焦炉煤气脱硫工艺优化
高和平洪利强
神华蒙西煤化股份有限公司焦化一厂
二○一○年八月三十日
焦炉煤气脱硫工艺优化
高和平洪利强
神华蒙西煤化股份有限公司焦化一厂内蒙古乌海市 016000
摘要
S、HCN及其燃烧产物对大气环境的污染问题日益突出,严重影响了焦焦炉煤气中H
2
化工业的可持续发展,改造现有焦炉煤气净化工艺技术刻不容缓。H
S被吸入人体，进入
2
S 血液后与血红蛋白结合生成不可还原的硫化血红蛋白而使人中毒。生产车间允许的H
2含量小于10mg/m3。综上所述，焦炉煤气必须脱除H
S和HCN。
2
本论文简述了国内外焦炉煤气净化工艺的发展与研究现状，介绍了焦炉煤气脱硫脱氰的几种方法。重点说明了湿式氧化工艺中的PDS法，并介绍了我厂在脱硫生产中遇见的工艺问题及解决方法，并且对工艺和设备进行了部分改造，更有效的脱除了煤气中的H
S。
2
关键词：焦炉煤气；脱硫脱氰；PDS法；脱硫液；碳酸钠；硫磺
第一篇焦炉煤气脱硫脱氰综述
第一章绪论
随着世界范围内环保法规的日趋严格以及环保意识的不断增强，传统的煤气净化技术已不能满足需要，日益显示出资源浪费和环境污染等缺陷。尤其是氨和苯回收率低，高热值煤气未合理利用，因而经济效益差。焦炉煤气中H2S、HCN及其燃烧产物对大气环境的污染问题日益突出，严重影响了焦化工业的可持续发展，改造现有焦炉煤气净化工艺技术刻不容缓。
（1）消除焦炉加热煤气管道的堵塞、腐蚀等问题，改善焦炉加热条件，同时，合理利用焦炉煤气，促进焦炉生产正常化。
（2）确保氨、苯烃及焦炉煤气等资源的合理利用，节能降耗，降低焦炭生产成本，提高企业经济效益。
（3）降低中小型焦化厂生产过程中废水、废气、烟尘和有毒物质的排放量，保护环境。
焦化厂一般由备煤车间、炼焦车间、回收车间、焦油加工车间、苯加工车间、脱硫车间和废水处理车间组成。煤在炼焦过程中约有30~35%的硫转化成硫化氢等硫化物，焦炉煤气中氰化氢含量取决于煤中氮含量和炭化温度，氰化氢主要是氨与红焦、一氧化碳及碳氢化合物反应生成的。硫化物和氰化氢等一起进入煤气中，形成气体杂质。焦炉煤气中一般含有硫化氢5~8g/m3，氰化氢1~2.5g/m3[1]，H2S和HCN是有毒的化合物。H2S被吸入人体，进入血液后与血红蛋白结合生成不可还原的硫化血红蛋白而使人中毒。当空气中H2S达到700mg/m3时，人吸入后立即昏迷，窒息致死。生产车间允许的H2S含量小于10mg/m3。HCN毒性更大，人吸入50mg即可死亡。生产车间允许的HCN含量小于0.3mg/m3。H2S和HCN的水溶液也具有强烈的毒性，水中含HCN达0.04~0.1mg/kg可使鱼致死。工厂排污水要求H2S和HCN含量小于0.5mg/L。
含H2S和HCN的煤气在输送过程会腐蚀设备和管道；作燃料燃烧时，生成SOx和NOx严重污染大气，甚至形成酸雨。城市煤气要求H2S含量小于20mg/m3，HCN含量小于50mg/m3。焦炉煤气用在冶炼优质钢和供化学合成工业用时，对H2S含量的要求更加严格，有的甚至要求小于1mg/m3。
由此可见，焦炉煤气必须脱除H2S和HCN。另外，还可以变废为宝，用其生产硫磺和硫等化工产品。
第二章国内外焦炉煤气净化工艺的发展
2.1 国内焦炉煤气净化工艺的发展
（1）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与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。
（2）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型焦炉和其它炉型相适应的焦炉煤气净化工艺，如改良A.D.A脱硫工艺、氨法脱硫工艺等[2]。
