第五章 焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
第五章 焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
第五章焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除第一节概述一、脱除煤气中的硫化氢和氰化氢的重要性长期生产实践表明，高温炼焦原料中的硫，在炼焦过程中约30％～40％以气态硫化物形式进入焦炉煤气中。
煤气中的硫化物按其化合状态可分为两类：一类是硫的无机化合物，主要是硫化氢(H2S)，根据原料煤含硫量不同，一般焦炉煤气中含H2S为4～l0g/m3；另一类是硫的有机化合物，如二硫化碳(CS2)、硫氧化碳(CO2、噻吩(C4H4S)等。
有机硫化物含量较少，在0.3g/m3左右。
这些有机硫化合物，在较高温度下进行变换反应时，几乎全部转化成硫化氢，故煤气中硫化氢所含硫约占煤气中硫总量的90％以上。
炼焦煤中的氮，在炼焦生产中转化成多种含氮化合物，进入焦炉煤气的氮化物中，氰化氢含量为0.5～1.5g/m3。
硫化氢、氰化氢在焦炉煤气中含量虽少，但却是有害的成分必须将它们脱除。
硫化氢是具有刺鼻性臭味的五色气体，其密度为1.539g/m3。
硫化氢及其燃烧产物二氧化硫(S02)对人体均有毒性，在空气中硫化氢体积分数达0.1％就能使人致命，氰化氢毒性更强，人吸人50mg即会中毒死亡。
硫化氢和氰化氢溶于水，对水中鱼类也有毒害作用，氰化氢燃烧会生成N02，硫化氢燃烧产生的S02造成大气污染，形成酸雨。
含硫化氢、氰化氢的煤气在处理和输送过程中，会腐蚀设备和管道，生成铁锈中含有(NH4)4[Fe(CN)6]、FeS。
及硫等，积聚在设备管道中，拆开检修时，遇到空气会自燃产生二氧化硫，并放出大量反应热，严重时还会烧坏设备，危害生产安全。
未脱除H2S的焦炉煤气，若用作合成原料气，会造成催化剂中毒；用于冶炼优质钢，会降低钢的质量。
从本企业职工卫生安全考虑，车间空气中H2S含量应小于10mg/m3，HCN 小于0.3mg/m3。
不同用户，对焦炉煤气有不同要求，若用作城市煤气，规定H2S含量小于20mg/m3，HCN低于50mg/m3；用作合成气，一般规定含H2S含量小于1～2mg/m3，甚至更低；用作优质钢冶炼气，H2S含量小于1～2g/m3。
焦炉煤气湿法脱硫脱氰工艺进展
焦炉煤气湿法脱硫脱氰工艺进展发布时间：2021-09-01T07:20:26.117Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷第4月第12期作者：王万厂[导读] 焦炉煤气是指炼焦用煤在炼焦炉中经过一系列反应生成焦炭、焦油产品时伴随生成的可燃王万厂内蒙古恒坤化工有限公司内蒙古鄂尔多斯 016215摘要：焦炉煤气是指炼焦用煤在炼焦炉中经过一系列反应生成焦炭、焦油产品时伴随生成的可燃性气体。
焦炉煤气中包含硫化氢、氰化氢等有害物质，不仅会腐蚀设备，导致催化剂中毒，还会对环境造成破坏，威胁人们的生命健康。
因此，在使用焦炉煤气前需要去掉其中的有害物质，即脱硫脱氰。
关键词：焦炉煤气；脱硫脱氰；湿式氧化法引言：在炼焦时，煤中的部分硫转化为硫化物，因此焦炉煤气中一般含有 4～10 g/m3的硫化氢（H2S）、1.0～2.5 g/m3的氰化氢（HCN），这两种物质的腐蚀性很强，且有毒，如果不及时去除，会在煤气接下来的生产中腐蚀生产设备，导致催化剂中毒而失去催化作用，影响生产质量。
而且燃烧时产生的废气对环境会造成严重污染，并威胁人们的健康。
因此，必须采取有效的措施对焦炉煤气进行脱硫脱氰处理，以提升焦炉煤气的质量，防止生产设备被腐蚀，在减少环境污染的同时回收硫磺资源。
1 焦炉煤气脱硫脱氰工艺进展现阶段，我国的焦炉煤气脱硫脱氰工艺以煤气净化工艺为基础。
20世纪80年代，以宝钢为代表的钢铁企业先后引进了更加先进的脱硫工艺，如单乙醇胺（MEA）法、塔卡哈斯（TH）等。
然而我国很多焦化企业依然采用落后的蒽醌二磺酸钠ADA法、氢氧化铁干法，少部分焦化企业至今没有设置脱硫装置，而此时我国脱硫催化剂ZL脱硫脱氰工艺尚在摸索中。
20世纪90年代，我国焦化企业陆续引进氨-硫化氢循环洗涤法、苦味酸FRC法、真空碳酸盐法等脱硫工艺，随后以湿式氧化脱硫技术为基础研制出多种符合我国实际需求的煤气脱硫脱氰方法,如醌钻铁类催化剂HPF法、双核酞菁钴磺酸盐催化剂PDS法、酞菁钴络合物RTS法等。
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除方法包括物理和化学两种方式。
物理脱除硫化氢和氰化氢的方法之一是吸收法。
这种方法将焦炉煤气通过一系列吸收剂床，如碱性溶液或活性炭床。
吸收剂能够吸收硫化氢和氰化氢，从而去除它们。
最常用的吸收剂是苛性钠（氢氧化钠）溶液，它能有效地去除硫化氢和氰化氢。
一旦吸收剂中的硫化氢和氰化氢达到极限值，吸收剂就需要进行再生或更换。
