真空碳酸钾脱硫工艺的介绍

真空碳酸钾脱硫工艺的介绍摘要：本文筒要介绍了马钢新区焦炉煤气净化系统的工艺流程、详细介绍了真空碳酸钾脱硫单元和克劳斯产元素单元的工艺流程、主要参数、主要设备及其工艺特点。

1 概述马钢新区焦炉煤气净化系统是与2×70孔7.63m大容积焦炉（年产干全焦220万吨）相配套，煤气处理量为13万m3/h，采用的脱硫、脱氰、脱氨工艺为喷淋饱和器生产硫铵、真空碳酸钾脱硫、克劳斯生产元素硫工艺（简称真空碳酸钾工艺），下面对此工艺进行介绍。

2工艺流程煤气净化工艺由冷凝鼓风、硫铵、终冷洗苯、脱硫、硫回收、粗苯蒸馏等单元组成，其工艺流程见图1，在此主要介绍脱硫单元和硫回收单元的工艺流程。

2.1 脱硫单元脱硫单元的工艺流程见图2:来自洗苯塔后的煤气先经过分离器除去从洗苯塔夹带的油滴，然后进入脱硫塔，煤气温度约在27℃，压力约为9kPa。

脱硫塔下部填充聚丙烯鲍尔环填料，吸收剂是再生塔底来的贫液（K2CO3溶液），贫液在聚丙烯鲍尔环填料顶部喷洒，煤气自下而上与贫液逆流接触，煤气中的H2S、HCN、CO2等酸性气体被吸收，其主要反应为：2KOH＋C02＝K2CO3＋H2OK2CO3＋H2S＝KHS＋KHCO3K2CO3＋CO2＋H2O=2KHCO3K2CO3＋2HCN=2KCN＋CO2＋H2O为了进一步降低焦炉煤气中H2S含量,在脱硫塔上部增加了一个NaOH溶液洗涤段。

在该洗涤段，将50% (wt.％）NaOH溶液用软水稀释到5％用来洗涤经K2CO3溶液喷淋后的焦炉煤气中的H2S,5％的NaOH溶液在NaOH溶液洗涤段使用后，送往蒸氨塔分解固定铵盐。

脱硫后的净煤气去用户。

脱硫塔底得到的富液通过泵先送入碱液循环槽，再经富液／贫液换热器与再生塔底出来的热贫液换热后，由顶部进入再生塔再生，再生塔内装有聚丙烯鲍尔环填料，再生塔在真空低温下运行，富液在塔底再沸器内由热源间接加热，使酸性成分解吸，其反应如下：2KHCO3＝K2CO3＋CO2＋H2O2KHS＋CO2＋H2O＝K2CO3＋2H2SKCN＋KHCO3＝K2CO3＋HCN富液解吸所需的热量由一台蒸汽再沸器和两台热水再沸器提供，每台再沸器提供所需热量的50%。

燃料与化工Fuel & Chemical Processes2021年3月第52卷第2期45真空碳酸钾法脱硫工艺问题分析及改造杨志军(宝武集团厂东韶钢松山股份有限公司，韶关512123)摘要：介绍了韶钢焦炉煤气真空碳酸钾脱硫工艺，结合生产实际情况，分析了脱硫效率偏低、脱硫液变质、脱硫废液处理困难等问题，从原料控制、生产操作及工艺等方面，采取了相应的改进措施，稳定和提高了脱硫效率。

关键词：真空碳酸钾；脱硫效率；问题分析；改造中图分类号：X784 文献标识码：B 文章编号：1001-3709 (2021) 02-0045-03Analysis for problem in vacuum potash desulfurizationprocess and its improvementYang Zhijun ( Shaoguan Iron & Steel Co., Ltd., Baowu Group , Shaoguan 512123 , China)Abstract : This paper introduces the vacuum potassium desulfurization process in Shaoguan CokingPlant. Based on actual production , operating problems are analyzed , such as low desulfurizationefficiency , desulfurization liquid deterioration , and hard treatment for the desulfurization liquid , etc. • Improvement measures are also taken in aspects of feedstock control , operation and process flow so that the desulfurization efficiency can be stabilized and improved.Key words : Vacuum potash carbonate ； Desulfurization efficiency ； Problem analysis ； Improvement韶钢焦炉煤气脱硫采用真空碳酸钾法脱硫工 艺，该工艺应用广泛,具有投资省、运行成本低、副产物少的优点。

