HPF湿法脱硫

HPF法脱硫

第一节HPF法脱硫

HPF法脱硫属液相催化氧化法脱硫，HPF催化剂在脱硫和再生全过程中均有催化作用，是利用焦炉煤气中的氨作吸收剂，以HPF为催化剂的湿式氧化脱硫，煤气中的H2S等酸性组分由气相进入液相与氨反应，转化为硫氢化铵等酸性铵盐，再在空气中氧的氧化下转化为元素硫。HPF法脱硫选择使用HPF(醌钻铁类)复合型催化剂，可使焦炉煤气的脱硫效率达到99％左右。

一、HPF法脱硫的基本反应

1、脱硫反应

NH3+H2O NH4OH

NH4OH +H2S NH4HS + H2O

NH4OH + HCN

NH4CN+H2O

NH4OH+CO2 NH4HCO3

NH4OH+NH4HCO3

(NH4)2CO3+H2O

NH4OH+ NH4HS +( x-1)SX

(NH4)2 SX + H2O

2NH4HS+(NH4)2CO3 +2( x-1)S

2 (NH4)2 SX

+ CO2

+ H2O

NH4++ NH4HCO3

NH4HOO-+H2O

NH4HS + NH4HCO3+( x-1)S

(NH4)2SX+CO2+H2O

NH4CN+(NH4)2 SX NH4CNS+ (NH4)2S(X-1)

(NH4)2S(X-1) +S

(NH4)2SX

2、再生反应

NH4HS+1/2O2 S↓+ NH4OH

(NH4)2SX+1/2O2+H2O SX↓+2 NH4OH

NH4CNS H2N-CS-NH2 H2N-CHS=NH

H2N-CS-NH2+1/2O2 H2N-CO-NH2+S↓

H2N-CO-NH2 +2H2O (NH4)2CO3 2 NH4OH + CO2

3、副反应

2NH4HS+2O2 (NH4)2 S2O3+H2O

2(NH4)2 S2O3+O2 (NH4)2 SO4+2S↓

HPF脱硫的催化剂是由对苯二酚（H）、PDS(双环酞氰酤六磺酸铵)、硫酸亚铁（F）组成的水溶液其中还含有少量的ADA，硫酸锰，水杨酸等助催化剂，关于HPF脱硫催化剂的催化作用机理目前尚在进一步研究之中，各组分在脱硫溶液的参考浓度为：H(对苯二酚) 0.1～0.2g/l；PDS (4～10)×10-6(质量分数)；F(硫酸亚铁) 0.1～0.2g/l ；ADA0.3～0.4g/l，其它组分的最佳含量仍在探索中。

一、

HPF法脱硫工艺流程

1、工艺流程

HPF法脱硫工艺流程如图5-5所示，从鼓风冷凝工段来的煤气，温度约55℃，首先进入直接式预冷塔与塔顶喷洒的循环冷却水逆向接触，被冷至30~35℃；然后进入脱硫塔。

予冷塔自成循环系统，循环冷却水从塔下部用泵抽出送至循环水冷却器，用低温水冷却至20~25℃后进入塔顶循环喷洒。采取部分剩余氨水更新循环冷却水，多余的循环水返回冷凝鼓风工段，或送往酚氰污水处理站。

预冷后的煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触以吸收煤气中的硫化氢、氰化氰（同时吸收煤气中的氨，以补充脱硫液中的碱源）。脱硫后煤气含硫化氢降至50mg/m3左右，送入硫铵工段。

吸收了H2S、HCN的脱硫液从塔底流出，经液封槽进入反应槽，然后用脱硫液循环泵送入再生塔，同时自再生塔底部通入压缩空气，使溶液在塔内得以氧化再生。再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环再生。

浮于再生塔顶部扩大部分的硫磺泡沫，利用位差自流入泡沫槽，经澄清分层后，清液返回反应槽，硫泡沫用泡沫泵送入熔硫釜，经数次加热、脱水，再进一步加热熔融，最后排出熔融硫磺，经冷却后装袋外销。

系统中不凝性气体经尾气洗净塔洗涤后放空。

为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果，排出少量废液送往配煤。

自冷鼓送来的剩余氨水，经氨水过滤器除去夹带的焦油等杂质，进入换热器与蒸氨塔底排出的蒸氨废水换热后进入蒸氨塔，用直接蒸汽将氨蒸出。同时向蒸氨塔上部加一些稀碱液以分解剩余氨水中的固定铵盐。蒸氨塔顶部的氨汽经分缩器和冷凝冷却器冷凝成含氨大于10%的氨水送入反应槽，增加脱硫液中的碱源。图5-5 HPF法脱硫工艺流程

1—硫磺接受槽；2~氨水冷却器；3~预冷塔循环水冷却器；4~水封槽；

5~事故槽；6~预冷塔；7~预冷塔循环泵；

8~脱硫塔；

9~反应槽；

10~再生塔；11~脱硫液循环泵；12~放空槽；13~放空槽液下泵；14~泡沫槽；

15~泡沫泵；16~熔硫釜；17~废液槽；18~清液泵；19~清液冷却器。

2、HPF法脱硫工艺具有以下特点：

（1）以氨为碱源，HPF为催化剂的焦炉煤气脱硫脱氰新工艺，具有较高的脱硫脱氰效率，（脱硫效率99%，脱氰效率80%），而且流程短，不需外加碱，催化剂用量少，脱硫废液处理简单，操作费用低，一次性投资省。

（2）脱硫塔中可填充聚丙烯填料（或波纹钢板网填料），不易堵塞，脱硫塔操作阻力较小。

（3）脱硫塔、再生塔、反应槽、泡沫槽、废液槽、事故槽等易腐蚀设备材质可用碳钢，内壁涂防腐涂料；输送脱硫液的泵类、管道、管件及阀门为耐腐蚀不锈钢。

（4）脱硫废液送往配煤，工艺简单，对周边环境无污染。

（5）再生塔采用空气与脱硫液预混再生，节省压缩空气，从而使再生过程排放的尾气量少，排放的尾气含氨量远远低于国家有关标准。

1、主要工艺操作控制指标

(1) 入脱硫塔煤气温度

30～35℃

(2) 入脱硫塔溶液温度

35～40℃

(3) 脱硫塔阻力

<1.5KPa

(4) 预冷塔阻力

<0.5KPa

（5）进再生塔溶液流量

～1000m3/h单塔

（6）进再生塔空气压力

≥0.4MPa

（7）熔硫釜内压力

≤0.41MPa

（8）釜内外压差

≤0.2MPa

（9）外排清液温度

60 ～90℃

（10）脱硫溶液组成：pH=8~9

游离氨：＞5g/l

PDS含量：8~10mg/kg

对苯二酚：0.15~0.2 g/l

悬浮硫:＜1.5 g/l

NH4CNS和(NH4)2S2O3总含量:＜250 g/l。

三、HPF法脱硫操作条件讨论

1、脱硫液中盐类的积累

从反应过程可看出，脱硫过程中生成的脱硫溶液中(NH4)2 SX、NH4HS，在催化再生过程中与氧反应生成