浅谈两段式煤气发生炉脱硫方法

[摘 要]大气中的SO2与降水溶合形成酸雨，严重破坏生态环境和危害人体健康，加大癌症发病率，甚至影响人类基因造成遗传疾病。削减二氧化硫的排放量，控制大气二氧化硫污染、保护大气环境质量，是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。由于公司使用的是烟煤制作煤气供焙烧炉和熔盐炉使用，为有效减少烟气中SO2排放量，公司采用在煤气出口处加装脱硫装置，使用湿法脱硫与干法脱硫装置相结合的方法，脱除煤气中H2S从而有效减少烟气中SO2排放量。

[关键词]湿法脱硫 干法脱硫 脱硫剂

中图分类号：TQ546 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0050-01

一、脱硫工艺系统简介

使用脱硫液（贫液）吸收混合煤气中的H2S气体，使混合煤气得到净化，吸收H2S的脱硫液，经氧化再生后循环使用，再生析出的硫泡沫经熔硫釜进行熔硫制成硫膏。

工艺流程简介：来自煤气发生炉含硫煤气，由脱硫塔下部进入，经与脱硫塔喷淋下来的脱硫液逆流接触，吸收硫化氢使出塔煤气中的硫化氢降到要求值，送到用气点。吸收硫化氢的脱硫液，从脱硫塔底部流出后进入再生槽，在槽内进行再生。再生后的贫液自流入贫液槽经贫液泵送至脱硫塔循环使用。从再生槽中溢流出来的硫泡沫自流至硫泡沫槽，经泡沫泵送到熔硫釜中进行熔硫，硫膏从熔硫釜下端流出进行回收。

二、脱硫方法及反应原理

2.1 脱硫方法的选择

目前，两段式煤气发生炉采用的脱硫方法主要是干法脱硫和湿法脱硫两种。干法脱硫不仅具有系统简单，操作方便，成熟可靠等优点，不但能脱出煤气中的H2S，同时也能脱出煤气中的氰化物和氮氧化物，硫净化程度很高，但是处理量偏小。

湿法脱硫技术具有处理量大的优点，但是湿法脱硫的投资较大，系统较复杂.湿法脱硫中以砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇具代表性，湿法脱硫对工艺参数的要求比较高，平时需要有专门的人负责。如果对H2S含量要求很低的话，可以使用串联法，就是湿法在前，干法在后串联运行。我公司根据实际工艺要求采用的就是串联法运行，因此脱硫方法的选择要根据实际工艺要求和煤气中硫化物的含量进行优化选择。

2.2 脱硫方法原理及设备

干法脱硫技术应用较早，最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术，随着煤气脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始被应用。干法脱硫最大问题是脱硫剂（或吸附剂）再生困难，再生成本高。

湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。物理吸收法是采用有机溶剂作为吸收剂，加压吸收H2S，再经减压将吸收的H2S释放出来，吸收剂循环使用，该法以环丁矾法为代表。化学吸收法是以弱碱性溶剂为吸收剂，吸收过程伴随化学反应过程，吸收H2S后的吸收剂经增温、减压后得以再生，热砷碱法即属化学吸附法；氧化法是以碱性溶液为吸收剂，并加入载氧体为催化剂，吸收H2S，并将其氧化成单质硫，氧化法以改良ADA法、栲胶法、888法为代表。我公司采用的是氧化法湿法脱硫技术与氧化铁干法脱硫技术串联运行。

（1）湿法脱硫技术反应原理

①在脱硫塔中湿润的填料表面上进行吸收反应：

Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3（溶液的PH值保持在8.5-9.5）；

②在脱硫塔循环槽的液相中，硫氢化物被五价钒迅速氧化为元素硫：

2NaHS+4NaVO3+H2O=Na2V4O9+4NaOH+2S；

③由于A、D、A的作用，四价钒迅速被氧化成五价钒，恢复了钒的氧化功能：

Na2V4O9+2A、D、A（氧化态）+2NaOH+H2O=4Na2VO3+2A、D、A（还原态）；

④往再生槽内吹入空气，空气中的氧将还原态的A、D、A氧化成氧化态的A、D、A，又恢复了A、D、A的氧化性能：

2A、D、A（还原态）+O2=2A、D、A（氧化态+H2O）；

生成的NaOH与NaHCO3反应生成了Na2CO3，使溶液恢复活性可以循环使用，由于煤气中含有CO2、O2尚有下列副反应生成：

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；

NaHS+O2=Na2S2O3+H2O；

有一部分NaHCO3损耗于这些负反应，计算物料消耗时不应忽略，在吸收H2S、CO2的过程中，生成的NaHCO3其溶解度比Na2CO3小的多，因此在选择吸收剂浓度时应保证在反应过程中不能有NaHCO3析出的可能性。