（3）20世纪70年代末以来，我国一些焦化厂配合大容积焦炉的投产，通过与国外厂家联合设计、技术引进等方式，先后采用了AS循环洗涤（氨-硫化氢循环洗涤）脱硫脱氰工艺、FRC脱硫脱氰工艺、克劳斯工艺等国外先进技术，并在设备和材料国产化方面取得了突破性的进展，如我国近年来开发的以焦炉煤气中原有的氨为碱源，以对苯二酚、PDS（酞箐钴磺酸铵）、硫酸亚铁为复合催化剂的脱硫脱氰工艺（简称HPF脱硫工艺）[3]和东北师范大学研究的PDS（酞箐钴磺酸铵）脱硫工艺，都具有国际先进水平，把我国煤气净化的技术和装备推向了国际先进行列。
2.2 国外焦炉煤气净化工艺的发展
国外对焦炉煤气净化工艺进行了较为广泛深入的研究，所应用的不下几十种。但归纳起来不外乎3种类型：干式氧化工艺、湿式氧化工艺和湿式吸收工艺。
干式氧化工艺常见的是氧化铁箱法。氧化铁脱硫最早在德国应用，它是19世纪40年代随着城市煤气工业的诞生而产生的。干式脱硫工艺简单、净化程度高，但工艺及功能的局限性较大，因而制约了其在焦化生产中的应用，一般仅用于那些有剩余煤气须在高压下净化得到符合城市煤气质量的工厂。
湿式氧化法工艺经过长期的发展，从早期比较落后的砷碱法、改良A.D.A法、对苯二酚法等，到现代的TH法、FRC法、PDS法、HPF法等。其中以氨为碱源的湿式氧化法技术发展最快，工艺流程也比较完善。以氨为碱源吸收煤气中的H2S和HCN，吸收液与氧在催化剂的作用下解吸脱硫，脱硫脱氰效率都很高。该法具有代表性的脱硫工艺是PDS法，是通过在氨水中添加催化剂双核酞菁钴磺酸铵作吸收液，吸收煤气中的硫化氢和氰化氢，然后与氧气发生氧化反应解吸脱硫，同时，催化剂也获得再生并循环使用，从而脱除H2S和HCN。
焦炉煤气脱硫脱氰的湿式吸收法有真空碳酸盐法、AS循环洗涤法、代亚毛克斯法等，而以氨为碱源的湿式吸收法目前在国内应用最为广泛，其中最典型的工艺为“氨-硫化氢循环洗涤法”（简称AS循环洗涤法或卡尔斯梯尔法）。本法以含氨23%~25%的氨水洗涤煤气，氨与煤气中的H2S和HCN发
生反应后成为富液，再用蒸汽解吸而得到NH3、H2S、HCN与水蒸气为主要成分的混合气体。该法脱硫效率可达95%，脱氰效率90%。
第三章焦炉煤气脱硫脱氰方法及其工艺特点
3.1 FRC法
湿式氧化法中的FRC法，亦即苦味酸法，是日本大阪煤气公司于20世纪50年代开发的，此法经过几十年的不断改进、完善，现已成熟。FRC法利用焦炉煤气中的氨在催化剂苦味酸的作用下脱除煤气中的H2S，并利用多硫化铵脱除煤气中的HCN。
苦味酸法的特点[4]：
（1）脱硫脱氰效率高，净化后的煤气达到城市煤气标准。煤气经脱硫塔后，硫化氢含量可降到0.02g/m3，氰化氢可降到0.1g/m3。
（2）由于循环液和空气经预混喷嘴进入再生塔，再生空气用量少，仅为理论空气量的1.3倍，因此含氨的再生尾气可直接配入脱硫塔的煤气管道中，不产生公害。
（3）循环液中含悬浮硫少，仅为1g/L左右，所以不会产生设备堵塞的现象。
（4）苦味酸氧化还原反应快，且价廉易得。
（5）苦味酸是爆炸危险品，运输贮存困难。并且因工艺流程长，占地多，投资高等因素，使用受到限制。
3.2 改良A.D.A法[1]
A.D.A法在20世纪50年代由英国开发，60年代得到发展。后经改进在脱硫液中添加了添加剂，对硫化氢的化学活性提高，脱硫效率达99%；脱硫液稳定无毒；对操作条件的适应性强。改进后的方法称作改良A.D.A法。
该工艺是以钠为碱源，以钒作为脱硫的基本催化剂，蒽醌二磺酸钠（A.D.A）作为还原态钒的再生载氧体，适量添加酒石酸钾钠（或少量三氯化铁及乙二胺四乙酸）组成脱硫液，国内比较普遍应用在城市民用煤气净化工艺中。
