焦炉气脱硫技术研究

【摘要】本文从干法脱硫、湿法脱硫，以及焦炉煤气脱硫技术有待解决的问题这三个方面对焦炉气脱硫技术进行研究。

【关键词】焦炉气；脱硫；技术；研究

中图分类号：TF704文献标识码： A

一、前言

在进行焦炉气的制作时，由于煤中含有硫，在制作的过程中极易产生空气污染，因此我们需要进行焦炉气的脱硫，这就需要进行脱硫技术的研究。

二、干法脱硫

采用固体吸收剂或吸附剂来脱除硫化氢或有机硫的方法称为干法脱硫。该法的优点是既能脱除硫化氢，又能除去有机硫，脱硫效率高、操作简便、设备简单、维修方便。但干法脱硫所用脱硫剂的硫容量(单位质量或体积的脱硫剂所能脱除硫的最大数量)有限，且再生较困难，需定期更换脱硫剂，劳动强度较大。因此，干法脱硫一般用在硫含量较低、净化度要求较高的场合。所以一般串在湿法脱硫之后，作为精细脱硫或脱除原料气中的有机硫。目前，常用的干法脱硫有钴钼加氢转化法、氧化锌法、活性炭法、氧化铁法。

1.活性炭法

活性炭法脱硫分吸附法、催化法和氧化法。吸附法是利用活性炭选择性吸附的特性脱硫，对脱出噻吩最有效，但因硫容量过小，使用受到限制。催化法是在活性炭中浸渍了铜铁等重金属，使有机硫被催化转化为硫化氢，而硫化氢再被活性炭吸附。氧化法脱硫是最常用的一种方式，借助于氨的催化作用，硫化氢和氧硫化物被气体中的氧所氧化生成单体硫、水和二氧化碳。活性炭可通入过热蒸汽和热惰性气体进行再生，由于这些气体不与硫反应，可以用燃烧炉或电炉加热，调节温度至350～400℃，通入活性炭脱硫器内，活性炭上硫即升华成硫蒸气被热气体带走。活性炭法能脱出H2S及大部分的有机硫化物，具有常温操作、净化度高、空速大、可再生的特点。

2.氧化铁法

氧化铁是一种古老的脱硫方法，但近年又有许多改进，从常温扩大到中温和高温领域。氧化铁脱硫法特点见表1。

3.铁(钴)钼加氧一氧化锌法

有机硫化物脱除一般比较团难，但将其加氢转化成硫化氧就可以容易脱除。铁(钴)钼加氧是含氢原料气中有机硫的预处理措施，特别是对含有噻吩的气体可将原料中的有机硫几乎全部转化成硫化氧，再用氧化锌脱硫剂将硫化氢脱除到2×10-8以下。

铁(钴)钼催化剂系以氧化铝为载体，由氧化铁(钴)和氧化钼组成的。氧化态的铁(钴)钼加氢活性不大，需经硫化后才具有相当的活性，硫化就是采用高硫煤气经催化剂的金属组分的氧化态转化成相应的硫化态。

三、湿法脱硫

从20世纪80代初迄今20多年来，国内焦炉煤气脱硫、脱氰新工艺新技术不断地得到应用。尤其是湿式氧化法脱硫工艺发展更快。在焦化行业应用极为广泛。下面介绍几种常用的技术。

1.AS法

氨―硫化氢循环洗涤法(简称AS法)由德国研制开发，在我国已广泛应用。其脱硫过程是利用焦炉煤气中的氯，用洗氨液吸收煤气中H2S富含H2S和NH3的液体经脱酸蒸氨后再循环洗氨脱硫。

AS循环脱硫工艺为粗脱硫，操作费用低，脱硫效率在90％以上，脱硫后煤气中的H2S在200 mg／m3~500 mg／m3。可以通过控制氨水浓度和改善操作条件。或与湿法脱硫串联使用来满足工业和民用对煤气净化的要求。利用AS法进行粗脱硫可以节省精脱硫脱硫剂的消耗。

2.FRC法

FRC法由日本研究开发，它是利用焦炉煤气中的氨．在催化剂苦味酸的作用下脱除H6．利用多硫化铵脱除HCN。其脱硫效率高达99％以上、脱氰效率为93％。煤气经脱硫塔后，H2S可降到20mg/m3,HCN可降到100mg／m3。催化剂苦昧酸耗量少且便宜易得。操作费用低；再生率高，新空气用量少，废气含氧量低，无二次污染。但冈苦味酸是爆炸危险品。运输存储困难，且工艺流程长、占地多、投资大等因素，其使用受到一定的限制。

3.TH法

该技术由Takahax法脱硫脱氰和Hirohax法废液处理两部分组成。

脱硫是以煤气中的氨为碱源。以l，4一萘醌2一磺酸钠为催化剂的氧化法脱硫脱氰工艺。其工艺特点是：脱硫效率96％以上。脱氰效率85％；比其他流程的硫铵产量高；流程比较简单，操作费用低．蒸汽耗量少。TH法脱硫工艺的不足是：处理装置在高温高压和强腐蚀条件下操作，对主要设备的材质要求高，制造难度大；吸收所需液气比和再生所需空气量较大，废液处理操作压力高，故整个装置电耗大，投资和运行费用高。