碳酸钾脱硫新工艺探讨概要：经过改进，消除煤气洗油夹带、脱硫再生系统设备腐蚀（含Fe3+）及酸气负压系统漏气对脱硫液的影响后，本焦化厂的脱硫液质量有明显改善，脱硫液呈淡黄色，表面偶尔有油镜，没有结晶或其他明显沉淀物，煤气脱硫效果有大幅度的攀升。

塔后煤气含硫平均能降至175mg/m3，脱硫效率达96%。

焦化厂焦炉煤气脱硫净化技术是采用真空碳酸钾（H2S-CO2-K2CO3溶液体系）脱硫工艺，该法用于气体选择性脱除H2S多，原料气在填料吸收塔内用贫碳酸钾水溶液吸收，吸收时只有少量CO2被同时脱除，而H2S几乎全部被吸收的特点。

设计要求是脱硫塔后煤气中H2S含量在200mg/m3 以下。

1 真空碳酸钾脱硫工艺介绍真空碳酸钾（H2S-CO2-K2CO3溶液体系）脱硫工艺时基于吸收——解析的原理，即用碳酸钾溶液吸收焦炉煤气中的H2S和HCN，吸收H2S，HCN和CO2的溶液循环到再生塔，反应生成KHS溶液经再生析出酸性气体。

1.1 吸收过程洗苯后煤气经过油捕雾器后进入脱硫塔，与28℃脱硫贫液在花环填料上逆流接触，煤气中的H2S、HCN和CO2等酸性气体被吸收；其主要反应如下：K2CO3+H2S→KHCO3+KHS，K2CO3+2HCN→2KCN+CO2+H2O，K2CO3+CO2+H2O→2KHCO3脱硫塔上段以NaOH溶液循环喷洒，进一步降低煤气中的H2S。

1.2 解析过程吸收了酸性气体的脱硫液称为富液，在富液槽中与连续补充的KOH反应后与再生塔底来的热贫液换热，进入再生塔。

真空低温下（约20Kpa，60℃），在拉鲁环填料上富液与再生塔底上升的贫液蒸汽（由再沸器蒸汽间接加热贫液产生）接触，解析得到H2S、HCN等酸性气体：KHS+KHCO3→H2S+K2CO3，KCN+KHCO3→HCN+K2CO3，2KHCO3→CO2+K2CO3+H2O再生塔出口酸性气体经冷凝冷却至25～33℃、气液分离后，由液环式真空泵送往湿法制酸装置；酸汽冷凝液由气液分离器自流至真空冷凝液槽，大部分送至富液槽循环使用，小部分作为废液外排以降低副盐浓度。

真空碳酸钾脱硫工艺的优化研究作者：李冠男来源：《神州·上旬刊》2018年第10期摘要：真空碳酸钾脱硫工艺涉及到大量的化学用品，操作人员需要具备专业的化学知识，才能准确掌握流程每一步的反应条件以及产物的再应用。

从实践反馈来看，真空碳酸钾脱硫装置在工艺和设备上都存在一定的问题，需要采取针对性措施加以改进和优化，从而提高脱硫效果。

本文以鞍山盛盟煤气化有限公司焦炉煤气脱硫净化技术为例，探究真空碳酸钾脱硫工艺的优化方法。

关键词：真空碳酸钾脱硫工艺；优化研究真空碳酸钾脱硫工艺是鞍山盛盟煤气化有限公司焦炉煤气脱硫净化技术的核心内容，常用于气体选择性脱除H2S，位于填料吸收塔内的原料气用贫碳酸钾水溶液进行吸收，该过程伴随有少量CO2被脱除，且H2S几乎被全部吸收。