该工艺存在的主要问题有：悬浮液的硫磺颗粒小，回收困难，易造成过滤器堵塞，有副反应发生，使脱硫液消耗量增大；脱有机硫和氢化氰的效率差；脱硫废液处理困难，国内工业化装置多采用提盐工艺，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，易造成二次污染；有细菌积累；腐蚀严重。
3.3烤胶法[4]
烤胶法在20世纪70年代由我国广西化工研究所等开发。该法是在改良A.D.A法的基础上改进的一种方法，由烤胶代替A.D.A法中的ADA和酒石酸钾钠。该法主要有碱性栲胶脱硫（以橡碗栲胶和偏钒酸钠作为催化剂）和氨法栲胶（以氨代替碱）2种。栲胶是由植物的果皮、叶和干的水淬液
熬制而成，主要成分是丹宁。由于来源不同，丹宁组分也不同，但都是由化学结构十分复杂的多羟基芳香烃化合物组成，具有酚式或醌式结构。
栲胶法有如下特点：栲胶资源丰富，价廉易得，运行费用比改良ADA低；基本上无硫堵塔问题；栲胶既是氧化剂又是钒的配合剂，溶液的组成比改良ADA的简单；栲胶脱硫腐蚀性小；栲胶需要熟化预处理，栲胶质量及其配制方法得当与否是决定栲胶法使用效果的主要因素。
3.4 PDS法[1,2,4,8,9]
PDS法在20世纪80年代由东北师大化学系开发。PDS是脱硫催化剂的商品名称，其主要成分是双核酞菁钴磺酸盐。此类化合物在催化与分子氧有关的化学反应方面具有极其独特的催化性能。目前，在国外尚未有成功采用双核酞箐钴磺酸铵盐进行煤气脱硫的报道。
PDS法的工艺特点：PDS催化剂活性好，用量小，无毒；脱硫脱氰能力优于ADA溶液；抗中毒能力强，对设备的腐蚀性小；易再生，再生时浮出的硫泡沫颗粒大，易分离，硫磺回收率高；催化剂可单独使用，不加钒，无废液排出；脱硫成本只有ADA法的30%左右，有显著的经济效益；脱硫脱氰效率高，适用范围广，能够脱除高硫是PDS技术的突出特点，其中H2S的脱除率可达97%以上，HCN 的脱除率可达95%，且在一定条件下能把HCN转化为碳酸铵。在相应的介质中，此法对有机硫的脱除率在50%以上，且不受气体种类及气体中H2S、有机硫、二氧化碳含量及压力等诸因素的影响。在焦化行业的应用已取得了很大成功，具有很广泛的应用前景。
PDS法煤气脱硫的最大特点是不会发生填料堵塞问题，也就是说，将PDS法用于煤气脱硫时，永远不必清洗塔。PDS法的脱氰作用也不可忽视。在合成氨原料气的脱硫中，使用PDS后，可使脱硫液由剧毒变为微毒。在焦炉煤气的脱硫中，当有氨存在的条件下，脱氰率可高达95%以上，并可将煤气中的氰化氢最终转化成无毒的碳酸铵。
近年东北师大化学系有合成出新型PDS—600脱硫脱氰催化剂（二双核酞菁钴磺酸胺），该催化剂活性比原PDS提高一倍。
3.5 HPF法
HPF法在20世纪90年代由鞍山焦化耐火材料设计研究院和无锡焦化厂合作开发。该法是以煤气中的氨为碱源，以HPF为复合型催化剂的湿式氧化法脱硫。
HPF法的特点：HPF复合型催化剂活性高，脱硫化氢效率高于98%，脱氰化氢效率约为80%；铵盐累积速度慢，废液量少；工艺流程短，催化剂用量少，运行费用低。脱硫液腐蚀严重，前脱硫对煤气初冷操作要求较高，脱硫效果受多数因素影响，因此对系统操作控制要求高。
第四章焦炉煤气脱硫脱氰新技术
4.1 碱源选取
煤气中的硫化氢首先从气相转入液相，再进行一级离解、二级离解，最终发生离子反应。经过实测 [5]25℃下, 一级离解常数为0.91×10-7；二级离解常数为10-15。可见，在液相中主要是以[HS-]形式存在。在此假定：液相中有99%的[H2S]分子离解成[HS-]，即有1%的[H2S]分子尚未离解，仍然是以[H2S]分子状态存在。
