焦?fàn)t煤氣濕法脫硫工藝技術(shù)裝置的選擇與比較

張羽

摘要：焦?fàn)t煤氣當(dāng)中的硫可以分為有機(jī)硫與無(wú)機(jī)硫這兩種，當(dāng)中九成以上的硫?qū)儆跓o(wú)機(jī)硫化物存在于煤氣中，其他的屬于有機(jī)硫。但由于當(dāng)前對(duì)于焦?fàn)t煤氣中無(wú)機(jī)硫化物的含量要求，還有無(wú)機(jī)硫化物減小之后對(duì)于管道以及設(shè)備腐蝕程度和回爐燃所造成的環(huán)境污染等因素影響，只有對(duì)煤氣進(jìn)行脫硫處理，才能夠切實(shí)保障煤氣的清潔燃燒，并在一定程度上減小煤氣深加工前兩次的脫硫成本。因此，本文就對(duì)焦?fàn)t煤氣濕法脫硫工藝技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，并介紹了幾種常用的濕法脫硫工藝技術(shù)，分別為濕式吸收法、濕式氧化法。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣;濕法脫硫;技術(shù)裝置;選擇與比較

焦炭作為鋼鐵行業(yè)的重要原料，隨著近年來(lái)我國(guó)鋼鐵業(yè)產(chǎn)能的不斷提升，焦炭行業(yè)的產(chǎn)能同樣也在不斷增長(zhǎng)。焦?fàn)t煤氣作為煉焦中的副產(chǎn)品，其具體的氣體組成有H2、CH4、CO2、CO等，通過(guò)對(duì)焦?fàn)t煤氣脫硫工藝的分析，焦?fàn)t煤氣的產(chǎn)率與構(gòu)成，主要取決于煉焦用煤的質(zhì)量，還有實(shí)際煉焦過(guò)程的操作條件。焦?fàn)t煤氣作為一種高熱值的煤氣，其能夠作為燃料進(jìn)行應(yīng)用，也能夠作為化工產(chǎn)品的原料，比如甲醇、合成氨等[1]。但焦?fàn)t煤氣不論是作為燃料還是生產(chǎn)原料，在應(yīng)用之前都需要進(jìn)行凈化處理，在脫除煤氣中的H2S及HCN等，這樣才能夠有效滿足環(huán)保要求和生產(chǎn)要求。

一、焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù)分析

通過(guò)對(duì)當(dāng)前常用的焦?fàn)t煤氣脫硫工藝進(jìn)行分析和探究，主要有干法脫硫工藝和濕法脫硫工藝這兩種類(lèi)型，下面就對(duì)這兩種工藝類(lèi)型進(jìn)行分析。

（一）干法脫硫工藝分析

干法脫硫工藝指的就是應(yīng)用固體脫硫劑，在固定床層中進(jìn)行H2S物理或化學(xué)吸附、吸收和化學(xué)反應(yīng)。干法脫硫技術(shù)主要有活性碳系、鐵系、鋅系等脫硫劑。通過(guò)對(duì)干法脫硫工藝的分析，干法脫硫工藝技術(shù)的效率相對(duì)較高，生產(chǎn)成本相對(duì)較低。但在干法脫硫工藝技術(shù)中，當(dāng)中的不足就是脫硫劑需要進(jìn)行定期的更換，且整個(gè)加工期間勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較大，且失效的脫硫劑要進(jìn)行處理。因此，在實(shí)際的焦?fàn)t煤氣脫硫中，干法脫硫工藝主要應(yīng)用在濕法脫硫后的精脫硫。

（二）濕法脫硫工藝分析

濕法脫硫工藝技術(shù)主要就是應(yīng)用液體脫硫劑，以此來(lái)脫除焦?fàn)t煤氣中的H2S，結(jié)合不同溶液的吸收與再生性質(zhì)，能夠?qū)⑵浞譃闈袷轿辗ǎ?dāng)中包含化學(xué)吸收法、物理吸收法、濕式氧化法以及物理——化學(xué)吸收法[2]。濕法脫硫工藝技術(shù)有著焦?fàn)t煤氣處理量相對(duì)較大，脫硫效率相對(duì)較高，且工藝技術(shù)較為成熟的特性，因此，在國(guó)內(nèi)焦?fàn)t煤氣脫硫中，濕法脫硫工藝技術(shù)也作為一種常用技術(shù)。

二、焦?fàn)t煤氣典型濕法脫硫工藝

（一）濕式吸收法

濕式吸收法就是以單乙醇胺、碳酸鹽及氨溶液等不同的堿源作吸收液，以此來(lái)吸收焦?fàn)t煤氣中的H2S及HCN。吸收液還會(huì)在相應(yīng)的條件下，經(jīng)解吸釋放出H2S等酸性氣體，再利用制酸工藝，以此將酸性氣體有效轉(zhuǎn)化為生成硫酸或者硫磺產(chǎn)品。在濕式吸收法中有可以分為氨-硫聯(lián)合洗滌法、單乙醇胺法、真空碳酸鹽法。