具体应用时要求脱硫塔煤气中H2S的含量低于200mg/m3。

一、真空碳酸钾脱硫工艺概述（一）原理介绍真空碳酸钾即H2S-CO2-K2CO3溶液体系，该脱硫工艺的原理在于“吸收-解析”，分别是指用碳酸钾溶液吸收焦炉煤气中的H2S、HCN和CO2的溶液并循环到再生塔，在发生化学反应生成KHS溶液后再析出酸性气体。

（二）过程分析真空碳酸钾脱硫工艺包括吸收和解析两个过程。

在吸收过程中，煤气在洗苯后经过油捕雾器进入脱硫塔，与位于花环填料上的28℃脱硫贫液进行逆流接触，此时煤气中的H2S、HCN 和CO2等酸性气体被吸收，同时脱硫塔上段以NaOH溶液循环喷洒，使得煤气中的H2S被进一步降低；在解析过程中，用富液代指吸收了酸性气体的脱硫溶液，富液在富液槽中会与连续补充的KOH发生化学反应，然后与从再生塔底中导入的热贫液进行换热，最后流入再生塔。

这一过程在真空低温环境下进行，两种液体接触可解析出H2S、HCN等酸性气体。

（三）特点概括整个真空碳酸钾脱硫工艺的特点可概括为5各方面：第一，真空解析法的适用操作温度仅为50-60℃，且操作系统中氧含量极少，因此发生副反应的速度较慢，生成的废液也相应较少；第二，由于该流程在低温低压条件下进行，故对设备材质要求不高；第三，经脱硫生成的硫氰酸盐在解析塔中分解为碳酸盐溶液和酸性气体，前者返回到吸收系统可循环使用以降低碱的消耗；第四，该工艺流程有效利用了荒煤气热源，能源消耗较少；第五，只采用KOH作为脱硫剂，不仅反应速度快、活性高，且H2S、HCN的脱硫、脱氰效率高。

国内第一套应该是：河南安阳的真空碳酸钠法脱硫工艺，全日本进口的，据说这几年运行效果不错；第二种是从国外引进的技术，分真空碳酸钾法脱硫制酸（记得鲅鱼圈、河北邯宝、武钢好像是这个工艺）和生产硫磺（马钢、鞍钢）；第三种为国内鞍山焦耐院设计的国产化真空碳酸盐法工艺（宝钢梅山和河北邯郸）。

真空泵的作用，类似煤气鼓风机，既需要真空度也需要酸气输送！真空碳酸钾法煤气脱硫（1）工艺流程简介从硫铵工段来的煤气，首先进入终冷塔冷却，再进入洗苯塔洗苯。

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，其主反应如下。

H2S＋K2CO3→KHS＋KHCO3HCN＋K2CO3→KCN＋KHCO3CO2＋K2CO3＋H2O→2KHCO3K2CO3＋2HCN=2KCN+CO2+H2O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，由顶部进人再生塔再生，再生塔在真空（13.3～20.0kPa）低温（50～60℃）下运行。

因脱硫和再生系统均在低温低压下运行，腐蚀性低，对设备材质要求不高，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，其反应如下：KHS＋KHCO3→H2S＋K2CO3KCN+KHCO3→HCN+K2CO32KHCO3→CO2+K2CO3+H2O再生塔的热源来自循环热水，故不需外加蒸汽，节省了能源。