化学脱除硫化氢和氰化氢的方法主要包括氧化和还原反应。
其中一个常见的化学方法是通过氧化剂来氧化硫化氢和氰化氢。
例如，氯气可以被用作氧化硫化氢的氧化剂，产生硫和盐酸。
另一种化学方法是使用还原剂来还原硫化氢和氰化氢。
活性炭往往用作还原剂，与硫化氢和氰化氢发生化学反应，将其转化为无害的产品。
进一步深入讨论焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除方法，以下是一些相关的实例和补充说明：- 吸收法的实际应用：吸收法是目前焦化行业中最常用的硫化氢和氰化氢脱除方法。
一种常见的应用是使用苛性钠溶液进行气体吸收。
苛性钠是一种强碱性物质，能够有效地吸收硫化氢和氰化氢，从而降低其浓度。
苛性钠溶液通常由吸收塔供应，并且需要定期检查和更换吸收剂以保持其吸收能力。
- 化学方法的注意事项：在使用化学方法脱除硫化氢和氰化氢时，需要注意副产物的处理和废物处理。
例如，使用氯气氧化硫化氢时会产生硫和盐酸。
这些副产物需要进行安全处理，以避免对环境和人体健康产生负面影响。
此外，在使用还原剂时，也需要注意与其他气体和物质的反应性，以确保安全和高效的脱除。
- 技术进步和改进：随着技术的进步，越来越多的方法和装置被开发和应用于焦化行业中的硫化氢和氰化氢脱除。
例如，使用新型吸收剂和催化剂可以提高脱除效率和性能。
此外，连续流程和自动化控制系统的应用也有助于提高操作效率和安全性。
总之，焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除可以通过物理和化学两种方法实现。
吸收法是最常用的物理方法，而氧化和还原反应则是常用的化学方法。
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除HCN 的脱除方法1 吸收法吸收法是工业中应用最广泛,工艺最成熟的一种方法。
该方法先将含有HCN 的废气通过碱液进行吸收生成CN - ,然后对其中的CN - 进行处理,转化为无毒无害的物质,再进行排放。
根据对吸收后溶液处理方法的不同,又可分为解吸法、碱性氯化法、酸化曝气法、电解氧化法、加压水解法等等。
各种处理含CN - 废液方法的反应原理如下:(1) 解吸法:用Na2CO3 溶液吸收HCN ,再加入铁与CN - 反应生成Na4 Fe (CN) 6 ,故又称为黄血盐法,这是处理含氰废液最早采用的方法。
但由于该方法处理不彻底,出水水质不稳定,处理后水容易带色,因此现在已很少使用。
其反应方程式如下: 4HCN + 2Na2CO3 →4NaCN + 2CO2 + 2H2O2HCN + Fe →Fe (CN) 2 + H24NaCN + Fe (CN) 2 →Na4 Fe (CN) 6(2) 碱性氯化法:该方法一般分为两个阶段,分别进行调整:第一阶段加碱,在pH > 10 的条件下加氯氧化;第二阶段加酸,在pH = 7. 5～8. 0 时,继续加氯氧化。
也可一次调整至pH = 8. 5～9. 0 ,并增加质量分数为10 %～30 %的投氯量。
但处理效果稍差。
碱性氯化法是目前使用最普遍的方法,适于处理含氰量较低的废水,反应方程式如下所示:NaCN + 2NaOH + Cl2 →NaCNO + 2NaCl + H2O2NaCNO + 4NaOH + 3Cl2 →2CO2 + N2 + 6NaCl + 2H2O(3) 电解氧化法:在以石墨为阳极,铁板为阴极的含有氰离子废液的电解槽内,通入直流电,将废水中的简单氰化物和络合物氧化为氰酸盐、氮与二氧化碳。
当含氰量小时( [ CN - ] ≤500 mgPL ) ,可加入食盐以增大电解质浓度。
当[ CN - ] > 500 mgPL 时,可直接进行电解,但一次处理后达不到排放标准,需进一步进行处理。
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术工艺简介焦炉煤气常用的脱硫方法从脱硫剂的形态上来分包括干法脱硫技术和湿法脱硫技术。
一、干法脱硫技术干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢，同时脱除氰化物及焦油雾等杂质。
干法脱硫又分为中温脱硫、低温脱硫和高温脱硫。
常用脱硫剂有铁系和锌系，氧化铁脱硫剂是一种传统的气体净化材料，适宜于对天然气、油气伴生气、城市煤气以及废气中硫化氢含量高的气体。
常温氧化铁脱硫原理是用水合氧化铁（Fe2O3·H2O）脱除H2S，其反应包括脱硫反应与再生反应。
干法脱硫工艺多采用固定床原理，工艺简单，净化率高，操作简单可靠，脱硫精度高，但处理量小，适用于低含硫气体的处理，一般多用于二次精脱硫。
但由于气固吸附反应速度较慢，工艺运行所需设备一般比较庞大，而且脱硫剂不易再生，运行费用增高，劳动强度大，不能回收成品硫，废脱硫剂、废气、废水严重污染环境。
二、焦炉煤气湿法脱硫技术湿法工艺是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢。