故：
[H+]=一级离解常数×[H2S]/[HS-]
计算得：
[H+]为0.19×10-9。
即：
pH=-lg[H+]=9.04
可见，所有脱硫剂、脱硫液的碱度必须控制在pH值为9左右，才能保证液相中的[H2S]分子有99%离解成[HS-]离子。具有这样碱度的试剂有碳酸盐、酚钠盐、氨基酸盐等弱酸盐；氨水、氨基醇、乙醇胺（MEA）、Fe(OH)3等弱碱。因此，所有脱硫剂或脱硫溶液均含有这些试剂，作为其为碱源。4.2 浓硫化氢气体的处理方法
（1）制酸
其流程为：酸气燃烧→炉气直接冷却→稀酸洗涤除SO3→电捕酸雾→SO2转化→浓硫酸吸收SO3→尾气氨水洗涤处理。
（2）“Claus”法制取元素硫
其流程为：浓H2S气体控制燃烧→废热锅炉→换热→转化→冷凝→液硫制片。尾气→直接冷却→返回焦炉煤气负压管线。
4.3 湿式氧化脱硫法的产品
（1）硫粉：砷碱法采用离心机直接获得。
（2）硫磺块：一般湿式氧化法均是此产品，经“熔硫釜”除渣后获得。
（3）硫浆：FR法采用超级离心机或暗流式板框压滤机获得。
4.4 湿式氧化脱硫法的废液处理方法
（1）提晶法
根据盐类的溶解度、结晶相图，一般经过真空蒸发、冷却结晶、离心、洗涤等工序。
（2）氧化法
在高温、高压下进行氧化，使最终产物是硫酸。为减轻腐蚀，一般需要预先添加碱性物质。Hirohax 法是最典型的与Takahax法脱硫相配套的脱硫液处理方法，其产物是硫酸母液。
（3）燃烧法
有掺入煤料去炼焦，有单独焚烧分解、并回收部分碱源物质。
4.5 焦炉煤气脱硫脱氰技术研发方向
（1）催化剂的选取与开发研制复合催化剂，碱源是利用焦炉煤气中的氨。硫磺产物颗粒要大，使分离硫磺比较容易。
（2）脱硫设备的开发如：填料塔、喷杯塔、旋流板塔等。
（3）脱硫液再生设备的开发如：气泡塔、再生氧化槽、文氏管式氧化塔、带预先混合喷嘴的氧化装置。
（4）脱硫液中硫磺产物的提取方法如：离心机、热沉淀法、贝尔过滤器、超级离心机、板框压滤机(暗流式)等。
（5）湿式氧化法的废液处理方法提晶、焚烧、氧化等。
（6）产物硫磺的纯化主要是脱色、除油。
第五章脱硫工艺的选择
焦炉煤气脱硫脱氰的工艺技术非常丰富，对焦炉煤气脱硫脱氰工艺的选择应从以下几点考虑。
（1）根据需要选择脱硫工艺
根据对净化后焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的含量要求，选择相应脱硫效率的脱硫工艺。例如在冶金工厂，焦炉煤气绝大部分用作一般轧钢加热炉的燃料，此时要求硫化氢含量应≤200mg/m3～500 mg/m3，HCN 含量应≤150 mg/m3，因此，选用AS循环洗涤法脱除硫化氢和氰化氢就能满足要求。而当焦炉煤气用作城市煤气、合成气时，则必须选择脱硫效率更高的脱硫工艺，如湿式氧化法中的改良ADA 法、PDS法等。
（2）根据生产运行的经济性
选择脱硫工艺生产运行的经济性包括运行费用、催化剂性质稳定、试剂取给可靠等因素。如PDS 法，利用煤气中的氨作为脱硫剂的碱源，具有运行费用低，催化剂性质稳定，脱硫效率高，无二次污染等。
（3）根据生产管理的科学性和简便性选择脱硫工艺
所选脱硫工艺的流程应当简单紧凑，脱硫介质的腐蚀性要尽可能小，主要设备的结构不应过分复杂，设备制造及维修要容易和方便，设备材质及选型应尽可能立足国内，避免采用价格昂贵的进口材料和设备。要保障生产操作的稳定性和连续性。
（4）根据可持续发展战略和环保要求选择脱硫工艺
综合利用资源和保护环境已成为可持续发展战略的重要组成部分，对于那些“三废”量少且易于治理，硫化氢和氰化氢均得到脱除和处理，又能促进资源综合利用的脱硫工艺，应优先采用。