（2） 脱硫工艺应用设备一览表（表1）

2.3 湿法脱硫剂的配置

在原始开车时，为防止由于生产事故造成大量跑液，增加物料的损耗，在配制新鲜溶液时一般采用较低的溶液组合，总碱度为0.3N，A、D、A含量为3.5g/l，偏钒酸钠的含量2g/l，洒石酸钾钠的含量为2g/l。

PDS初期制备，初投量为5-10ppm，溶液中加入PDS催化剂为500-1000g。如进口H2S含量超过15g/l，相应增加PDS催化剂。

新鲜溶液的配制，可在脱硫地下池内，根据比例计算出各组与加入量一次加入，用蒸汽进行搅拌较热，待各种溶剂完全溶解后用泵打入循环槽内，这样循环进行直至将溶液循环系统管道设备充满到所需量，再生槽和循环槽简历正常液位为止。

2.4 不正常现象及处理发方法

（1）再生效率低有哪些原因？怎样处理？

原因：（1）空气量不足；（2）空气分布不均；（3）再生槽温度太低；（4）溶液中杂质过多。处理：加大空气量，调整再生槽温度，清除溶液中杂质。

（2）脱硫效率降低：

半水煤气脱硫效率下降，会引起中变催化剂中毒，还会加剧饱和热水塔的腐蚀，会造成脱硫二氧化碳系统溶液和精炼铜液的污染。因循环量太水喷头的喷洒状态不好，造成脱硫效率下降，特别是负荷变化较大的时候，必须及时调节溶液的循环量。 因溶液组分过低的和各组分比例类失调引起脱硫效率下降时，及时补充溶液，调整组分。启溶液蒸发器，把一部分溶液加热浓缩，恢复溶液的正常浓度。因空气鼓风机故障，再生空气量不中足使用再生情况恶化引起脱硫效率下降时，应采取措施，使再生槽保持足够空气量。

（3）溶液循环理突然降低

由于循环槽液位太低，循环泵抽进了空气，引起溶液循环量突然降低时，应立即关闭循环泵出口阀，将循环泵停下，同时往循环槽内加入热软水，然后启动循环泵恢复正常生产，若循环槽底部沉积硫膏过多，应对系统停车，使循环槽液位恢复正常使槽内悬浮硫沉降后再开车，以免将硫膏浆送至脱硫塔引起硫膏堵。

（4）再生槽液位波动

再生槽内空气分布板堵塞，压缩空气调节不当溶液循环量变化，原料气压力波动，循环槽各再生槽的液位调节器发生的故障都会使再生槽液位大幅度波动，从而影响泡沫的溢流，造成再生出口贫液中悬浮硫增高和硫磺损失增加。 防止液面波动的措施是，保持空气量，循环量溶液和原料气压力的稳定，及时检查和校正液位调节器。若空气分布板堵塞时应停车进行清理。

三、 结束语

脱硫工艺方法的选择与应用在实际生产过程中还有许多需要注意到的地方，脱硫方法的选择要根实际工艺生产要求以及煤气中硫化的含量高低进行选择。特别是湿法脱硫技术对生产操作要求较高，例如脱硫剂的配置、脱硫液的PH值以及脱硫液的温度等等对脱硫效率的影响较大，这就要求我们在实际运行过程中细心研究能够影响脱硫效率的各个技术环节，最总达到脱硫效率最大化从而减少烟气中SO2的排放量，减少环境污染。

参考文献

1、 《中美铝业有限公司煤气车间脱硫系统操作规程》；

2、 《济南黄台煤气发生炉知识问答》。