常用的方法有氨水法、VASC法、单乙醇胺法、砷碱法、改良ADA法、TH 法、苦味酸法、对苯二酚法、HPF法以及一些新兴的工艺方法等。
（1）氨水法（AS法）氨水法脱硫是利用焦炉煤气中的氨，在脱硫塔顶喷洒氨水溶液（利用洗氨溶液）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。
在脱硫塔内发生的氨水与硫化氢的反应是：H2S+2NH3·H2O→（NH4）2S+2H2O。
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200-500mg·m-3。
（2）VASC法VASC法脱硫过程是洗苯塔后的煤气进入脱硫塔，塔内填充聚丙烯填料，煤气自下而上流经各填料段与碳酸钾溶液逆流接触，再经塔顶捕雾器出塔。
煤气中的大部分H2S和HCN和部分CO2被碱液吸收，碱液一般主要是Na2CO3或K2CO3溶液。
吸收了酸性气体的脱硫富液与来自再生塔底的热贫液换热后，由顶部进入再生塔再生，吸收塔、再生塔及大部分设备材质为碳钢，富液与再生塔底上升的水蒸汽接触使酸性气体解吸。
第5章b煤气脱硫 - 复件
1.弗玛克斯法脱硫基本原理
NH4HS氧化反应是快速反应，在吸收塔内也有发生。 苦味酸氧化还原体的反应进行如下：
1.弗玛克斯法脱硫基本原理
苦味酸在碱性情况下与硫化氢接触时，对羟基（-OH） 来说，邻位的两个硝基（-NO2）中，只有一个还原为亚硝 基（-NO），然后变为羟胺基。生成的羟胺基在氧的存在 下，较易还原为原来的亚硝基化合物。这样就形成了一个 氧化还原系统，溶液中的含硫化合物就连续地变成硫磺。 一个硝基在上述反应过程中，变成了胺基（-NH2），失去 了还原的活性，最后，终于变成了三胺基而完全失去了活 性。在实际操作中，为补偿失去活性的催化剂，需由系统 外补给苦味酸，一般补给量为10 ～ 20g/kg硫磺。
1.昆帕科斯法反应机理
（1）燃烧 燃烧炉内发生的反应为： NH4SCN + 3O2 → 1/2N2 + CO2 + SO2 + 2H2O （NH4）2S2O3 + 5/2O2 → N2 + 2SO2 + 4H2O 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O S + O2 → SO2 副反应 2SO2 + O2 → 2SO3 （2）干吸 SO3 + H2O → H2SO4 除上述反应外，由于炉气中极少量的NOx易被浓硫酸吸收，当用 于生成硫铵时，煤气中会生成胶状物造成仪表和喷嘴等堵塞。因此， 在产品硫酸中需加入少量的NH2SO3H，以将NOx除去，其反应为： NH2SO3H + NO2- → N2 + H2O + HSO4– （3）转化 2SO2 + O2 → 2SO3
3.弗-洛法脱硫脱氰工艺流程
图9-14为弗-洛法脱硫脱氰工艺流程。
图9-14 弗-洛法脱硫脱氰工艺流程
焦炉煤气的净化工艺流程
焦炉煤气的净化工艺流程
《焦炉煤气的净化工艺流程》
焦炉煤气是在焦炉生产焦炭的过程中产生的一种含有一定量有害气体的气态燃料。
为了保护环境和人体健康，需要对焦炉煤气进行净化处理。
下面将介绍焦炉煤气的净化工艺流程。
1. 粉尘去除
焦炉煤气中含有大量的颗粒物，需要通过粉尘去除设备进行处理。
常用的粉尘去除设备包括旋转除尘器、离心除尘器和滤袋除尘器。
这些设备能够有效地去除焦炉煤气中的粉尘，提高气体的纯度和透明度。
2. 硫化氢去除
焦炉煤气中通常含有硫化氢，这是一种具有刺激性气味和对人体有害的气体。
为了去除焦炉煤气中的硫化氢，可以使用洗涤塔或吸收塔进行气液反应，将硫化氢转化为硫酸盐或硫。
同时，还可以通过添加一定量的氧气对焦炉煤气进行氧化处理，将硫化氢氧化为二氧化硫，然后再进行洗涤除去。
3. 氨和氰化氢去除
在焦炉煤气中还可能含有氨和氰化氢等有毒气体，需要进行去除处理。
通常使用氨和氰化氢去除塔进行吸收处理，通过化学吸收剂或酸碱中和的方式将氨和氰化氢去除，保证焦炉煤气的安全排放。
4. 脱硫
脱硫是焦炉煤气净化工艺中最重要的一环。
可以使用石灰石或者氨法进行干法脱硫，也可以采用氧化剂或者还原剂进行湿法脱硫。
脱硫工艺可以有效地降低焦炉煤气中的二氧化硫含量，提高煤气的环保性能。
以上就是焦炉煤气的净化工艺流程。
通过这些净化处理，焦炉煤气可以达到环保排放标准，减少对环境的污染，保护公共健康。
一种脱除焦炉煤气中H2S和HCN气体的方法
一种脱除焦炉煤气中H2S和HCN气体的方法
佚名
【期刊名称】《石油化工》
【年(卷),期】2009(38)2
【摘要】该专利涉及一种分段脱除焦炉煤气中H2S和HCN的方法。
采用Ⅳ一甲基二乙醇胺溶液在脱硫塔1下段、NaOH或KOH溶液在脱硫塔1上段分别与焦炉煤气流逆向接触，液气比和填料高度分别为1．4-2L／m^3、7m和0．04-0．2L／m^3、2m。
该方法不必采用甲基二乙醇胺和乙醇胺的混合溶液、或甲基二乙醇胺和NaOH或KOH的混合溶液作为脱除剂.
