焦爐煤氣濕法脫硫脫氰工藝進展

車俊龍

摘要：焦爐煤氣是指煉焦用煤在煉焦爐中經過一系列反應生成焦炭、焦油產品時伴隨生成的可燃性氣體。焦爐煤氣中包含硫化氫、氰化氫等有害物質，不僅會腐蝕設備，導致催化劑中毒，還會對環境造成破壞，威脅人們的生命健康。因此，在使用焦爐煤氣前需要去掉其中的有害物質，即脫硫脫氰。本文主要對焦爐煤氣濕法脫硫脫氰工藝原理和典型濕法脫硫工藝進行了闡述，以供參考。

關鍵詞：焦爐煤氣;脫硫脫氰;濕式氧化法

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

1焦爐煤氣脫硫脫氰工藝發展簡述

目前，國內的煤氣脫硫脫氰技術是在煤氣凈化工藝基礎上建立的。20世紀70年代以前[1]，我國絕大部分焦化企業的焦爐煤氣凈化工藝沿用與原蘇聯20世紀40年代焦爐爐型相配套的初冷-洗氨-終冷-洗苯的煤氣凈化工藝流 程 ，一 般 不 設 置 脫 硫 裝 置 ，僅 對氨進行回收。20世紀80年 代 末 開 始[2]，隨 著 煤 氣 凈 化 技 術 的引進，寶鋼等一些大型鋼鐵企業，陸續引進了MEA法、TH法等脫硫工藝。但國內大部分焦化企業仍停留在采用氫氧化鐵干法或ADA法脫硫的階段，甚至有些焦化企業沒有脫硫裝置。此時，我國的ZL脫硫脫氰工藝正處于研究探索階段。20世紀90年代初，國內焦化生產企業先后引進了FRC法、氨-硫化氫循環洗滌法（AS法）、真空碳酸鹽法等脫硫技術。之后在濕式氧化脫硫技術基礎上，開發出了諸多適合我國國情的煤氣脫硫脫氰新技術，如栲膠法、HPF法、PDS法、888法、APS法、OMC法、OPT法、YST法 和RTS法等，極大地推動了我國焦化行業濕式脫硫脫氰技術的發展

2焦爐煤氣濕法脫硫脫氰工藝原理

簡述焦爐煤氣脫硫脫氰方法按照原理可以劃分為干法、濕法兩種。隨著技術的進步，目前焦爐煤氣脫硫脫氫技術已有五十多種，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的原理和特點。在眾多的脫硫脫氰工藝種，濕法脫硫綜合了多種脫硫技術的優點，解決了傳統的脫硫脫氰工藝中存在的問題，借助液態脫硫劑去除焦爐煤氣中的硫化氫、氰化氫。在脫硫塔中，焦爐和液態的脫硫劑接觸發生化學反應，具有較高的脫硫脫氰效率，工藝發展比較成熟。為了能夠重復利用液態脫硫劑，在實際生產中還可以采用吸收 - 解吸、吸收 - 再生組合工藝。濕法脫硫脫氰過程有濕式氧化、化學吸收、物理吸收、物理化學吸收等，其中濕法氧化是指利用堿性的液態脫硫劑和煤氣發生化學反應生成含硫化合物，在通過催化劑再生，將含硫化合物作為副產品轉化回收。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點。經過優化的濕法脫硫工藝更加符合環保標準。

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，吸收焦爐煤氣中的 H2S 和HCN，吸收液在一定操作條件下經解吸釋放出 H2S等酸性氣體，借助制酸工藝或克勞斯工藝，將酸性氣體轉化生成硫酸或硫磺產品。濕式吸收法包括真空碳酸鹽法、氨硫聯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—化學吸收方法，溶液中起吸收作用的是碳酸鈉 （或碳酸鉀）。焦爐煤氣與吸收液逆流進行傳質并發生反應，HCN、H2S 及 CO2被吸收液吸。吸收了 H2S 的等酸性氣體的溶液循環到再生塔，在一定操作條件下，H2S 等酸性氣體析出，實現吸收液的再生。酸性氣體經克勞斯法生成硫磺或經 Topsoe 法生成濃硫酸。

3.1.2氨 - 硫聯合洗滌法（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液中的氨濃度，氨濃度越高脫硫效果越好，但同時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。產生的酸性氣體進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爐煤氣中的酸性氣體，再將反應液在催化劑的作用下進行再生，同時將含硫反應物中的硫氧化成單質硫，是較普遍的焦爐煤氣脫硫脫氰方法。該工藝特點如下： （1） 脫硫效果好，脫硫效率可達 98.6%; （2） 通過催化劑的氧化作用將H2S 氧化為單質 S，便于利用; （3） 操作條件溫和，操作壓力低，節省設備投資; （4） 脫硫劑均可再生，運行成本較低。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

焦爐煤氣脫硫脫氧是煤氣凈化的重要工藝單元，探尋技術可行、經濟合理的煤氣脫硫脫氧工藝，能夠提高煤氣脫硫脫氧效率。通過廢液資源化回收途徑，能夠提高經濟效益，減小脫硫廢液造成的危害。脫硫脫氤后，煤氣滿足回用焦爐煤氣或送用戶煤氣硫化氫含量標準的同時，可減少燃燒后有害氣體對環境的污染，尋求經濟效益與環境效益的平衡點。

參考文獻：

[1]張興柱 .HPF 濕式氧化法焦爐煤氣脫硫脫氰技術 [J]. 燃料與化工 ，2003（4）：205-206.

[2]李玉秀 ， 白瑋 ， 張爽 . 真空碳酸鉀法焦爐煤氣脫硫脫氰工藝的特點 [J]. 燃料與化工 ，2009，40（3）：57，63.

[3] 顧偉民 . 以氨為堿源的焦爐煤氣脫硫脫氰技術 [J]. 煤氣與熱力 ，1993（3）：13-16，18.

[4] 劉靖 . 關于焦爐煤氣 HPF 脫硫脫氰工藝中抑制兩鹽增長方法的研究 [D]. 石家莊 ： 河北科技大學 ，2014.

（作者單位：新疆廣匯煤炭清潔煉化公司）