1、氨-硫聯(lián)合洗滌法

在氨-硫聯(lián)合洗滌法中，其是以煤氣當(dāng)中的NH3作為堿源，用洗氨塔的富液作為吸收液吸收H2S及HCN。而具體的脫硫效果是由富氨循環(huán)液當(dāng)中的氨濃度來(lái)決定的，通常氨的濃度越高，其脫硫的效果也更佳。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，也會(huì)受到氨的吸收率的影響，因此，氨濃度越高，氨的吸收率也就越低，那么，也會(huì)直接影響到脫硫的效果，通常吸收塔出口煤氣中的H2S含量只能小于等于500mg/m3。

2、單乙醇胺法

單乙醇胺法作為從日本鋼管公司引進(jìn)的Sulfiban脫硫氰工藝，其主要是用15%的單乙醇胺法水溶液作為吸收液，在低溫狀態(tài)下進(jìn)行吸收，在高溫環(huán)境下進(jìn)行解吸。當(dāng)中所產(chǎn)生的酸性氣體可以進(jìn)一步用來(lái)制取硫酸或硫磺。通過(guò)對(duì)單乙醇胺工藝進(jìn)行分析，脫硫脫氰的效率相對(duì)較高;且實(shí)際施工的占地面積也相對(duì)較小，整個(gè)生產(chǎn)工藝的投資金額也相對(duì)較小[3]。單乙醇胺脫硫工藝最大的問(wèn)題就是單乙醇胺的價(jià)格較高，且整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行的成本相對(duì)較高，在實(shí)際操作中，單乙醇胺法和當(dāng)中的COS及CO2等會(huì)產(chǎn)生不可逆反應(yīng)，從而造成單乙醇胺的損失。

3、真空碳酸鹽法

通過(guò)對(duì)真空碳酸鹽法進(jìn)行分析，可以了解到真空碳酸鹽法屬于物理——化學(xué)吸收的脫硫工藝，溶液當(dāng)中起到吸收作用的就是碳酸鈉。當(dāng)焦?fàn)t煤氣和吸收液逆流進(jìn)行傳質(zhì)，且發(fā)生相關(guān)反應(yīng)的時(shí)候，焦?fàn)t煤氣中的H2S及HCN就會(huì)被吸收液所吸收。之后，吸收了H2S及HCN等酸性氣體的溶液，會(huì)循環(huán)到再生塔，并在相應(yīng)的環(huán)境下，H2S等酸性氣體析出，以此實(shí)現(xiàn)吸收液的再生，酸性氣體經(jīng)過(guò)制酸工藝生成硫酸[4]。相比較于其他的工藝方法，真空碳酸鹽法有著脫硫劑較為單一，脫硫效率高達(dá)99%的優(yōu)勢(shì);且產(chǎn)品的質(zhì)量?jī)?yōu)良，單硫磺純度能夠達(dá)到99.7%。

（二）濕式氧化法

濕式氧化法通過(guò)運(yùn)用包含催化劑的堿性吸收液，以此對(duì)焦?fàn)t煤氣中的酸性氣體進(jìn)行有效吸收，之后再將反應(yīng)液在催化劑的作用下進(jìn)行再生，并將含硫反應(yīng)物當(dāng)中的硫氧化成為單質(zhì)硫，這也是一種較為常用的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰方式。

1、TH法

TH法也是從日本所引進(jìn)的脫硫工藝，TH法主要是由Takahax法脫硫脫氰和H irohax法廢液處理兩部分組成。在脫硫的部分，其就是直接以煤氣當(dāng)中的氨作為堿源，催化劑為1，4萘醌-2磺酸鈉。在廢液處理部分保證在273℃、7.5MPa的條件下，用氧化還原法將脫硫廢液中的2S2O3和 NH4SCN直接轉(zhuǎn)化為硫銨和硫酸。通過(guò)對(duì)TH法的工藝進(jìn)行分析，可以了解到其脫硫脫氰的效率相對(duì)較高，能夠直接以氨作為堿源;但TH法的操作穩(wěn)定性較高[5]。另外，在TH法中，其吸收過(guò)程的吸收液與解吸過(guò)程的空氣量較大，這也導(dǎo)致其能源相對(duì)較大。

2、A.D.A法

A.D.A法就是以鈉為堿源，以釩作為脫硫催化劑，A.D.A作為還原態(tài)釩的再生載氧體，適量添加酒石酸鉀鈉組成脫硫液，相較于其他脫硫方式，A.D.A法的脫硫效率相對(duì)較高，因此其也被廣泛應(yīng)用在城市民用煤氣凈化工藝中。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，當(dāng)前我國(guó)的焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù)也在不斷發(fā)展，通過(guò)對(duì)不同脫硫工藝技術(shù)的分析，可以了解到不同的方法有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)，而要想實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣脫硫效果的最佳性，就要將各種脫硫工藝的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，這樣才能夠不斷提升焦?fàn)t煤氣的潔凈度。

參考文獻(xiàn)：

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