【总页数】1页(P184-184)
【关键词】焦炉煤气;脱除剂;HCN;H2S;甲基二乙醇胺;KOH溶液;气体;NaOH 【正文语种】中文
【中图分类】TQ546.5;TS392
【相关文献】
1.超重力环境下脱除工业气体中H2S的研究 [J], 韩江则;刘有智;祁贵生;邱尚煌;李振兴
2.逆流旋转填料床中络合铁法脱除气体中H2S [J], 于永;刘有智;祁贵生;王建伟
3.工业气体中H2S的脱除方法 [J], 王睿;石冈
4.气体脱除CO2和H2S的新方法 [J], 刘红宇
5.用络合铁工艺脱除酸性气体中的H2S [J], 黎德廷;黄韵弘
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焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
HCN 的脱除方法1 吸收法吸收法是工业中应用最广泛,工艺最成熟的一种方法。
该方法先将含有HCN 的废气通过碱液进行吸收生成CN - ,然后对其中的CN - 进行处理,转化为无毒无害的物质,再进行排放。
根据对吸收后溶液处理方法的不同,又可分为解吸法、碱性氯化法、酸化曝气法、电解氧化法、加压水解法等等。
各种处理含CN - 废液方法的反应原理如下:(1) 解吸法:用Na2CO3 溶液吸收HCN ,再加入铁与CN - 反应生成Na4 Fe (CN) 6 ,故又称为黄血盐法,这是处理含氰废液最早采用的方法。
但由于该方法处理不彻底,出水水质不稳定,处理后水容易带色,因此现在已很少使用。
其反应方程式如下:4HCN + 2Na2CO3 →4NaCN + 2CO2 + 2H2O2HCN + Fe →Fe (CN) 2 + H24NaCN + Fe (CN) 2 →Na4 Fe (CN) 6(2) 碱性氯化法:该方法一般分为两个阶段,分别进行调整:第一阶段加碱,在pH > 10 的条件下加氯氧化;第二阶段加酸,在pH = 7. 5～8. 0 时,继续加氯氧化。
也可一次调整至pH = 8. 5～9. 0 ,并增加质量分数为10 %～30 %的投氯量。
但处理效果稍差。
碱性氯化法是目前使用最普遍的方法,适于处理含氰量较低的废水,反应方程式如下所示:NaCN + 2NaOH + Cl2 →NaCNO + 2NaCl + H2O2NaCNO + 4NaOH + 3Cl2 →2CO2 + N2 + 6NaCl + 2H2O(3) 电解氧化法:在以石墨为阳极,铁板为阴极的含有氰离子废液的电解槽内,通入直流电,将废水中的简单氰化物和络合物氧化为氰酸盐、氮与二氧化碳。
当含氰量小时( [ CN - ] ≤500 mgPL ) ,可加入食盐以增大电解质浓度。
当[ CN - ] > 500 mgPL 时,可直接进行电解,但一次处理后达不到排放标准,需进一步进行处理。
焦炉煤气脱硫净化的概述
焦炉煤气脱硫净化的概述摘要：在焦化厂生产中，焦炉煤气中所含的硫化氢及氰化氢是有害的杂质，它们腐蚀化产回收设备及煤气储存输送设施，还会污染厂区环境。
用此种煤气炼钢、轧钢加热，会降低钢材产品的质量，腐蚀加热设备；用作城市燃气，硫化氢及燃烧生产的二氧化硫、氰化氢及其燃烧生成的氮氧化物均有毒，会严重影响环境卫生。
所以焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢应予清除，本文介绍了利用焦炉副产品焦炉煤气，经过湿法脱硫成为硫化氢含量较低的净化煤气的工艺及特点，为两台燃气发电机组提供合格（H2S≤0.7ppm）的煤气，同时为甲醇、锅炉发电、焦化分厂提供合格（H2S≤13ppm）的煤气，并对此工艺进行了评价，提出了建议。
关键词：焦炉煤气；湿法脱硫；硫化氢焦炉煤气脱硫方法分为：干法脱硫和湿法脱硫，干法脱硫是一种古老的煤气脱硫方法。
这种方法的工艺和设备简单，操作和维修比较容易。
但该法为间歇操作，占地面积大，脱硫剂的更换和再生工作的劳动强度较大，现代化的大型焦化厂已不再采用。
焦化净化煤气脱硫一般采用湿法脱硫：湿法脱硫又分为吸收法和氧化法，氧化法脱硫是对吸收法脱硫的改进和完善，是脱硫工艺更流畅，脱硫效果进一步提高。
脱硫工序包含循环水站、煤气预处理、气柜、罗茨风机、湿法脱硫、熔硫釜、脱油塔、精脱硫塔、VOC设施。
主要负责煤气的脱油脱萘、储存、提压和脱除无机硫，使湿法脱硫出口煤气中H2S≤13ppm后,一部分煤气送往压缩工序，另一部分煤气送甲醇、锅炉发电、焦化分厂生产使用。
同时熔硫釜产出硫磺模块。
压缩工序由三台往复式焦炉气压缩机及附属设备组成。
其任务是将湿法脱硫后的煤气通过四级压缩加压到4.15MPa，然后经脱油塔脱除含油下液、精脱硫塔脱除煤气中H2S，经外管送往燃气发电机组。
