煤氣凈化濕法脫硫的化學(xué)工藝探究

姚春梅

(山西焦煤集團(tuán)五麟煤焦開發(fā)有限責(zé)任公司，山西汾陽032200)

0 引言

為了達(dá)到煤氣凈化的目的，通常需要對(duì)其進(jìn)行脫硫處理，而脫硫技術(shù)一般可以分為干法和濕法兩種，目前在實(shí)際生產(chǎn)過程中比較常用的是濕法脫硫。HPF 脫硫技術(shù)是濕法脫硫中的一種，其具有著較高的精確度，受到廣大職工的認(rèn)可。簡單地說，HPF 脫硫的核心內(nèi)容就是先用一定量的液體將煤中的硫化物分離出來并加以富集，然后經(jīng)過一系列的流程將其轉(zhuǎn)化成硫酸或單質(zhì)硫。通常情況下，濕法脫硫適用于含硫量比較高的情況，具有裝置占地少、操作便利、不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。

1 HPF 脫硫概述

對(duì)于規(guī)模比較大的煤氣所進(jìn)行的一次脫硫通常會(huì)選用濕法脫硫工藝，而且該方法又分為濕式氧化法、物理吸收法、化學(xué)吸收法和物理—化學(xué)吸收法。根據(jù)煤氣處理的先后順序又被分為前脫硫和后脫硫兩個(gè)工藝。前脫硫主要是先進(jìn)行脫硫工段，該階段完成之后再進(jìn)行氨和粗苯等化學(xué)產(chǎn)品的回收，我們通常采用煤氣自身含有的氨作為堿的來源，并以栲膠和PDS 作為催化劑，這樣做可以有效的降低煤氣中H2S 氣體對(duì)相關(guān)設(shè)備的腐蝕。上述環(huán)節(jié)之后，煤氣中H2S 的濃度不可能達(dá)到20 mg/m3以下，這時(shí)就需要對(duì)煤氣進(jìn)行二次脫硫，以確保煤氣中硫的濃度滿足規(guī)范要求。后脫硫主要是先采取措施對(duì)煤氣中氨和粗苯等化學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行回收，然后再進(jìn)行脫硫處理，這時(shí)的堿源主要來自于外加的碳酸鈉，選用ADA 作為催化劑，一次脫硫之后H2S 的濃度就會(huì)降到標(biāo)準(zhǔn)以下，因此，可以直接供城市煤氣。20 世紀(jì)80 年代以來，濕法脫硫技術(shù)在我國得到快速發(fā)展，并對(duì)其很多化學(xué)工藝都進(jìn)行了創(chuàng)新，而HPF 脫硫的出現(xiàn)也成功地取代了傳統(tǒng)化學(xué)制劑的地位，成為了新一代煤氣脫硫首選催化劑。

1.1 HPF 脫硫的工藝流程

HPF 脫硫法最近幾年在我國得到了廣泛的應(yīng)用，其是由我國企業(yè)自主研發(fā)的一種煤氣凈化脫硫技術(shù)，對(duì)我國煤氣脫硫技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。簡單來說，HPF 脫硫是對(duì)傳統(tǒng)脫硫技術(shù)的一次創(chuàng)新，其在傳統(tǒng)脫硫的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的改革，開創(chuàng)性地將HPF 當(dāng)做脫硫催化劑運(yùn)用到煤氣脫硫過程中去，有效地提高了我國煤氣脫硫的質(zhì)量，保證了廢氣排放的清潔度。就HPF 脫硫工藝而言，包括以下幾個(gè)步驟:①煤氣降溫。從焦?fàn)t中排放出的煤氣一般都帶有著一定的溫度，其不利于脫硫工作的展開，因此在進(jìn)行脫硫之前，應(yīng)先將煤氣進(jìn)行降溫。這部分工作一般都會(huì)在預(yù)冷塔內(nèi)完成，通過對(duì)其進(jìn)行一定的制冷處理，降低煤氣的溫度，以滿足脫硫的要求。②煤氣的脫硫。降溫后的煤氣，開始進(jìn)入正式的脫硫程序，首先其要進(jìn)入脫硫塔中，在脫硫塔中借助化學(xué)制劑對(duì)其進(jìn)行脫硫工作，將其內(nèi)部的H2S 等硫化物以及氨化物置換出來。在這一過程中會(huì)產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，因此一定要確保脫硫塔內(nèi)的密閉性，保障周圍工作人員的人身安全。③再生循環(huán)。煤氣在進(jìn)行完脫硫后進(jìn)入脫氨、脫苯階段。剛剛對(duì)煤氣進(jìn)行脫硫的化學(xué)液體中含有大量的硫化物，這部分液體將進(jìn)入再生塔中，工作人員向其中加入HPF 制劑與其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并通過一系列的物理作用，使得脫硫液體再生繼續(xù)使用，而存在于液體中的硫化物也被分離出來以泡沫狀的形態(tài)自流入泡沫槽中，等待進(jìn)一步的固化處理。

