焦爐煤氣濕法脫硫工藝技術(shù)裝置的選擇與比較

張羽

摘要：焦爐煤氣當中的硫可以分為有機硫與無機硫這兩種，當中九成以上的硫?qū)儆跓o機硫化物存在于煤氣中，其他的屬于有機硫。但由于當前對于焦爐煤氣中無機硫化物的含量要求，還有無機硫化物減小之后對于管道以及設(shè)備腐蝕程度和回爐燃所造成的環(huán)境污染等因素影響，只有對煤氣進行脫硫處理，才能夠切實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，本文就對焦爐煤氣濕法脫硫工藝技術(shù)進行詳細分析，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：焦爐煤氣;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，隨著近年來我國鋼鐵業(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。焦爐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，通過對焦爐煤氣脫硫工藝的分析，焦爐煤氣的產(chǎn)率與構(gòu)成，主要取決于煉焦用煤的質(zhì)量，還有實際煉焦過程的操作條件。焦爐煤氣作為一種高熱值的煤氣，其能夠作為燃料進行應(yīng)用，也能夠作為化工產(chǎn)品的原料，比如甲醇、合成氨等[1]。但焦爐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、焦爐煤氣脫硫技術(shù)分析

通過對當前常用的焦爐煤氣脫硫工藝進行分析和探究，主要有干法脫硫工藝和濕法脫硫工藝這兩種類型，下面就對這兩種工藝類型進行分析。

（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，在固定床層中進行H2S物理或化學吸附、吸收和化學反應(yīng)。干法脫硫技術(shù)主要有活性碳系、鐵系、鋅系等脫硫劑。通過對干法脫硫工藝的分析，干法脫硫工藝技術(shù)的效率相對較高，生產(chǎn)成本相對較低。但在干法脫硫工藝技術(shù)中，當中的不足就是脫硫劑需要進行定期的更換，且整個加工期間勞動強度相對較大，且失效的脫硫劑要進行處理。因此，在實際的焦爐煤氣脫硫中，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，以此來脫除焦爐煤氣中的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斨邪瘜W吸收法、物理吸收法、濕式氧化法以及物理——化學吸收法[2]。濕法脫硫工藝技術(shù)有著焦爐煤氣處理量相對較大，脫硫效率相對較高，且工藝技術(shù)較為成熟的特性，因此，在國內(nèi)焦爐煤氣脫硫中，濕法脫硫工藝技術(shù)也作為一種常用技術(shù)。

二、焦爐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，以此來吸收焦爐煤氣中的H2S及HCN。吸收液還會在相應(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)液當中的氨濃度來決定的，通常氨的濃度越高，其脫硫的效果也更佳。但在實際應(yīng)用過程中，也會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)下進行吸收，在高溫環(huán)境下進行解吸。當中所產(chǎn)生的酸性氣體可以進一步用來制取硫酸或硫磺。通過對單乙醇胺工藝進行分析，脫硫脫氰的效率相對較高;且實際施工的占地面積也相對較小，整個生產(chǎn)工藝的投資金額也相對較小[3]。單乙醇胺脫硫工藝最大的問題就是單乙醇胺的價格較高，且整個生產(chǎn)運行的成本相對較高，在實際操作中，單乙醇胺法和當中的COS及CO2等會產(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

通過對真空碳酸鹽法進行分析，可以了解到真空碳酸鹽法屬于物理——化學吸收的脫硫工藝，溶液當中起到吸收作用的就是碳酸鈉。當焦爐煤氣和吸收液逆流進行傳質(zhì)，且發(fā)生相關(guān)反應(yīng)的時候，焦爐煤氣中的H2S及HCN就會被吸收液所吸收。之后，吸收了H2S及HCN等酸性氣體的溶液，會循環(huán)到再生塔，并在相應(yīng)的環(huán)境下，H2S等酸性氣體析出，以此實現(xiàn)吸收液的再生，酸性氣體經(jīng)過制酸工藝生成硫酸[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99%的優(yōu)勢;且產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)良，單硫磺純度能夠達到99.7%。

（二）濕式氧化法

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

1、TH法

TH法也是從日本所引進的脫硫工藝，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。通過對TH法的工藝進行分析，可以了解到其脫硫脫氰的效率相對較高，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，其吸收過程的吸收液與解吸過程的空氣量較大，這也導(dǎo)致其能源相對較大。

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：

總而言之，當前我國的焦爐煤氣脫硫技術(shù)也在不斷發(fā)展，通過對不同脫硫工藝技術(shù)的分析，可以了解到不同的方法有著不同的優(yōu)缺點，而要想實現(xiàn)焦爐煤氣脫硫效果的最佳性，就要將各種脫硫工藝的優(yōu)勢進行有效結(jié)合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，這樣才能夠不斷提升焦爐煤氣的潔凈度。

參考文獻：

[1]劉紹波，張珊珊，石軍國.對于焦爐煤氣脫硫方法的比較研究[J].化工管理，2018（29）：188.

[2]張鑫.焦爐煤氣制合成氣的脫硫及凈化工藝技術(shù)[J].山西化工，2018，38（03）：83-84+92.

[3]康彥迪，王國昱，張鵬飛，郭少云，李劍.焦爐煤氣制甲醇精脫硫裝置析碳結(jié)炭處理[J].化工設(shè)計通訊，2018，44（03）：7.

[4]何秀風.PDS濕法脫硫在焦爐煤氣二級脫硫中的幾種應(yīng)用形式[J].山東化工，2018，47（05）：145+148.

[5]劉納新，盧森.戈爾薄膜液體過濾器在焦爐煤氣濕法脫硫中的應(yīng)用[J].冶金動力，2003（04）：25-30.