焦炉煤气经过提压后进入湿法脱硫塔，与脱硫贫液逆向接触，在PDS脱硫催化剂的作用下，利用碱性水溶液中的碱性化合物Na2CO3与硫化物H2S、COS等进行反应生成不稳定的中间硫化物，再利用空气和生成的中间硫化物反应生成单质硫和碱性物，将单质硫进行分离，使脱硫液再生，从而达到脱除H2S等硫化物并使脱硫液再生循环使用目的。
第五节焦炉煤气脱硫脱氰
第五节 焦炉煤气脱硫脱氰焦炉煤气中含硫化氢4~8g /m 3，氰化氢0.5~2g /m 3。
两者都是有害杂质，既腐蚀设备，又污染环境，危害人体健康。
因此，焦炉煤气必须脱硫脱氰。
目前，世界各国对焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的含量作了限制，规定焦炉煤气用于冶炼优质钢时，硫化氢允许含量为1~2g /m 3；用作城市煤气时，硫化氢允许含量低于20mg /m 3，氰化氢含量低于5．0mg /m 3；供化工合成工业时，硫化氢允许含量为1~2mg /m 3。
焦炉煤气脱硫脱氰有干法和湿法两种工艺。
一、干法脱硫干法脱硫是一种比较古老的脱硫方法。
这种方法的工艺和设备都比较简单，操作和维修也比较容易，至今一些小焦化厂仍在使用。
但该法为间歇操作，占地面积大，脱硫剂的更换和再生工作的劳动强度大，现代化的大型焦化厂已不再采用。
干法脱硫通常以氢氧化铁为脱硫剂。
当焦炉煤气通过脱硫剂时，煤气中的硫化氢与氢氧化铁接触，生成硫化铁，这是吸收反应。
硫化铁与煤气中氧接触，在有水分的条件下，硫化铁转化为氢氧化铁并析出元素硫，这是再生反应。
干法脱硫的过程就是吸收反应和再生反应的多次循环。
其反应式为：Fe 2O 3·H 2O+3H 2S→Fe 2S·H 2O+3H 2OFe 2S 3·H 2O+23O 2→Fe 2O 3·H 2O+3S 干法脱硫的主要设备有箱式和塔式两种。
箱式脱硫器如图4-18所示。
它是用钢板焊制或用钢筋混凝土制成的长方形箱体，内壁涂沥青或沥青漆。
为了防止漏气，箱盖做成水封式，或用由螺栓压紧的橡皮垫圈密封。
箱高1. 5~2m ，箱内水平木格上装有四层脱硫剂，每层厚0. 3~0. 4m ，上下各留有空间，使气流分布均匀图4-18 箱式脱硫器塔式脱硫器如图4-18所示。
它是由钢板制成的直立圆筒，直径为6~9m ，高为12~18m 。
塔内叠置10~14个吊筐，筐中央留有圆孔，上下连接形成一条圆形直立通道。
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除焦炉煤气中的硫化氢（H2S）和氰化氢（HCN）是两种常见的有害气体，它们对环境和人体健康都有一定的危害。
因此，焦化厂和相关工业需要采取相应的措施来脱除焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢。
本文将探讨几种常用的方法和技术来解决这个问题。
一、物理吸附法物理吸附法是利用吸附剂将有害气体吸附在表面上，达到脱除的目的。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。
这些吸附剂具有较高的表面积和孔隙结构，能够有效地吸附硫化氢和氰化氢。
活性炭是一种多孔性的碳质材料，具有较大的比表面积和孔隙容积。
将焦炉煤气通过活性炭层，硫化氢和氰化氢会被吸附在活性炭表面，从而实现其脱除。
分子筛也是一种常用的吸附剂，其孔隙大小可以根据需要调整，有助于选择性吸附硫化氢和氰化氢。
二、化学吸收法化学吸收法是通过化学反应将有害气体转化为无害物质，达到脱除的目的。
常用的化学吸收剂包括氧化铁、次氯酸钠等。
氧化铁具有较高的氧化性，可将硫化氢氧化为硫酸以及其他硫化物。
将焦炉煤气通过含有氧化铁的吸收液中，硫化氢会被氧化成硫酸，从而脱除焦炉煤气中的硫化氢。
次氯酸钠是一种常见的氧化剂，可将氰化氢氧化为无害的氰酸和氯化物。
将焦炉煤气通过含有次氯酸钠的吸收液中，氰化氢会被氧化成无害物质，实现脱除的效果。
三、吸附和催化氧化法吸附和催化氧化法是将物理吸附和化学吸收相结合，以提高脱除效率。
常用的催化剂包括活性氧化铝等。
活性氧化铝具有较高的吸附能力和催化活性，可以同时吸附硫化氢和氰化氢，并将其转化为无害物质。
将焦炉煤气通过含有活性氧化铝的吸收装置，可将硫化氢和氰化氢脱除，并将其转化为硫酸和氰酸等无害物质。
四、生物脱除法生物脱除法是利用微生物的代谢活性将有害气体转化为无害物质。
常用的生物脱除装置包括生物滤池、生物塔等。
在生物脱除装置中，通过培养适当的微生物，使其代谢分解焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢，将其转化为无害物质。
这种方法具有较高的效率和环境友好性，但需要一定的运行和维护成本。
焦炉煤气中硫化氢的脱除56页
阎佳
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
焦炉煤气的干法脱硫 栲胶法脱硫（湿法脱硫）