总的看来，对焦化厂焦炉煤气脱硫脱氰方法的选择问题应作为一个重要课题来加以研究，需要结合焦化厂自身的实际情况，根据对净化后焦炉煤气中H2S和HCN含量的要求，综合考虑，选择合适的净化方法。
各种焦炉煤气脱硫工艺各有优缺点，我国自主研发的PDS法是一种非常有竞争力的方法，它运转成本低，且脱硫脱氰能力强。综合考虑各方面因素，做几个可行的工艺方案，再认真的分析比较，在科学考察论证的基础上选择一种先进合理、运行经济的焦炉煤气脱硫脱氰工艺，对于节约投资，降低生产费用，加强环境保护和资源的综合利用等均有重要意义。
通过以上对焦炉煤气脱硫脱氰工艺方法的比较，总的看来，PDS法是非常具有竞争实力的方法。所以我厂采用PDS法脱硫，下面对我厂的脱硫工艺进行简单介绍。
第二篇 PDS法脱硫脱氰工艺
第一章 PDS法脱硫脱氰概述
PDS法在20世纪80年代由东北师大化学系开发。PDS是脱硫催化剂的商品名称，其主要成分是双核酞菁钴磺酸盐。近年东北师大化学系又合成出新型PDS—600脱硫脱氰催化剂（二双核酞菁钴磺酸胺），该催化剂活性比原PDS提高一倍。
焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢是非常有害的物质，在后续生产过程中对生产设备产生腐蚀、引起催化剂中毒、污染大气环境及影响人类健康，因此，使用前必须首先脱硫脱氰。
在PDS法脱硫脱氰工艺中，使用的催化剂活性高，用量小，无毒；H2S的脱除率可达97%以上，HCN的脱除率可达95%；不会发生填料堵塞；副产品盐类增长速度缓慢，因此，PDS法推广迅速，应用面不断扩大，在焦化行业中的应用取得了很大成功。
1.1 碱源的选择
要脱除H2S和HCN，必须采用有碱性的脱硫液或脱硫剂，我厂脱硫碱源为碳酸钠。
1.2 PDS催化脱硫剂的性质
PDS是脱硫催化剂的商品名称，其主要的成分是双核酞菁钴磺酸盐。酞菁化合物的基本结构如图1-1，其中有两个氢原子可被金属取代，如果取代氢原子的金属具有d空轨道，就可与两个氮原子上的孤对电子形成共价健，从而与酞菁形成稳定的络合物。为了增加催化剂的水溶性和活性，在合成酞菁之前可将原料苯酐磺化，或合成酞菁化合物再磺化处理得到磺化酞菁钴。
图1-1 酞菁化合物的基本结构
酞菁类化合物最明显的特点是带有颜色，酞菁钴为蓝色。酞菁的化学稳定性和热稳定性都较好，在酸、碱介质中不分解，也不变色。酞菁钴四磺酸钠300℃也不分解。在酞菁化合物的苯核上换成亲水基团或其他基团不但可以增加水溶性，还能改变其催化性能。另外酞菁化合物无毒。
1.3 生产工艺原理
PDS 法是气液相催化氧化法脱硫的最新技术，它是由硫化物的催化化学吸收和催化氧化两个子过程构成。,
PDS 同其它脱硫催化剂相比，第一个子过程除具有一般的化学吸收外，还有催化化学吸收；第二个子过程氧化再生，能同时高效的催化氧化无机硫和有机硫化物，这是PDS 法同其他方法的根本区别。
在脱硫塔内，煤气与脱硫液逆流接触过程发生吸收反应和催化化学反应。 吸收反应：
NH 3+H 2O NH 3.
H 2O
NH 3.H 2O+H 2S NH 4HS+H 2O NH 3.H 2O+HCN NH 4CN+H 2O NH 3.H 2O+CO 2
NH 4HCO 3
NH 3.H 2O+ NH 4HCO 3(NH 4)2CO 3+ H 2O NH 3.
H 2O+ RSH RSNH 4+ H 2O 2NH 3.H 2O+COS (NH 4)2CO 2S+H 2O 2NH 3.H 2O+CS 2
(NH 4)2COS 2+H 2O
催化化学反应：
NH 4HS+NH 3.
