱除大部分烃类物质；经初步净化后的原料气再经过湿法脱硫、干法脱萘、压缩机、精脱萘、精脱硫和变温吸附(TSA)系统，最后利用PSA制氢工艺提纯氢气，整个系统设备投资大、工业处理难度大、环境污染严重、操作不易控制、生产成本高、废物排放量大，因此用焦炉煤气PSA制氢在某种程度上受到一定的限制，所以没有被大规模的应用到工业生产当中。 本装置釆用的生产工艺是目前国内焦炉煤气PSA制氢工艺中较先进的生产工艺，它生产成本低、效率高，能解决焦炉煤气制氢过程中杂质难分离的问题，从而推动了焦炉煤气PSA制氢的发展。该工艺的特点是： 焦炉煤气压缩采用分步压缩法、冷冻净化及二段脱硫法等新工艺技术。 1.1工艺流程。 PSA制氢新工艺如图1所示。
煤气脱硫的几种方法 2006-07-06 前言：能源是人类赖以生存和发展的基础，随着人们环境保护和保证企业最终产品质量意识的提高，人们对能源的洁净利用开始日趋重视。发生炉煤气作为我国主要能源之一煤炭的一种洁净利用方式，在我国的玻璃、建材、化工、机械、耐火材料等行业被广泛的应用，近年，人们对煤气净化程度的认识已经不止是煤气中的含尘量、含焦油量和含水量等的概念，人们开始更加重视煤气中的含硫量。 煤气中的硫绝大部分以H2S的形式存在，而H2S随煤气燃烧后转化成SO2，空气中SO2含量超标会形成局域性酸雨，危害人们的生存环境，我国对燃烧发生炉煤气炉窑规定其SO2的最高排放浓度为900mg/m3；另一方面，SO2对诸如陶瓷、高岭土等行业的最终产品质量影响较大，鉴于以上因素，发生炉煤气中H2S的脱除程度业已成为其洁净度的一个重要指标。 1、煤气脱硫方法 发生炉煤气中的硫来源于气化用煤，主要以H2S形式存在，气化用煤中的硫约有80％转化成H2S进入煤气，假如，气化用煤的含硫量为1％，气化后转入煤气中形成H2S大约2-3g/Nm3左右，而陶瓷、高岭土等行业对煤气含硫量要求为20-50 mg/Nm3；假如煤气中的H2S燃烧后全部转化成SO2为2.6g/m3左右，比国家规定的SO2的最高排放浓度指标高出许多。所以，无论从环保达标排放，还是从保证企业最终产品质量而言，煤气中这部分H2S都是必须要脱除的。 煤气的脱硫方法从总体上来分有两种：热煤气脱硫和冷煤气脱硫。在我国，热煤气脱硫现在仍处于试验研究阶段，还有待于进一步完善，而冷煤气脱硫是比较成熟的技术，其脱硫方法也很多。 冷煤气脱硫大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两种方法，干法脱硫以氧化铁法和活性炭法应用较广，而湿法脱硫以砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇具代表性。 2、干法脱硫技术 煤气干法脱硫技术应用较早，最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术，之后，随着煤气脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。 2.1氧化铁脱硫技术 最早使用的氧化铁脱硫剂为沼铁矿和人工氧化铁，为增加其孔隙率，脱硫剂以木屑为填充料，再喷洒适量的水和少量熟石灰，反复翻晒制成，其PH值一般为8-9左右，该种脱硫剂脱硫效率较低，必须塔外再生，再生困难，不久便被其他脱硫剂所取代。现在TF型脱硫剂应用较广，该种脱硫剂脱硫效率较高，并可以进行塔内再生。 