焦炉煤气中硫化氢的脱除
焦煤原料中的硫，在炼焦过程约30~40%以气 态硫化物的形式进入焦炉煤气中；
焦炉煤气中的有机硫化物，在较高温度下进行 变换反应时，几乎全部转化成无机硫（H2S）。
H2S在焦炉煤气中含量虽少，却是有害成分， 必须除去。
(一)、干法脱硫原理
国内许多焦化厂采用氢氧化铁法进行焦炉煤气的干法 脱硫。其脱硫原理为：将焦炉煤气通过含有氢氧化铁的脱 硫 剂 ， 使 硫 化 氢 与 脱 硫 剂 中 的 有 效 成 分 Fe(OH)3 反 应 生 成 Fe2S3或FeS。当含硫量达到一定程度后，使脱硫剂与空气 接触，在有水存在下，空气中的氧将铁的硫化物氧化使之 又转变成氢氧化铁，脱硫剂得到再生，再重复使用。当煤 气中含氧时，则使脱硫剂的脱硫和再生同时进行。
2Fe2S3 + 3O2 + 6H2O 4Fe(OH)3 + 6S 4FeS + 3O2 + 6H2O 4Fe(OH)3 + 4S 上述脱硫和再生是两个主要反应，这两个反应都是放热
反应。
一、焦炉煤气的干法脱硫
脱硫剂经过反复的脱硫和再生使用后， 在脱硫剂中硫磺聚积，并逐步包住氢氧化铁 活性微粒，致使其脱硫能力逐渐降低。因此， 当脱硫剂上积有30％～40％(按质量计)的硫 磺时，需更换新的脱硫剂。
焦炉煤气中硫化氢的脱除
干法脱硫 适用于含S量较少、净化度高的情况
氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等
氢氧化铁法脱硫剂来源较广，廉价易得，在焦化厂应用较多。
湿法脱硫 适用于含S量较大、净化度要求低的场合
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
1. 脱硫箱的设计参数
煤气通过干脱硫箱的气速，
7～11mm/S
煤气与脱硫剂接触时间
130～200S
每层脱硫剂厚度
300～500mm
2. 煤气干法脱硫所需脱硫剂的数量（以每小时1000m3 煤气计）可按下式计算：
V 1673 s fq
m3/ (1000m3·h)
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
式中 S— 煤气中硫化氢含量（按体积计），%；
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
实践表明脱硫剂吸收硫化氢的最好条件为：温度28～ 30ºC，脱硫剂的水分不低于30%。
从上述主要反应可以看出 ，每脱除1kmol硫化氢需 0.5kmol氧和1kmol水用于脱硫剂再生。焦炉煤气中通常含 氧量为0.5%～0.6%（体积%），即可满足含硫化氢15 g/m³ 左右的煤气在脱硫再生时的需要。当硫化氢含量较高时为 降低干法脱硫剂消耗，需先经过湿法脱硫后再用干法进行 脱硫。
如前所述脱硫及再生的两个反应，都是放热反应。反 应热使煤气温度升高，造成煤气中水蒸汽、相对湿度降低， 脱硫剂中部分水分蒸发，被煤气带走.使再生反应遭到破坏， 所以脱硫之前需要向煤气中加入一些水蒸汽。
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
由于反应后生成的元素硫不断沉积在脱硫剂上，同时 因焦油雾等杂质使脱硫剂结块，阻力上升，脱硫效率下降， 因此需要定期再生和更换脱硫剂。通常采用箱外再生的方 法，即将脱硫剂放在晒场上再生，晒场上脱硫剂的厚度不 要超过300mm，并定期翻动使其进行充分氧化。一般情况 下，新脱硫剂使用时间约为半年，经过再生后的脱硫剂使 用时间约三个月。根据资源及脱硫效率情况，脱硫剂可以 使用一次或经再生使用l～2次后废弃。
NaHCO3+NaOH
Na2CO3+H2O
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第二节 焦炉煤气的干法脱硫
在碱性脱硫剂中，硫化氢与活性组分发生下列化学反应， 即脱硫反应： 2Fe(OH)3+3H2S Fe2S3+6H2O Fe2S3 2FeS+S Fe(OH)2+H2S FeS+2H2O 当有足够的水分时，脱硫剂的再生是用空气中的氧氧化 脱硫所生成的硫化铁，发生下列化学反应，即再生反应： 2Fe2S3+3O2+6H2O 4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O 4Fe(OH)3+4S 上述脱硫和再生是两个主要反应，这两个反应都是放热 反应。
第三节 改良蒽醌二磺酸钠（改良 ADA）法脱硫和栲胶法
H2O2可将V4+氧化成V5+：HV2O5-+ H2O2+ OHH2O2可与HS-反应析出元素硫：H2O2+ HS-
2HVO42-+2H+
H2O+ OH-+S↓