再生后的贫液经贫富液换热和冷却器冷却后，由顶部进入吸收塔循环使用。

再生塔顶出来的酸性气体进入冷凝冷却器，除水后经真空泵将酸性气体送至硫回收工段。

脱硫塔后的煤气去煤气用户。

部分HCN在洗涤过程中与氧和铁氧化物的反应生成KCNS和K4Fe(CN)6等盐类，为避免这部分盐类在脱硫液中的累积，必须外排部分脱硫液。

为保证净化后煤气中的硫化氢含量小于0.1g/m3，真空碳酸钾法采用两段吸收和两段再生的方式，其脱硫液流程见图1。

真空碳酸钾脱硫工艺详解一、引言在工业生产中，硫是一种常见的元素，它在燃烧过程中会生成二氧化硫，对环境造成严重污染。

因此，开发有效的脱硫技术对于环境保护具有重要意义。

其中，真空碳酸钾脱硫工艺是一种有效的湿法烟气脱硫技术，它利用碳酸钾溶液作为吸收剂，通过化学反应将烟气中的二氧化硫转化为硫酸盐，从而达到脱硫的目的。

二、真空碳酸钾脱硫工艺原理真空碳酸钾脱硫工艺主要是利用碳酸钾与二氧化硫的化学反应，生成硫酸钾和二氧化碳。

在真空条件下，反应的速度和效率都会得到显著提高。

具体反应方程式为：SO2 + K2CO3 + H2O → K2SO4 + CO2三、真空碳酸钾脱硫工艺流程1. 烟气预处理：首先，烟气需要经过除尘和冷却处理，以去除烟气中的颗粒物和降低烟气温度，以满足后续脱硫工艺的要求。

2. 吸收塔反应：经过预处理的烟气进入吸收塔，与塔内的碳酸钾溶液进行接触反应。

在这个过程中，烟气中的二氧化硫被碳酸钾溶液吸收，生成硫酸钾。

3. 真空蒸发结晶：反应后的溶液进入真空蒸发器，通过真空蒸发的方式将溶液中的水分蒸发掉，使得硫酸钾结晶出来。

4. 硫酸钾回收：最后，通过离心分离等方式将硫酸钾晶体从母液中分离出来，得到纯净的硫酸钾产品。

四、真空碳酸钾脱硫工艺的优点1. 脱硫效率高：真空碳酸钾脱硫工艺的脱硫效率可以达到90%以上，远高于传统的石灰石-石膏法。

2. 能耗低：由于反应在真空条件下进行，可以显著降低能耗。

3. 无二次污染：该工艺生成的副产品硫酸钾可以作为肥料使用，无二次污染。

五、总结真空碳酸钾脱硫工艺是一种高效、环保的脱硫技术，具有广阔的应用前景。

然而，该工艺也存在一些问题，如设备投资大、运行成本高等，需要进一步的研究和改进。

真空碳酸钾脱硫的分析1 真空碳酸钾法脱硫工艺特点1）脱硫脱氰效率高，塔后H2S可达到200mg/m³.2）脱硫剂采用KOH（2KOH+CO2=K2CO3+H2O），活性高，反应速度快，相应地主要设备规格小，投资省。

同时，脱硫剂消耗少，成本低，操作简单。

3）富液再生采用真空解析法，操作温度低，腐蚀性弱，因而吸收塔、再生塔等设备材质为碳钢，投资省4）因系统中氧含量少副反应速度慢，生成的废液非常少，碱耗低。

5）脱硫废液可送至剩余氨水槽中，经蒸氨、生化处理。

6）富液再生采用了真空解吸法，系统操作温度低，吸收液再生用热源可由荒煤气供给，节能效果好；对设备材质的要求也随之降低，大部分设备可采用碳钢制作。

7）脱硫塔上段加入分解剩余氨水中固定铵盐所需的碱液（NaOH），进一步脱除煤气中的H2S，起到一种原料二种用途的目的。

2 存在问题及处理方案2.1 脱硫液变黑在脱硫的开工初期，脱硫液迅速变黑，一个月后，脱硫液已经呈现酱黑色，无法进行总k+和游离k+的测定，严重制约脱硫的生产，煤气后的H2S含量在只能维持在500mg/m³左右。

经过分析，致使脱硫液变色的可能的因素有三种：1）、煤气中夹带的洗油、焦油带入脱硫液中。

2）、再生塔不严，使脱硫液接触到空气，生成大量的副盐，如赤血盐：K3Fe（CN）6等。

3）、开工初期，系统内铁锈等杂质较多。

我们分别采取了脱硫液和苯的实验以及脱硫液和FeSO4的实验，在脱硫液和苯的试验中脱硫液中的苯清澈透明，无洗油或焦油被萃取到苯中。

号脱硫液中不含有洗油或焦油。

在脱硫液和FeSO4的实验中，生成Fe（OH）2沉淀，证明了K3Fe（CN）6的大量存在。

铁氰化钾硫酸亚铁硫酸钾膝氏蓝证明了脱硫液中有大量的副盐生成，说明了整个系统中存在着漏气之处，使脱硫液和铁发生反应，生成大量的赤血盐等物质，找到了原因，我们开始对再生塔进行检查，发现了法兰连接处的2处泄露，我们对脱硫系统进行了停工处理，对再生塔进行了补焊，补焊后对再生塔及相连的管道保压24小时，把脱硫液进行了全部换液，并把再生塔和脱硫塔用软水进行冲洗，冲洗后，对脱硫系统重新开工，开工后，脱硫液的颜色明显好转，脱硫液呈现正常的淡黄色。