氧化铁脱硫和再生反应过程如下： (1)脱硫过程 2Fe(OH)3+3H2S Fe2S3+6H2O Fe(OH)3 + H2S 2Fe(OH)2+S+2H2O Fe(OH)2 + H2S FeS+2H2O (2)再生过程 2Fe2S2+3O2+6H2O 4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O 4Fe(OH)2+4S 氧化铁脱硫剂再生是一个放热过程，如果再生过快，放热剧烈，脱硫剂容易起火燃烧，这种火灾现象曾在多个企业发生。 活性氧化铁脱硫工艺流程如图1 2.2活性炭脱硫技术 活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用，活性炭的催化活性很强，煤气中的H2S在活性炭的催化作用下，
焦炉荒煤气净化工艺 焦炉荒煤气中一般含硫化氢为4～8 g/m3、含氨为4～9 g/m3、含氰化氢为0.5～1.5 g/m3。硫化氢（H2S）及其燃烧产物二氧化硫（SO2）对人身均有毒性，氰化氢的毒性更强。氰化氢和氨在燃烧时生成氮氧化物（NOx）。二氧化硫（SO2）与氮氧化物（NOx）都是形成酸雨的主要物质，煤气的脱硫脱氰洗氨主要是基于环境保护的需要。此外在冶金工厂，高质量钢材的轧制，对其使用的燃气含硫也有较高的要求。随着科学技术的进步和焦化工业的发展，产生了众多各具特色的煤气脱硫洗氨净化工艺。 HPF 法脱硫属湿式催化氧化法脱硫工艺，是PDS 脱硫工艺的改进工艺，两者的区别在于所使用的催化剂略有差异：前者使用对苯二酚加PDS 及硫酸亚铁的复合催化剂（HPF），后者使用PDS 催化剂。HPF 催化剂在脱硫和再生过程中均有催化作用，是利用焦炉煤气中的氨做吸收剂，以HPF 为催化剂的湿式氧化脱硫。煤气中的H2S 等酸性组分由气相进入液相与氨反应，转化为硫氢化铵等酸性铵盐，再在空气中氧的氧化下转化为硫。HPF 法脱硫选择使用HPF(醌钴铁类)复合型催化剂，可使焦炉煤气的脱硫效率达到99%左右。 HPF 法脱硫工艺置于喷淋式饱和器法生产硫铵的工艺之后。从鼓风冷凝工段来的温度约55 ℃的煤气，首先进入直接式预冷塔与塔顶喷洒的循环冷却水逆向接触，被冷至30~35 ℃；然后进入脱硫塔。 工艺特点 （1）以氨为碱源、HPF 为催化剂的焦炉煤气脱硫脱氰新工艺，具有较高的脱硫脱氰效率（脱硫效率99%，脱氰效率80%），而且流程短，不需外加碱，催化剂用量小，脱硫废液处理简单，操作费用低，一次性投资省。 （2）硫磺收率一般为60%，硫损失约为40%，其废液量约为300~500 kg/（103m3·h），废液回兑至配煤中，对焦碳的质量有一定的影响。 （3）硫膏产品质量不理想，外观多为暗灰色，纯度90%左右，产品销售难度大。若后续能再配置硫膏生产硫酸的工艺，硫酸用于硫铵生产，则HPF工艺不失为一种完善的工艺。
焦炉煤气脱硫效率分析及工艺选择 煤气中的硫来自原料煤中，存在形式主要是 H2S，亦有少量有机硫(主要是COS)。H2S 不仅会造成环境的污染，还会腐蚀设备，使催化剂中毒，对生产造成很多不良影响，所以必须要脱去煤气中的硫。煤气脱硫即采用一定的技术手段将H2S、HCN 等有害物质从焦炉煤气中脱除，采用的工艺方法一般分为湿法和干法。 1 焦炉煤气脱硫技术 焦炉煤气常用的脱硫方法从脱硫剂的形态上来分包括干法脱硫技术和湿法脱硫技术。 1.1焦炉煤气干法脱硫技术 干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢，同时脱除氰化物及焦油雾等杂质。