在整个脱硫反应过程中，脱硫液中的碳酸氢钠和碳酸钠 又有如下反应： NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
3.以颜料厂和硫酸厂的下脚铁泥或钢铁厂的红泥等为
原料
铁泥与一倍的木屑掺混，经人工凉晒氧化后，也可作 脱硫剂使用。 脱硫剂应保持一定的碱度，除加入一定量的熟石灰使 之呈碱性外，也可喷洒稀氨水，控制PH值为8～9左右。所 加的碱和水在脱硫过程中起助催化剂作用。 当煤气通过脱硫剂床层时，硫化氢与活性氢氧化铁发 生上述脱硫反应以及再生反应。 如前所述脱硫及再生的两个反应，都是放热反应。反 应热使煤气温度升高，造成煤气中水蒸汽、相对湿度降低， 脱硫剂中部分水分蒸发，被煤气带走.使再生反应遭到破坏， 所以脱硫之前需要向煤气中加入一些水蒸汽。
脱硫液送入脱硫塔，在pH值为8.5～9.5的条件下，溶液 中的稀碱在塔内与煤气中的硫化氢发生反应，生成硫氢化钠， 进行的反应有： Na2CO3+H2O NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2S NaHCO3+NaHS NaHCO3+H2S NaHS+ CO2+ H2O NaOH+H2S NaHS+H2O
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
实践表明脱硫剂吸收硫化氢的最好条件为：温度28～
30ºC，脱硫剂的水分不低于30%。 从上述主要反应可以看出，每脱除1kmol硫化氢需 0.5kmol氧和1kmol水用于脱硫剂再生。焦炉煤气中通常含 氧量为0.5%～0.6%（体积%），即可满足含硫化氢15 g/m³
左右的煤气在脱硫再生时的需要。当硫化氢含量较高时为
第三节 改良蒽醌二磺酸钠（改良 ADA）法脱硫和栲胶法
上述脱硫反应生成的硫氢化钠在脱硫溶液中立即与偏钒 酸钠进行反应，生成焦钒酸钠、氢氧化钠和元素硫： 2NaHS+4NaVO3+ H2ONa2V4 O9+4NaOH+2S↓ 偏钒酸钠 焦钒酸钠 焦炉煤气中的硫化氢经反应就能转化为元素硫而析出， 同时在反应过程中又生成了氢氧化钠，使吸收液仍保持一定 的碱度及吸收能力，使吸收过程得以顺利进行。而反应生成 的焦钒酸钠又与吸收液中的氧化态ADA进行反应，生成偏钒 酸钠和还原态的ADA。 相应的化学反应式为：
干法脱硫的脱硫净化度很高，可使煤气硫含量降至 0.1～0.2g/100m3煤气，因脱硫反应速度较慢，煤气需与脱 硫剂接触较长时间。所以，煤气通过脱硫剂的速度很低， 并依次通过箱内各脱硫层，以保证足够的接触时间。
第三节 改良蒽醌二磺酸钠（改良 ADA）法脱硫和栲胶法
改良蒽醌二磺酸钠法（下称改良ADA法）是湿法脱硫法中 一种较为成熟的方法，具有脱硫效率高(可达99.5%以上)、对 硫化氢含量不同的煤气适应性大、脱硫溶液无毒性、对操作 温度和压力的适应范围广、对设备腐蚀性小，所得副产品硫 磺的质量较好等优点。改良ADA法在我国焦化厂已得到较广泛 的应用。
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
脱硫剂经过反复的脱硫和再生使用后，在脱硫剂中硫磺聚 积，并逐步包住氢氧化铁活性微粒，致使其脱硫能力逐渐降低。 因此，当脱硫剂上积有30％～40％(按质量计)的硫磺时，需更 换新的脱硫剂。
二、干法脱硫剂的制备与使用条件
目前常用的制备干法脱硫剂的原料有：天然沼铁矿、人工 氧化铁、颜料厂和硫酸厂的下脚铁泥、钢铁厂的红泥等。 脱硫剂中氧化铁含量应占风干物料质量的50%以上，其中 活性氢氧化铁含量应占70%以上，其中不应含腐植酸或腐植酸 盐，其pH值应大于7。如腐植酸类含量大于1%时，将导致脱硫 剂氧化，而降低脱硫剂的硫容量以及脱硫反应速度。此外，为 使脱硫剂在使用中不因硫的聚积过于增大体积，并使脱硫剂床 层变得密实而增大煤气流动阻力，制备的脱硫剂在自然状态下 应是疏松的，其湿料堆积密度应小于800 kg/m³。
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
2、塔式装置 脱硫塔的工作原理与箱式干法脱硫装置设备基本相同， 脱硫塔是一个铸铁制的立式塔，直径约5.5～7.5m，高为 12～16m。塔内装有互相叠置的10～14个中央带有圆孔的吊 筐，筐内装有脱硫剂。吊筐在净化塔中心形成一个圆柱形煤 气处理通道。煤气由塔底进入中心通道并均匀地分布后，依 次进入各个吊筐内与脱硫剂进行脱硫反应，脱硫后的煤气进 入吊筐与塔壁形成的空隙内，自塔侧壁管道排出。 塔式干法脱硫装置一般由5～6个塔组成，其中4个操作， 1～2个备用。
第三节 改良蒽醌二磺酸钠（改良 ADA）法脱硫和栲胶法
第三节 改良蒽醌二磺酸钠（改良 ADA）法脱硫和栲胶法