真空碳酸钾脱硫工艺的选择在炼焦过程中，煤中硫份的大约30%进入煤气系统，使得焦炉煤气中含有4～10g/ m3的硫化氢。

含有硫化氢的煤气作为燃料燃烧时，会生成大量硫氧化物，造成严重的大气污染。

大型企业由于焦炉煤气处理量大，多采用湿式脱硫技术，因反应机理不同，划分为湿式氧化工艺和湿式吸收工艺。

湿式氧化工艺以钠或煤气中的氨为碱源，采用不同的添加剂作催化剂从煤气中吸收硫化氢，并通过再生系统将其氧化生成单质硫。

工艺的最大优点是脱硫效率高，尤其适合高硫煤气的净化。

但其不足之处是，在氧化过程中，富集硫的脱硫液与空气接触，发生较强的副反应，生成大量硫氰酸盐、硫代硫酸盐和硫酸盐等化合物。

这些盐类在脱硫液中达到一定浓度时，将降低煤气脱硫效率，加剧设备、管道的腐蚀，所以需要及时从系统中排出。

但含盐溶液的处理工艺较为复杂，通常存在着建设投资高、运行成本高、维修量大、经济性差等缺点。

湿式吸收工艺以钾、钠、氨等碱性物质作吸收剂从煤气中吸收硫化氢，再通过解吸系统还原为含有硫化氢的酸性气体。

借助制酸技术或克劳斯工艺，将酸性气体转化生成硫酸或优质硫磺产品。

工艺的优点是较少生成难于处理的盐类化合物，产生的酸性气体易于加工转化为化工产品。

但其不足之处是，相对湿式氧化工艺而言，脱硫效率较低。

目前我国已经建成（包括引进的）煤气净化系统采用的具有代表性的湿法脱硫工艺有以下几种：在脱硫工艺方案的选择论证上，应遵循国家相关的节能减排和循环经济政策，根据项目的总体需求，选择合理、有效的焦炉煤气脱硫工艺，以达到技术先进、节能降耗、清洁生产的最佳组合。

随着炼焦煤资源的紧缺，炼焦配合煤硫份逐步增加，因此，高硫煤气的脱硫技术选择尤为重要，应确保为下游企业连续、稳定地提供优质煤气，使项目在整体运行上，达到产品品种优异、性价比高、竞争力强的总体目标。

一、TH法脱硫TH法脱硫工艺为宝钢一期工程从日本新日铁公司成套引进，它由TAKAHAX法脱硫脱氰和HIROHAX法废液处理两部分组成。

真空碳酸盐法脱琉技术真空碳酸盐法脱琉技术是根据我国焦化行业的特点，综合考虑项目投资、环保和市场情况，并针对不同的用户对煤气净化指标的不同要求，开发出的一种新的煤气脱硫技术的组合。

本文还将循环氨水脱硫脱氨工艺和真空碳酸盐法脱硫技术工艺进行了综合比较和分析。

1、两种煤气净化处理工艺的选择。

采用传统的焦化技术生产的荒煤气在送往钢铁厂或作为城市用煤气前须进行净化处理，去除苯、萘、氨和硫化氢等。

其中，苯必须去除，以防燃烧时形成油烟（积碳）；去除萘以避免管道堵塞；去除氨以防止腐蚀；去除硫化氢是因环保要求及避免腐蚀。

焦炉煤气中含有的组分可生产各种原料。

选择脱硫工艺的最重要的因素是氨的使用。

采用硫铵工艺的脱硫组合如图1所示；采用非硫铵工艺的脱氨脱硫组合如图2所示。

在不需要进一步生产氨产品的情况下，最简单的煤气净化方法是采用循环氨水脱硫脱氨工艺，在洗涤塔中同时脱除NH3和H2S,生产的酸汽在克劳斯炉发生反应，氨分解成氮气和氢气，硫化氢转化成硫。