干法脱硫又分为中温脱硫、低温脱硫和高温脱硫。常用脱硫剂有铁系和锌系，氧化铁脱硫剂是一种传统的气体净化材料，适宜于对天然气、油气伴生气、城市煤气以及废气中硫化氢含量高的气体。常温氧化铁脱硫原理是用水合氧化铁(Fe2O3·H2O)脱除 H2S，其反应包括脱硫反应与再生反应。 干法脱硫工艺多采用固定床原理，工艺简单，净化率高，操作简单可靠，脱硫精度高，但处理量小，适用于低含硫气体的处理，一般多用于二次精脱硫。但由于气固吸附反应速度较慢，工艺运行所需设备一般比较庞大，而且脱硫剂不易再生，运行费用增高，劳动强度大，不能回收成品硫，废脱硫剂、废气、废水严重污染环境。 1.2焦炉煤气湿法脱硫技术 湿法工艺是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢。常用的方法有氨水法、vasc法、单乙醇胺法、砷碱法、改良 ADA法、TH 法、苦味酸法、对苯二酚法、HPF 法以及一些新兴的工艺方法等。 1.2.1氨水法(AS 法) 氨水法脱硫是利用焦炉煤气中的氨，在脱硫塔顶喷洒氨水溶液(利用洗氨溶液)吸收煤气中 H2S，富含 H2S 和 NH3的液体经脱酸蒸氨后再循环洗氨脱硫。在脱硫塔内发生的氨水与硫化氢的反应是：H2S+2NH3·H2O→(NH4)2S+2H2O。AS 循环脱硫工艺为粗脱硫，操作费用低，脱硫效率在 90 %以上，脱硫后煤气中的 H2S 在200～500 mg·m-3。 1.2.2VASC 法 VASC 法脱硫过程是洗苯塔后的煤气进入脱硫塔，塔内填充聚丙烯填料，煤气自下而上流经各填料段与碳酸钾溶液逆流接触，再经塔顶捕雾器出塔。煤气中的大部分 H2S 和 HCN 和部分 CO2被碱液吸收，碱液一般主要是 Na2CO3或K2CO3溶液。吸收了酸性气体的脱硫富液与来自再生塔底的热贫液换热后，由顶部进入再生塔再生，吸收塔、再生塔及大部分设备材质为碳钢，富液与再生塔底
焦炉煤气脱硫脱氰净化工艺综述 1.1引言 随着化学工业及城市煤气事业的迅速发展，炼焦制气厂也迅速发展起来，这样的处理煤气中硫化氢、氰化氢的问题就提到议事日程一来了。国际上对含有硫化氢、氰化氢的煤气的燃烧与使用有着严格的要求，且已有一系列的脱硫脱氰工艺投入生产。我国虽然在脱硫脱氰的工艺技术上也有很大的发展，但仍落后于需要，为了满足冶金工业对焦炉煤气中硫化氢、氰化氢的要求，减少焦炉煤气燃烧后对大气的污染，防止含硫化氢、氰化氢的废水污染水质，降低煤气中的硫化氢、氰化氢对仪表、设备等的腐蚀，综合利用硫化氢、氰化氢，使它变害为宝，必须大力发展脱硫脱氰的工艺。 在炼焦过程产生的焦炉煤气中含有硫化氢(H2S)、氰化氢(HCN)有害气体。H2S 含量一般为5-7g/m3，HCN含量为1-2g/m3。若不事先脱除，不但严重腐蚀气系统的设备和管道，所产生的废气和废水污染环境，危害人的身体健康。车间内允许的H2S浓度应小于10mg/m3，HCN浓度应低于0.3mg/m3，当H2S浓度达到700-1000mg/m3时，人立即昏迷，当人吸入50mgHCN，可瞬间死亡。 我国规定车间内二氧化硫(SO2)的最高允许浓度为15 mg/m3，二氧化氮(NO2)为5 mg/m3，含有H2S和HCN的煤气作燃料燃烧时，生成SO2和NO2,按65孔焦炉每座焦炉所产生的煤气量计算，每天向大气排放5吨SO2，严重污染大气。 