H 2O+(x-1)S PDS
???→←???
(NH 4)2S x +H 2O NH 4HS+NH 4HCO 3+(x-1)S PDS
???→←???(NH 4)2S x +CO 2+H 2O NH 4CN+(NH 4)2S x PDS
???→←???
NH 4CNS+(NH 4)2S x-1 在再生塔内，进行催化再生反应：
NH 4HS+1/2O 2PDS
???
→S+NH 3.
H 2O (NH 4)2S+1/2O 2PDS
???
→S+2NH 3.
H 2O (NH 4)2S x +1/2O 2+H 2O PDS
???
→S x +2NH 3.
H 2O 2RSNH 4+1/2O 2+H 2O PDS
???
→RSSR+2NH 3.
H 2O (NH 4)2CO 2S+1/2O 2PDS
???
→S+(NH 4)2CO 3 (NH 4)2COS 2+1/2O 2PDS
???
→S 2+(NH 4)2CO 3 副反应主要有：
2NH4HS+2O2→(NH4)2S2O3+H2O
2(NH4)2S2O3+2O2→(NH4)2SO4+2S↓
(NH4)2S x+NH4CN→NH4SCN+(NH4)2S x-1
1.4 生产工艺流程
回收苯族烃后的煤气进入脱硫塔下部，与从塔顶喷洒的脱硫液逆流接触，脱除硫化氢和氰化氢后的煤气，从塔顶经除沫器排出，得到的净化煤气去硫铵合成工段。
脱硫液从脱硫塔塔底经液封槽，通过脱硫液泵打入溶液循环槽，再用脱硫液循环泵送至加热器（夏季则为冷却）控制温度约40℃后进入再生塔下部，与同时送入再生塔下部的压缩空气自下而上并流上升。脱硫液被空气氧化再生后，经液位调节器返回脱硫塔循环使用。
浮于再生塔顶部扩大部分的硫泡沫，利用位差自行流入硫泡沫槽。硫泡沫槽内温度控制在70~80℃，在机械搅拌下澄清分层，清液进入清液槽，硫泡沫经硫泡沫泵送入熔硫釜。满釜后加热升温至90~95℃，分出的清液由熔硫釜顶部排出至清液槽，清液排尽后继续向釜内加料，满釜后升温，排出清液，反复操作至硫膏（含硫约40%~50%）几乎满釜时停止加料，然后将硫膏加热升温至135℃左右，使之成为熔融硫，将其从熔硫釜底部放入硫磺冷却盘，自然冷却后即成为产品硫磺。
PDS法工艺流程框图如下图所示：
神西煤化焦化一厂脱硫工段工艺图来自粗苯工段的煤气高岭土 回炉
1.5 影响因素及其控制
（1）脱硫塔的操作温度
温度对PDS催化剂氧化H2S和RSH的影响不大，对COS和CS2则有一定的影响。工业应用结果表明，操作温度在70~82℃范围内脱硫效率未见明显提高，反而使酸性气体蒸汽压增大，对操作不利。采用40~50℃的温度脱硫较为适宜。
（2）脱硫液的PH值
脱硫效率与脱硫液的PH值成正比，但pH>10时，副反应生成的硫代硫酸盐增加，碱耗增加。pH 值低，虽然可以提高生成单质硫的选择性，但会降低吸收硫化物的速度和脱硫液的硫容量。一般pH 控制在8.0~9.0范围较为适宜。
（3）PDS浓度
PDS的催化活化能为25.5kJ/mol，而酶的活化能为33.46~50.18kJ/mol，比酶的活性还要高，因此PDS催化剂氧化再生速度快，应用浓度低，一般控制在1~3mg/L，便可达到满意的效果。由于浓度低，操作时应特别注意及时均匀的向系统中补加由硫泡沫带走的PDS。
（4）停留时间
气体在脱硫塔内的停留时间与空塔速度有关。实践证明，气体在脱硫塔内的停留时间以12s为宜，相应的空塔速度为0.8~1.5m/s。脱硫液在塔内的停留时间应保持3~5min。这是因为PDS的硫容量高，再生速度快，当气体中有微量氧时，可达60%~70%的再生率，延长在塔内的停留时间可以减轻再生塔的负荷，同时也降低了循环量，节省动力消耗。
（5）再生时间
脱硫液在再生塔的停留时间，与再生塔内的传质速度有关。实践证明，8~15min的再生时间能满足要求。操作中应控适当的液位高度，及时地分出硫泡沫。
（6）碱性条件