1.2 HPF 脫硫工藝的特點(diǎn)

我國近幾年來一直對(duì)煤氣的凈化處理工作十分重視，以期通過對(duì)煤氣的凈化達(dá)到保護(hù)大氣環(huán)境，改善空氣質(zhì)量的目的。因此，煤氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用一直是我國有關(guān)部門關(guān)注的重點(diǎn)。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，煤氣脫硫技術(shù)層出不窮，并各具優(yōu)點(diǎn)，而HPF 脫硫技術(shù)之所以可以成為煤氣脫硫技術(shù)中的佼佼者，其主要就在于其綜合了多項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)一些技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足進(jìn)行了有效的完善，進(jìn)一步滿足了現(xiàn)代煤氣脫硫工作的要求。具體來說，HPF 脫硫技術(shù)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):①脫硫效率比較高。與一般的脫硫技術(shù)相比，HPF 脫硫技術(shù)采用了新工藝、新技術(shù)，通過與煤氣中硫化物進(jìn)行有效的反應(yīng)對(duì)煤氣中的硫元素進(jìn)行有效的吸出，其效果要高于一般的脫硫技術(shù)，更加有利于提高廢氣排出的質(zhì)量。②該工藝技術(shù)發(fā)展比較迅速，操作起來比較穩(wěn)定，而且相關(guān)設(shè)備及零件在國內(nèi)就可以買到，是如今市場(chǎng)上比較理想的一種脫硫脫氰工藝。雖然其仍存在著一定的發(fā)展空間，但在國內(nèi)已經(jīng)處于領(lǐng)先水平。

2 HPF 脫硫技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題

HPF 脫硫技術(shù)在我國仍處于推廣階段，有關(guān)人員在對(duì)HPF脫硫技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些技術(shù)上的失誤，影響煤氣脫硫工作的正常進(jìn)行。鑒于此，有關(guān)工作人員應(yīng)積極地對(duì)HPF 脫硫技術(shù)進(jìn)行深入的了解，對(duì)HPF 脫硫技術(shù)應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)的問題引起注意。

2.1 重視技術(shù)管理，控制鹽類積累

在對(duì)煤氣進(jìn)行脫硫的過程中主要運(yùn)用的是化學(xué)方法，因此在不斷的化學(xué)反應(yīng)過程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量的鹽類。這些鹽一般會(huì)存留在脫硫液中，隨著脫硫液的不斷循環(huán)使用，鹽會(huì)不斷的積累。從理論的角度講，少量的鹽類物質(zhì)并不會(huì)對(duì)煤氣的脫硫產(chǎn)生影響，但當(dāng)脫硫液中的鹽類超過一定限度時(shí)，就會(huì)降低脫硫液的脫硫效果，影響煤氣脫硫工作的質(zhì)量。因此，工作人員在實(shí)際的工作中應(yīng)對(duì)脫硫液中的鹽類含量進(jìn)行有效的控制，保障煤氣脫硫工作的順利進(jìn)行。

2.2 注重溫度的控制

溫度與煤氣的脫硫有著密切的關(guān)系，要想有效地運(yùn)用HPF脫硫技術(shù)，首先就要控制好煤氣與脫硫液的溫度，保證二者的溫度可以滿足脫硫反應(yīng)的需要，促進(jìn)脫硫反應(yīng)的有效發(fā)揮。一般來說，煤氣的溫度要保持在25℃ ～35℃之間，而脫硫液的溫度要較煤氣溫度稍高，保持在35℃ ～40℃之間。工作人員在操作中應(yīng)時(shí)刻注意這兩種溫度的控制，避免因溫度出現(xiàn)偏差而影響煤氣脫硫的質(zhì)量。

2.3 嚴(yán)格控制再生時(shí)間

在進(jìn)行HPF 脫硫的過程中，有些環(huán)節(jié)對(duì)時(shí)間有著嚴(yán)格的要求，例如煤氣脫硫過程中的再生環(huán)節(jié)。再生環(huán)節(jié)是煤氣脫硫過程中的結(jié)尾環(huán)節(jié)，同時(shí)也是煤氣脫硫過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，包含了HPF 脫硫的核心技術(shù)。在這一過程中，脫硫液在再生塔中要完成與硫元素的分離工作。為了保證分離工作的正常進(jìn)行，工作人員應(yīng)嚴(yán)格把握壓縮空氣的注入與持續(xù)時(shí)間，確保脫硫液與硫元素的有效分離。

2.4 注重脫硫效率的提高

雖然HPF 脫硫技術(shù)比一般脫硫技術(shù)的脫硫效率要高，但是由于受到環(huán)境、設(shè)備等多方面的影響，在實(shí)際的工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些情況，阻礙HPF 脫硫技術(shù)作用的發(fā)揮，影響脫硫效率的提高。其中最明顯的問題就是煤氣中的雜質(zhì)問題。煤氣中的成分復(fù)雜，其中不僅包含了硫、氨等元素，還存在一些其他的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)對(duì)煤氣的脫硫工作造成了阻礙，影響了脫硫液與煤氣中硫化物的反應(yīng)，造成脫硫效率的降低。因此，工作人員在今后的工作中應(yīng)積極地對(duì)HPF 技術(shù)進(jìn)行完善，有效地對(duì)煤氣中的雜質(zhì)進(jìn)行過濾，保障煤氣脫硫的效率。

3 結(jié)語

綜上所述，由于煤氣中的H2S 是一種有毒氣體，因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)采取措施除掉其中的H2S，提高煤氣的質(zhì)量，減少環(huán)境污染。鑒于在煤氣凈化過程中一些企業(yè)采用HPF 脫硫工藝，在煤氣脫硫方面取得了不錯(cuò)的效果，因此，有關(guān)部門應(yīng)對(duì)HPF脫硫技術(shù)進(jìn)行大力地推廣，在我國有關(guān)企業(yè)中進(jìn)行普及，推進(jìn)我國煤氣凈化水平的提高。

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