随着环保规定的日趋严格，焦炉煤气脱硫脱氰技术有了很大发展，到目前为止，脱硫脱氰方法及其废液(气)处理已有数十种，本文主要介绍PDS法、HPF 法、FRC法、DDS法、改良ADA法及TH法焦炉煤气脱硫脱氰的方法以及他们之间的比较。 1.2煤气净化技术发展概况 焦炉煤气净化是焦化厂中重要的工艺过程。20世纪50年代初,我国各焦化厂大部分是沿用由前苏联引入焦炉炉型相配套的初冷—洗氨—终冷—洗苯的煤气净化(或称煤气回收) 工艺。自20世纪50年代末起,我国焦化工作者冲破旧的工艺模式,创造性地开发和设计了与我国自行设计的58型焦炉和其他炉型相适应的焦
焦炉煤气脱硫及硫回收工艺分析 (冶金工业规划研究院; Email:dengdpan@https://www.doczj.com/doc/6b6436263.html,) 潘登 摘要：简述了几种具有代表性的脱硫、脱氰工艺，分析了不同工艺特点。介绍 了常用的几种硫回收工艺，并总结了脱硫工艺组合硫回收工艺的原则和方法，为企业选择焦炉煤气净化工艺提供参考依据。 关键词：焦炉煤气，脱硫，硫回收，工艺分析 一．前言 炼焦煤在干馏过程中，煤中全硫的20～45%会转到荒煤气中，荒煤气中的硫 以有机硫和无机硫两种形态存在，有机硫主要有二硫化碳、噻吩、硫醇等，煤气 中95%以上的硫以H2S无机硫形态存在，由于荒煤气中的有机硫含量很少而且在煤气净化洗涤过程中大部分会被除去，因此焦炉煤气的脱硫主要是脱除煤气中的H2S，同时除去同为酸性的HCN。据生产统计焦炉炼焦生产的荒煤气中H2S 含量为2～15g/m3，HCN含量为1～2.5 g/m3。荒煤气中H2S在煤气处理和输送过程中，会腐蚀设备和管道危害生产安全，未经脱硫的煤气作为燃料燃烧时，会生成大量SO2，造成严重的大气污染，同时H2S含量较高的焦炉煤气用在冶炼，将严重影响钢材产品质量，制约高附加值优质钢材品种的开发。出于生产安全，环保要求及煤气有效利用方面考虑，那种五、六十年代老焦化厂采用荒煤气→冷凝鼓风工段→硫铵工段→粗苯工段的无脱硫工段老三段模式与绿色环保的现代生产理念相悖，这样焦炉煤气脱硫已经成为煤气净化不可或缺的重要组成部分。焦炉煤气脱硫，不但环保，而且还可以回收硫磺及硫酸等化学品，产生一定的经济效益。在淘汰落后产能以及清洁生产政策下，对煤气脱硫的要求是越来越高，《焦化行业准入条件》已明确要求焦炉煤气必须脱硫，脱硫后煤气作为工业或其它用时H2S含量应不超过250 mg/Nm3，若用作城市煤气，H2S含量应不超过20mg/Nm3。本文将对焦炉煤气常用脱硫工艺进行介绍，分析不同工艺的特点，同时对硫回收工艺作简要说明。 二．工艺概述 近年来，焦炉煤气脱硫技术经不断发展与完善已日益成熟和广泛应用，脱硫 产品以生产硫磺和硫酸工艺为主。煤气脱硫主要有干法脱硫和湿法脱硫两大类，
SULFIBAN法煤气脱硫工艺 SULFIBAN法即索尔菲班法脱硫工艺,酸性气体制取硫酸,简称MEA法 1 工艺流程和技术特点 1.1 工艺流程 SULFIBAN工艺由脱硫脱氰和硫酸制造两部分组成。脱硫脱氰部分用15％的 单乙醇胺（MEA)作为脱硫剂，在低温条件下吸收焦炉煤气中的H 2S、HCN和CO 2 ， 再用蒸汽解析出溶液中的酸性气体，酸性气体作为制硫酸原料。为减少脱硫液中 的副产物和杂质含量，需将一定量的脱硫液引入再生器中加热再生，所得固体残渣经沉降分离后排出系统外。 从解析塔逸出的酸性气体在燃烧炉内与空气混合，在煤气助燃条件下燃烧生成SO 2 。高温的燃烧废气经废热锅炉回收余热后送入酸冷却塔，用12％～13％的 稀硫酸冷却。