4.PDS法

PDS法由我国自主开发，是以双核酞菁钴磺酸盐为脱硫催化剂的脱硫方法。PDS催化活性好、用量小、无毒。其工艺特点是：脱硫脱氰能力优于ADA溶液；抗中毒能力强，对设备的腐蚀性小；易再生。易分离单质硫，同收率高，有机硫脱除率在50％以上；可单独使用，不加钒，无废液排出；无堵塔；脱硫成本只有ADA法的30%左右，运行经济，是非常具有竞争力的方法。PDS脱硫催化剂具有较高的硫容，适用于高硫焦炉煤气的初脱硫，但不适用于精脱硫。该方法碱耗低，副盐硫氰酸钠和硫代硫酸钠提取方便、质量优。该方法经过不断改进和完善，PDS可以和ADA、栲胶联合使用，效果很好。

通过脱硫液的pH值和总碱度、进塔煤气温度和循环脱硫液温度、循环脱硫液与煤气的液气比的控制．选择PlY3溶液和碱液加入方式。及时收集硫泡沫，可以优化PDS法煤气脱硫装置的运行。

5.HPF法

HPF法由国内自主开发，是以氨为碱源、HPF为复合催化刺的湿式液相催化氧化脱硫脱氰工艺。已成功应用于多家国内焦化企业，是目前采用较多脱硫工艺。

以煤气中的氨为碱源，催化剂活性高，运行成本低，综合经济效益较好。脱硫脱氰效率高，脱硫后煤气H2S和HCN量可分别降至50 mg／m3和300 mg／m3以下，脱硫效率为98％左右，脱氰效率在80％左右。腐蚀小、废液量较少。可直接掺人炼焦配煤中。具有废液处理操作简单，无污染、投资少、占地省、运行费用低等特点。工艺流程较为简单，使用设备较少，操作和维护也更为简单、方便，可大幅度降低煤气净化过程中的蒸汽消耗量。其缺点是存在硫磺泡沫多、产品质量低、熔硫操作环境差。

6.OPT法

OPT法是由国内自主开发，以氨为碱源。采用OP型复合催化剂、脱硫废液提盐的湿式氧化脱硫脱氰法。脱硫效率在99％以上，脱氰效率也高达98％一99％，是一种高效率、低成本、低能耗的脱硫脱氰法。

四、焦炉煤气脱硫技术有待解决的问题

焦炉煤气中的硫化氢、氰化氢是有毒物质。无论从环保需要，还是从资源回收利用方面考虑，都应对煤气进行脱硫脱氰。目前焦炉煤气粗脱硫的众多方法已基本成熟。但是笔者认为焦炉煤气脱硫方面仍有以下方面有待于研究完善：

1.研究开发HPF法脱硫副产物的利用和处理方式

氨法HPF脱硫工艺是目前焦炉煤气粗脱硫采用较多的方法，脱硫脱氰效率高，流程简单，投资少。原材料和动力消耗低，煤气净化效果好，脱硫后硫化氢浓度可降至0.059／m，以下。由于脱硫脱氰装置设置在氨回收装置前。大大减轻了终冷和粗苯等后续装置设备及管道的腐蚀；但是，脱硫过程中产生的废气和脱硫液无法进行回收和利用，对环境产生一定影响，如何处理该部分废气和脱硫废液，使HPF工艺成为真正无污染的工艺是今后研究的重点工作。

2.继续开展工V法栲胶预处理工艺

栲胶脱硫工艺也是目前国内焦炉煤气粗脱硫使用较多的方法之一。该技术具有硫容高、副反应少、传质速率快．脱硫效率高且稳定，原料消耗低，腐蚀轻．硫回收率高、操作弹性大．资源丰富等优点。该法可使H2S降低至20mg／m3以下，脱硫效率达99％以上。但是，由于栲胶熟化预处理工艺技术含量高，使其使用和运行受到一定限制，因此，有必要加强该技术研究。开发简单的预处理工艺以提高该技术使用的普遍性．

(3)简化FRC法脱硫技术工艺

FRC焦炉煤气粗脱硫工艺脱硫脱氰效率高、催化剂耗量少且便宜易得，操作费用低、再生率高、新空气用量少，废气含氧量低，无二次污染。但是由于苦味酸是爆炸危险品，运输存储困难，且工艺流程长、占地多、投资大等因素，其使用受到一定限制。因此，有必要寻找其它的安全系数高的催化剂代替目前使用的催化剂，同时在其工艺流程上也有简化的空间。

五、结语

综上所述，通常使用的脱硫技术可以分为干法脱硫和湿法脱硫，在具体的使用过程中应当根据情况进行选择，以便更好地提高焦炉气的质量。

参考文献

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