焦?fàn)t煤氣濕法脫硫脫氰工藝進(jìn)展

車俊龍

摘要：焦?fàn)t煤氣是指煉焦用煤在煉焦?fàn)t中經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)生成焦炭、焦油產(chǎn)品時(shí)伴隨生成的可燃性氣體。焦?fàn)t煤氣中包含硫化氫、氰化氫等有害物質(zhì)，不僅會(huì)腐蝕設(shè)備，導(dǎo)致催化劑中毒，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，威脅人們的生命健康。因此，在使用焦?fàn)t煤氣前需要去掉其中的有害物質(zhì)，即脫硫脫氰。本文主要對(duì)焦?fàn)t煤氣濕法脫硫脫氰工藝原理和典型濕法脫硫工藝進(jìn)行了闡述，以供參考。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣;脫硫脫氰;濕式氧化法

焦?fàn)t煤氣是重要的中高熱值氣體燃料，既可用于鋼鐵生產(chǎn)，也可供城市居民使用。焦?fàn)t產(chǎn)生的荒煤氣中含有許多種雜質(zhì)，需要進(jìn)行凈化。凈化不僅是回收煤氣中的苯、萘、焦油等有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品，更重要的是脫除硫化物、氰化物和氨等有害成分。一般焦?fàn)t煤氣中含H2S4～10g/m3、HCN0.5～1.5g/m3。H2S和HCN的含量雖少，但卻有很強(qiáng)的腐蝕性、毒性，所以在煤氣作為燃料使用之前必須進(jìn)行脫硫脫氰，以減少對(duì)環(huán)境的污染和設(shè)備的腐蝕。

1焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝發(fā)展簡(jiǎn)述

目前，國(guó)內(nèi)的煤氣脫硫脫氰技術(shù)是在煤氣凈化工藝基礎(chǔ)上建立的。20世紀(jì)70年代以前[1]，我國(guó)絕大部分焦化企業(yè)的焦?fàn)t煤氣凈化工藝沿用與原蘇聯(lián)20世紀(jì)40年代焦?fàn)t爐型相配套的初冷-洗氨-終冷-洗苯的煤氣凈化工藝流 程 ，一 般 不 設(shè) 置 脫 硫 裝 置 ，僅 對(duì)氨進(jìn)行回收。20世紀(jì)80年 代 末 開 始[2]，隨 著 煤 氣 凈 化 技 術(shù) 的引進(jìn)，寶鋼等一些大型鋼鐵企業(yè)，陸續(xù)引進(jìn)了MEA法、TH法等脫硫工藝。但國(guó)內(nèi)大部分焦化企業(yè)仍停留在采用氫氧化鐵干法或ADA法脫硫的階段，甚至有些焦化企業(yè)沒有脫硫裝置。此時(shí)，我國(guó)的ZL脫硫脫氰工藝正處于研究探索階段。20世紀(jì)90年代初，國(guó)內(nèi)焦化生產(chǎn)企業(yè)先后引進(jìn)了FRC法、氨-硫化氫循環(huán)洗滌法（AS法）、真空碳酸鹽法等脫硫技術(shù)。之后在濕式氧化脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)出了諸多適合我國(guó)國(guó)情的煤氣脫硫脫氰新技術(shù)，如栲膠法、HPF法、PDS法、888法、APS法、OMC法、OPT法、YST法 和RTS法等，極大地推動(dòng)了我國(guó)焦化行業(yè)濕式脫硫脫氰技術(shù)的發(fā)展

2焦?fàn)t煤氣濕法脫硫脫氰工藝原理

簡(jiǎn)述焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰方法按照原理可以劃分為干法、濕法兩種。隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前焦?fàn)t煤氣脫硫脫氫技術(shù)已有五十多種，常用的有十幾種。因此，必須深入全面地掌握這些煤氣脫硫脫氫技術(shù)的原理和特點(diǎn)。在眾多的脫硫脫氰工藝種，濕法脫硫綜合了多種脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)的脫硫脫氰工藝中存在的問題，借助液態(tài)脫硫劑去除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫、氰化氫。在脫硫塔中，焦?fàn)t和液態(tài)的脫硫劑接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，具有較高的脫硫脫氰效率，工藝發(fā)展比較成熟。為了能夠重復(fù)利用液態(tài)脫硫劑，在實(shí)際生產(chǎn)中還可以采用吸收 - 解吸、吸收 - 再生組合工藝。濕法脫硫脫氰過(guò)程有濕式氧化、化學(xué)吸收、物理吸收、物理化學(xué)吸收等，其中濕法氧化是指利用堿性的液態(tài)脫硫劑和煤氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含硫化合物，在通過(guò)催化劑再生，將含硫化合物作為副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化回收。濕式氧化工藝具有效率高、沒有二次污染、脫硫劑可再生以及成本較低等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的濕法脫硫工藝更加符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