然后在脱湿器中用3～7℃的冷冻水间接冷却，以除去SO 2 气体中的水分。再经电除酸器除去酸雾后进入干燥塔，在此用95％的浓硫酸进一步除去 SO 2 气体中的水分。最后，经转化和吸收工序后生产98％浓硫酸。从硫酸吸收塔顶逸出的尾气进入第一除害塔，用pH＝6～6.7的氨水洗涤后送入第二除害塔，废气经清循环水洗涤后排入大气。 1.2 技术特点 (1) SULFIBAN法是以MEA为脱硫剂的脱硫脱氰工艺，可将煤气中的H 2 S脱除到200mg/m3以下，基本可满足钢铁企业对煤气的质量要求。 (2）煤气中的CO 2、COS、CS 2 等杂质与脱硫液中的MEA易生成不能再生的聚 合物，故MEA的耗量较高。解析时所需的蒸汽量也较大。另外，为过滤去除富液中＞10μm、贫液中＞5μm的悬浮粒子，还需消耗一定量的纤维滤芯。 (3) 硫酸装置燃烧炉的炉体结构简单，操作和维护方便。在SO 2 气体净化时， 采用了低温冷却和电除酸雾工艺。用V 2O 5 作为SO 2 转化成SO 3 的催化剂，其转化 效率≥97% 。 SO 3 的吸收效率≥99.5%，硫酸制造工艺成熟。但在装置出现故障时，酸性气体无其他出路，虽可将酸性气体引入一期脱硫装置的脱硫塔中，但对脱硫操作有一定影响。 (4) 煤气中的苯类物质易使MEA溶液发泡，造成系统恶化。大量的氨被吸收 到溶液中后，NH 3可以与CO 2 、H 2 S反应生成（NH 2 ) 2 CS（硫尿），硫尿在热态下又
范守谦（鞍山立信焦耐工程技术有限公司） 1 气体在液体中的溶解度——亨利定律 任何气体在一定温度和压力下与液体接触时，气体会逐渐溶解于液体中。经过相当长的时间，气相和液相的表观浓度不再发生变化，即处于平衡状态。这时，对于不同气体，如果组分在气相中的分压（对单组分气体即为总压）保持定值，则不同气体在液体中的浓度称为气体在液体中的溶解度。该组分在气相中的分压称为气相平衡分压，表示了气相的平衡浓度。 很多气体的液相平衡浓度X与气体的平衡分压P*有定量关系。如：二氧化碳为直线关系，硫化氢和氨只有在较大浓度范围时不呈直线关系，在浓度较小时，可视为直线关系。因此，在一定温度下，对于接近于理想溶液的稀溶液，在气相压力不大时，气液平衡后气体组分在液相中的浓度与它在气相中的分压成正比，即亨利定律。 P* ＝EX 式中的P* 为气体组分在气相中的分压，大气压；X为气体组分在液相中的浓度，分子分数； E 为亨利系数（与温度有关）。 上式经浓度单位换算后可改写为： C ＝HP* 式中的P*为气体组分在气相中的分压，mmHg；C 为气体组分在液相中的浓度，gmol；H为亨利系数，gmol/mmHg。
注：①亨利定律是一个稀溶液定律，它只适用于微溶气体； ②只适用于气相和液相中分子状态相同的组分。如： NH3（气态）? NH3（溶解态） NH3（溶解态）+H2O ? NH4OH ? NH+4 + OH－ 用亨利定律时，应把NH+4的量减去，才能得到水溶液中氨的浓度C氨C氨＝H0P *氨 式中的H0为氨在纯水中的亨利系数，kgmol/(m3·mmHg)。 温度，℃H0 20 0.099 40 0.0395 60 0.017 80 0.0079 90 0.0058 在氨水脱硫过程中 C氨＝H氨·P *氨