目前，有几种技术可用氨直接生产硫铵，其中饱和器法最常用，即在一个浸液式饱和器中加入硫酸，使其与煤气中的氨直接反应生成硫酸铵。

脱氨后的无氨酸汽是真空碳酸盐脱硫工艺的理想原料，除选用克劳斯工艺生产的硫磺外，从真空碳酸盐的酸汽中生产硫酸是最合理的工艺。

2、氨水循环脱硫脱氨技术。

脱硫脱氨和单系克劳斯系统的流程如图3所示。

正常情况下，洗氨塔和脱硫塔设在风机后面、洗苯塔前面。

在解吸系统中，富液与从焦油和氨水处理装罝过来的剩余氨水被直接蒸汽汽提，被脱除的NH3和H2S,后续的克劳斯系统(图1、2中为克劳斯系统）进行处理，尾气被循环到煤气初冷器前面的煤气管道。

这样的工艺组合可防止煤气净化系统的有害气体排到大气中。

2.1氨水循环脱硫脱氨工厂。

脱硫脱氨工艺（CydaSulf)流程如图4所示。

由于采用波纹孔板填料使洗涤塔尺寸减小，使得洗氨塔能够放置在脱硫塔的上面，终冷段放在脱硫塔的下部，并与脱硫塔合成为1个塔。

真空碳酸钾法脱硫工艺特点及生产问题的应对措施作者：朱忠文来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第07期摘要：真空碳酸钾法脱硫是一种湿式吸收法脱硫脱氰工艺，有脱硫效率高、产生的废液少等特点，得到了广泛的应用，2010年投产后，出现了负压段阻力大，真空泵易堵塞，脱硫液复盐含量高等问题，导致脱硫效率低，严重的影响了生产的稳定高效，韶钢焦化厂通过长期摸索并深入分析此工艺的特点，结合生产实践，解决了韶钢焦化脱硫工序长期生产不稳定，脱硫效率低等问题。

关键词：真空碳酸钾法脱硫；脱硫液1 简述真空碳酸钾法脱硫工艺在脱硫塔内吸收H2S、HCN，CO2等酸性气体的脱硫液（富液）与在再生塔内经过解析后的脱硫液（贫液）换热后，进入再生塔解析，再生系统设有再沸器，在此蒸汽与再生塔底部的脱硫液换热，为再生系统内脱硫液解析提供热源。

解析后的脱硫液至脱硫塔循环使用。

真空碳酸钾法脱硫其主要工作原理为以下3个可逆反应：①通过分离反应场所，提供反应有利条件，实现高效的脱硫和解析；②在脱硫塔内为正压放热反应，塔内为正压低温吸收环境，吸收煤气中的酸性气体；③在再生塔内真空条件下，塔内为负压（-85kPa）加热（60℃）高温环境，吸热解析出酸性气体。

2 工艺特点分析2.1 工艺特点在进脱硫塔的煤气纯净，不含杂质，再生脱硫系统不存在氧气的理想条件下，其工艺特点有：①脱硫塔下段为K2CO3脱硫脱氰，上段设NaOH碱洗段，二次吸硫，煤气脱硫脱氰效率高；②由于是化学吸收，在脱硫塔内是正压低温吸收，所以有利于向吸收方向进行，反应速度快。

同时，通过解析的脱硫剂可循环使用，消耗少，成本低；③再生塔内负压（-85kPa）加热（60℃）解析，反应有利于向解析方向进行，解析效率高；④废液量较少，无需增加系统处理，可直接送至蒸氨；⑤腐蚀性弱，脱硫再生系统主体设备均为碳钢，投资省。

2.2 现实工况条件下的影响因素在现实工况条件下，跟踪分析发现，有以下几个因素对真空碳酸钾法脱硫影响较大：①煤气杂质多时，特别是油类物质对脱硫剂的变质及消耗较大。