3典型濕法脫硫工藝

3.1濕式吸收法

濕式吸收法是以單乙醇胺、碳酸鹽及氨溶液等不同的堿源作吸收液，吸收焦?fàn)t煤氣中的 H2S 和HCN，吸收液在一定操作條件下經(jīng)解吸釋放出 H2S等酸性氣體，借助制酸工藝或克勞斯工藝，將酸性氣體轉(zhuǎn)化生成硫酸或硫磺產(chǎn)品。濕式吸收法包括真空碳酸鹽法、氨硫聯(lián)合洗滌法及單乙醇胺法。

3.1.1真空碳酸鹽法

真空碳酸鹽法脫硫工藝是—種物理—化學(xué)吸收方法，溶液中起吸收作用的是碳酸鈉 （或碳酸鉀）。焦?fàn)t煤氣與吸收液逆流進(jìn)行傳質(zhì)并發(fā)生反應(yīng)，HCN、H2S 及 CO2被吸收液吸。吸收了 H2S 的等酸性氣體的溶液循環(huán)到再生塔，在一定操作條件下，H2S 等酸性氣體析出，實(shí)現(xiàn)吸收液的再生。酸性氣體經(jīng)克勞斯法生成硫磺或經(jīng) Topsoe 法生成濃硫酸。

3.1.2氨 - 硫聯(lián)合洗滌法（A S 法）

以煤氣中的 NH3為堿源，以洗氨塔的富液作為吸收液吸收 H2S 和 HCN。脫硫效果取決于富氨循環(huán)液中的氨濃度，氨濃度越高脫硫效果越好，但同時(shí)又受制于氨的吸收率，氨濃度越高則氨的吸收率越低，因此，脫硫效果較差，一般吸收塔出口煤氣中的 H2S 含量只能≤500 mg/m3。

3.1.3單乙醇胺法 （M EA 法）

MEA 硫工藝是寶鋼化工公司焦化二期工程從日本鋼管公司引進(jìn)的 Sulfiban 脫硫脫氰工藝。該工藝主要以 15%的 MEA 水溶液作為吸收液，在低溫下吸收，高溫下解吸。產(chǎn)生的酸性氣體進(jìn)一步用于制取硫磺或硫酸。

3.2濕式氧化法濕式氧化法

利用含有催化劑的堿性吸收液吸收焦?fàn)t煤氣中的酸性氣體，再將反應(yīng)液在催化劑的作用下進(jìn)行再生，同時(shí)將含硫反應(yīng)物中的硫氧化成單質(zhì)硫，是較普遍的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰方法。該工藝特點(diǎn)如下： （1） 脫硫效果好，脫硫效率可達(dá) 98.6%; （2） 通過(guò)催化劑的氧化作用將H2S 氧化為單質(zhì) S，便于利用; （3） 操作條件溫和，操作壓力低，節(jié)省設(shè)備投資; （4） 脫硫劑均可再生，運(yùn)行成本較低。濕式氧化法包括塔卡哈斯 （TH 法）、改良蒽醌二磺酸鈉 （A.D.A） 法、醌鈷鐵類 （HPF） 法和 FRC 法。

4總結(jié)

焦?fàn)t煤氣脫硫脫氧是煤氣凈化的重要工藝單元，探尋技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的煤氣脫硫脫氧工藝，能夠提高煤氣脫硫脫氧效率。通過(guò)廢液資源化回收途徑，能夠提高經(jīng)濟(jì)效益，減小脫硫廢液造成的危害。脫硫脫氤后，煤氣滿足回用焦?fàn)t煤氣或送用戶煤氣硫化氫含量標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，可減少燃燒后有害氣體對(duì)環(huán)境的污染，尋求經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的平衡點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：新疆廣匯煤炭清潔煉化公司）