焦炉煤气脱硫技术路线、现状及五种工艺对比 焦炉煤气中的硫化物是一种有害物质,若不对其进行脱除,不仅会腐蚀生产设备,而且会带来环境污染，因此焦炉煤气在使用前必须进行脱硫处理。本文对目前国内应用较多的焦炉煤气脱硫技术方案进行介绍，包括PDS法、HPF法、改良ADA法等。通过对这些脱硫工艺在脱硫效果、碱源、成本等方面进行比较，发现PDS法和HPF法因其脱硫效率高、不需要外加碱源、生产流程简洁，被大多数企业所青睐，综合效益最佳。 引言 煤在炼焦生产时一般72%～78%转化为焦炭，22%～28%转化为荒煤气，干煤中含有质量分数为0.5%～1.2%的硫，其中有20%～30%的硫转到荒煤气中，形成有机和无机硫化物。而焦炉煤气中，硫化氢的含硫量占总含硫量的90%以上。焦炉煤气中的硫化氢是一种有害物质，它会对化学产品回收设备和煤气输送管道产生腐蚀。硫化氢含量高的焦炉煤气用于炼钢，会导致钢的质量下降; 用于合成氨生产，会导致催化剂中毒失效和管道设备等腐蚀;用于工业和民用燃料，其燃烧所排放废气中的硫化物会污染环境，对人体健康造成危害。 因此，焦炉煤气不论是用作工业原料还是城市燃气都需要对其进行脱硫净化。煤气脱硫不仅可以改善煤气质量，减轻设备腐蚀，还可以提高经济效益。本文对目前企业中常用的焦炉煤气脱硫方法进行分类介绍，主要对常用的一些湿式氧化脱硫法，包括PDS法、HPF法、改良ADA法等进行分析对比，说明各种工艺的优缺点。 1 焦炉煤气脱硫方法 焦炉煤气脱硫工艺发展至今已经有50余种。虽然工艺数量众多，但是根据反应的接触条件以及催化剂的种类的不同，总体上可以分为两大类: 一类是干法脱硫; 另一类是湿法脱硫。 1.1 干法脱硫 干法脱硫是利用固体吸附剂，例如活性炭、氢氧化铁等脱除煤气中的硫化氢，使煤气中硫化氢的含量达到1～2mg/m3。该工艺在脱硫反应中无液体存在，脱硫
荒煤气脱硫系统 作者：来源：发表时间：2014-8-3 点击：14 工程概述 本项目为新疆金盛镁业镁合金循环经济工业园兰炭项目兰炭尾气（低温干馏煤气） 脱硫工程,工艺技术方案的选择是本着保证产品质量的前提下力求技术水平适度先进合 理、稳妥可靠，降低劳动强度，节约投资，合理布局，减少工程造价，实现环境污染总 量控制，做好洁净生产，以减少对环境污染。本工程设备的选型及设计遵照技术先进、 稳妥可靠、操作方便节能降耗的原则。 脱硫及硫回收 工艺技术方案的选择 脱硫分干法脱硫和湿法脱硫两种，干法脱硫主要以氧化铁、活性炭为主。湿法脱硫主要以栲胶法、改良ADA法、PDS法、HPF法、KCA法及几种催化剂复合法。 干法脱硫的工艺简单，脱硫精度高，当要求煤气净化度较高或煤气处理量较小时采用，但设备笨重，脱硫效率不稳定，随着催化剂使用时间的延长，脱硫能力不断降低，脱硫剂用量大，二次处理困难，对于失效（硫饱和）的脱硫剂，再生成本高，操作难度大，废弃处理，会造成二次污染；脱硫剂更换频繁，劳动强度大，并且容易造成煤气中毒；占地面积大。湿法脱硫具有处理能力大，操作弹性大，脱硫与再生都能连续化，劳动强度小，能回收硫膏（硫磺）等优点，但工艺较复杂，操作费用较高，由于本工程处理煤气量较大，故选用湿法脱硫工艺。 本方案选用以碱源脱除兰炭尾气中的硫化氢的湿式氧化喷射再生脱硫工艺。湿式氧化喷射再生脱硫工艺，是焦化工业目前推行的焦化煤气脱硫新工艺，具有节约能源、工艺顺畅、脱硫效率高、操作平稳等特点。湿法脱硫的催化剂多种多样，各有优缺点，本方案选用我公司研发生产的ISS-J焦炉煤气专用脱硫剂，与我公司的脱硫装置相配套，该催化剂不但能脱除H2S，还能脱除HCN和部分有机硫，具有脱硫效率高、副盐生成少，硫磺回收率高、废液排放量小，不堵塔、脱硫液对设备腐蚀小等优点，得到了广大用户的认可。