改良ADA法脱硫液的碱度和组成为：总碱度 0.36~0.5mol/l；Na2CO30.06~1.0 mol/l；NaHCO30.3~0.4 mol/l；ADA2~5g/l；NaV031~2 g/l；NaKC4H4O6 1g/l。 2. 煤气中硫化氢的清除
第二节 焦炉煤气的干法脱硫源自四、脱硫操作制度脱硫箱操作温度， 脱硫箱操作压力 脱硫剂水分 每米高脱硫剂阻力 脱硫剂碱度， pH=8～9 25～30℃ 常压 25%～35% <2 KPa
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
五、脱硫箱的设计参数和脱硫剂量的计算
1. 脱硫箱的设计参数 煤气通过干脱硫箱的气速， 煤气与脱硫剂接触时间 每层脱硫剂厚度 7～11mm/S 130～200S 300～500mm
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
由于反应后生成的元素硫不断沉积在脱硫剂上，同时
因焦油雾等杂质使脱硫剂结块，阻力上升，脱硫效率下降， 因此需要定期再生和更换脱硫剂。通常采用箱外再生的方 法，即将脱硫剂放在晒场上再生，晒场上脱硫剂的厚度不 要超过300mm，并定期翻动使其进行充分氧化。一般情况 下，新脱硫剂使用时间约为半年，经过再生后的脱硫剂使 用时间约三个月。根据资源及脱硫效率情况，脱硫剂可以 使用一次或经再生使用l～2次后废弃。
2. 煤气干法脱硫所需脱硫剂的数量（以每小时1000m3 煤气计）可按下式计算：
1673 s V fq
m3/ (1000m3·h)
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
式中
S— 煤气中硫化氢含量（按体积计），%；
f —新脱硫剂中活性三氧化二铁含量，30%~40%；
q—新脱硫剂的堆积密度， 0.8~0.9t/m3。
从以上各种反应可见，ADA、偏钒酸钠、碳酸钠均可获 得再生，供脱硫过程循环使用，这是改良ADA法脱硫的突出 优点之一。
第三节 改良蒽醌二磺酸钠（改良 ADA）法脱硫和栲胶法
4. 脱硫过程中的副反应
因为焦炉煤气中含有2%～3%的二氧化碳，故吸收液在 吸收硫化氢的同时还伴有吸收二氧化碳的反应： Na2CO3+ CO2+ H2O 2NaHCO3 但是，吸收液吸收硫化氢的速度要比吸收二氧化碳的速 度快，因此对硫化氢的吸收具有较强的选择性。 另外，在焦炉煤气中还存在有氰化氢和氧，在脱硫的同 时可发生下列副反应： Na2CO3+2HCN 2NaCN+ H2O+ CO2↑ NaCN+S NaCNS 2NaHS+2O2 Na2S2O3+ H2O
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
干法脱硫剂制备方法为：
1.以天然沼铁矿为原料 将直径1～2mm颗粒含量大于85%的天然沼铁矿按比例掺 混木屑(疏松剂)和熟石灰。其质量比为：沼铁矿95%，木屑 4%～4.5%，熟石灰0.5%～1 %，用水均匀调湿至含水30%~40%， 拌合均匀。 2.以人工氧化铁为原料 将颗粒直径为0.6～2.4mm的铁屑与木屑按质量比1:1掺 混(可根据具体情况，范围稍有波动)，洒水后充分翻晒进行 人工氧化，控制三氧化二铁与氧化亚铁含量比大于1.5作为 氧化合格标准。在进脱硫箱之前再加入0.5%的熟石灰。
一、生产过程原理
1. 脱硫吸收液的制备
ADA法脱硫吸收液是在稀碳酸钠(Na2CO3)溶液中添加等 比例2，6-和2，7-蒽醌二磺酸的钠溶液配制而成的。该法反 应速度慢，脱硫效率低，副产物多。为了改进效果，在上述 溶液中加入了偏钒酸钠(NaV03)和酒石酸钾钠(NaKC4H4O6)。即 为改良ADA法。
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
第五章
焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除
第一节 概述
第二节 焦炉煤气的干法脱硫 第三节 改良蒽醌二磺酸钠（改良ADA）法脱硫和栲胶法 第四节 HPF法脱硫 第五节 苦味酸法脱硫 第六节 氨水法脱硫
第一节 概述
一、脱除煤气中的硫化氢和氰化氢的重要性 二、脱除煤气中硫化氢和氰化氢的方法
目前我国焦化厂焦炉煤气脱硫的方法主要采用以下几 种：
1. 煤气干法脱硫
2. AS法脱硫 3. 改良ADA法和栲胶法脱硫 4. HPF法脱硫
第二节 焦炉煤气的干法脱硫
一、干法脱硫原理
国内许多焦化厂采用氢氧化铁法进行焦炉煤气的干法 脱硫。其脱硫原理为：将焦炉煤气通过含有氢氧化铁的脱 硫剂，使硫化氢与脱硫剂中的有效成分Fe(OH)3 反应生成 Fe2S3 或FeS。当含硫量达到一定程度后，使脱硫剂与空气 接触，在有水存在下，空气中的氧将铁的硫化物氧化使之 又转变成氢氧化铁，脱硫剂得到再生，再重复使用。当煤 气中含氧时，则使脱硫剂的脱硫和再生同时进行。