碱度大小视脱硫气体中硫的含量而有所波动。实践证明，在常压、低硫、低CO2的情况下，采用0.2~0.4mol/L的碱度脱硫为宜；加压、高硫、高CO2的情况下，采用0.4~0.6mol/L为宜。从减轻对设备腐蚀和脱有机硫考虑，氨优于纯碱。
（7）煤气中的氨硫比
脱硫液中的氨是由煤气供给的，因此煤气中的氨含量直接影响脱硫效率。一般煤气中氨硫质量比大于0.7时，可以保证循环液中含氨达到4~5g/L，这样可以获得较好的脱硫效率。否则将含氨（质量分数）10%~12%的氨水加入溶液循环槽。
（8）脱硫液中盐类的累积
由催化再生反应可见，(NH4)2S可以生成S和NH3.H2O，故脱硫液中NH4CNS的增长速度受到抑制，盐类累积速度缓慢。但盐类浓度若超过250g/L，将影响脱硫效率。因此生产中定期排出少量废液送往配煤厂，用于配煤炼焦。
1.6 工艺要点
（1）粗煤气进入脱硫塔的温度低时，反应速度慢；进塔温度高时，则会增加副反应速度。因此，一般取粗煤气进脱硫塔温度为30~40℃。
（2）脱硫溶液的pH值若小于8.5，则反应速度较慢；pH值太高，则副反应增加，碱耗量增多，硫在脱硫塔内析出速度也加快，易造成堵塔。
（3）脱硫塔溶液温度高于粗煤气进塔温度5~10℃是系统水平衡的需要。
（4）熔硫釜放完硫后的溶液，不宜排入下水道，应放入清液槽回收使用。
（5）为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果，排出少量废液定期送往配煤厂用于配煤炼焦。
第二章我厂脱硫工段常见问题及解决方法
2.1脱硫塔、再生塔堵塞
造成脱硫塔和再生塔填料、塔板堵塞，是硫膏和副盐的堵塞共同引起的，分为硫堵和盐堵。2.1.1硫膏堵塞
硫膏堵塞主要是由于再生槽液位没有控制好，硫泡沫未能及时从再生系统中分离出来，当然我厂再生塔液位调节器不好使用，不便于液位的有效控制使系统内硫膏在一些死角等部位沉积，时间长了形成的硫膏堵塞。
2.1.2盐堵
再生塔塔板堵塞问题主要是副盐（盐堵）引起的，副盐的产生又主要是再生时温度局部过高带来的结果，在再生时加入的空气不足，不足以使泡沫迅速将形成的副盐随硫泡沫分离出系统，而这些副盐只好在空气流速小的再生塔塔板部位率先沉积，造成塔板逐步堵塞日趋严重。再生效果差，是造成脱硫塔和再生塔堵的一个共同原因，溶液再生效果的好坏主要靠吸入的空气量，吸入的空气足够有利于HS-的完全氧化成单质硫；有利于使再生形成的单质硫从溶液中浮选分离出去。因此，一定要确保吸入的空气量。对于气源杂质进入脱硫系统，也是再生塔塔板堵塞的一个原因，应引起高度的重视。
2.1.3再生塔硫泡沫少的问题
2.1.
3.1溶液再生加入空气量控制不好
溶液再生加入空气量控制不好再生时空气加得过大使溶液翻滚相当厉害，形成的硫泡沫相互撞击而破碎，不仅不利于硫的浮选，而且形成的硫颗粒小，不利于过滤；再生时空气吸入过小，使溶液中大气泡少，这些大气泡穿过塔板分解成的小气泡当然也少，这样溶液中再生出来的悬浮硫聚集在气泡上的机会减少，使溶液中悬浮硫升高，而从系统中分离出来的硫自然而然就少。
2.1.
3.2溶液再生温度高低的影响
温度过高HS-的氧化析硫速度明显增加，单质硫的析出结晶过程中，其晶核形成速度大于结晶成长速度，再生液中将形成大量细小的硫晶体，影响单质硫的聚合、浮选，反之，温度过低，HS-的氧
既满足了生产需要又节约了设备投资。
总结
我厂脱硫工段在生产过程中不断学习先进技术，不断改进工艺，设备，生产系统处在有条不紊的状态中运转。脱硫后的煤气指标达到国家要求。
参考文献
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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/6617632995.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。