焦炉煤气脱硫脱氰净化工艺综述
焦炉煤气制合成气的脱硫及净化工艺技术

焦炉煤气制合成气的脱硫及净化工艺技术摘要:众所周知,中国是一个炼焦大国,在众多焦炉仓促建成之后,由于相应设施不配套,致使一些企业“焦而不化”现象层出不穷,大量的焦炉煤气被直接的燃烧排放,既是对环境的严重污染,也是对资源的极大浪费,因而也被人们称其为“点天灯”。
本文简述了焦炉煤气的一系列净化工艺,并且介绍了采用催化转化与非催化转化制取天然气的工艺流程,希望对于了解焦炉煤气净化技术有借鉴意义。
关键词:焦炉煤气;合成气;脱硫;净化工艺引言焦炉煤气作为焦炭制成过程中煤炭经过高温干馏环节所产生的气态产品,其在炼焦产品总质量中占据着15%-18%的比重,是位于焦炭产品之下的第二大炼焦产品。
据相关统计显示,我国目前焦炉煤气年产量为1331.2亿m3,除去一半用来进行燃料回收,还有665.6亿m3的焦炉煤气可以应用到其他工业领域中,但由于国内焦化产业长期以来将工作重心放于焦炭生产方面,未能对焦炉煤气回收利用充分重视,不少焦化企业处于经济因素的考虑,未能建设起相应的焦炉煤气净化回收装置,大量焦炉煤气未被回收利用,而是直接排放燃烧。
每年未被利用的焦炉煤气高达300多亿m3,经济损失高达数百亿元,在造成极大资源浪费的同时,对周边环境也造成了十分严重的污染。
对此,为了实现焦炉煤气的有效回收利用,满足当前实现绿色工业、循环经济与建设节约型社会的发展要求,本文简要对焦炉煤气净化回收工艺进行介绍,并介绍了相应的应用情况,为日后的焦化工艺提供一定的借鉴参考。
1气体组分焦炉煤气是焦炭生产过程中煤炭经高温干馏出来的气体产物,在干馏温度为550℃,焦炉煤气中有大量的H2S、COS、CS2、NH3、HCN、噻吩、硫磺、硫醚、焦油、萘、苯等化学物质。
焦炉煤气经过净化和提取回收化工产品后成为回炉煤气,回炉煤气的气体组分一般为(%,以体积百分比计):H254-59、CH423-28、CO5.5-7、CO21.5-2.5、N23-5、CnHm2-3、O20.3-0.7。
焦炉煤气的净化工艺流程
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焦炉煤气的净化工艺流程焦炉煤气的净化工艺流程是将焦炉煤气中的有害物质进行去除,以保证燃烧时的环境安全和能源利用效率。
常见的焦炉煤气净化工艺包括除尘、除硫、去氮、除苯和回收利用等步骤。
首先,焦炉煤气进入除尘工序。
这一步骤的目的是去除焦炉煤气中的颗粒物。
煤气中的颗粒物主要来源于煤炭的燃烧和气化过程中产生的煤灰,以及炉渣和焦炭的携带带入煤气。
常见的除尘方法有静电除尘器、布袋除尘器和湿式除尘器等。
除尘作业能有效地减少煤气中颗粒物的含量,保证后续处理步骤的顺利进行。
接下来是除硫工序。
焦炉煤气中的硫化物主要有硫化氢和有机硫化物,这些有害物质会对环境产生严重的污染,并且对人体健康有害。
常见的除硫方法有干法吸收、湿法吸收和半干法吸收等。
其中,干法吸收主要利用金属氧化物吸收剂吸收硫化物,湿法吸收则利用碱性溶液中的氢氧根离子中和硫化物。
除硫工序的目的是将硫化物转化为无害的硫酸盐或硫酸等形式,以达到净化煤气的目的。
随后是去氮工序。
焦炉煤气中的氮化物主要由氨气和一氧化氮组成。
这些有害物质会对环境产生酸雾和酸雨等污染问题。
常见的去氮方法主要有吸附剂去氮法、催化剂去氮法和化学氧化法等。
例如,吸附剂去氮法利用特定的吸附剂吸附焦炉煤气中的氮气物质,从而使煤气中的氮化物含量降低。
除苯工序是为了去除焦炉煤气中的苯。
苯是焦炉煤气中的主要有机物成分,对环境和人体都有一定的危害。
去苯的方法多种多样,包括吸附过程、吸附剂再生过程和热解技术等。
其中,吸附过程主要是利用各种吸附剂吸附苯,吸附剂再生过程则是通过各种手段将吸附的苯从吸附剂中脱附出来。
最后是回收利用工序。
焦炉煤气中除去有害物质后,还含有一些有价值的组分,如甲烷、氢气和一些烃类等。
对于这些有价值的组分,可以通过适当的工艺进行回收利用。
一般来说,回收利用工艺分为低温分馏和高温分馏两种方式。
低温分馏主要是通过降温将焦炉煤气中的一些高沸点成分凝结出来,从而得到所需的有价值气体。
而高温分馏则是通过高温条件下焦炉煤气中的组分按沸点顺序蒸馏分离。
焦炉煤气净化工艺流程的评述
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焦炉煤气净化工艺流程的评述时间:2012-1-10 | 点击:79 | 字体:大小范守谦(鞍山焦化耐火材料设计研究院)焦炉煤气净化工艺流程的选择,主要取决于脱氨和脱硫的方法。
众所周知,在炼焦过程中,煤中约有30%的硫进入焦炉煤气,95%的硫以硫化氢的形式存在。
焦炉煤气中一般含有硫化氢6~8g /m3 , 氰化氢 1. 5~2g/m'。
若不事先脱除,就有50%的氰化氢和10%~40%的硫化氢进入氨、苯回收系统,加剧了设备的腐蚀,还会增加外排污水中的酚、氰含量。
含有硫化氢和氰化氢的煤气作为燃料燃烧时,会生成大量SO2和NOx而污染大气。
为了防止氨对煤气分配系统、煤气主管以及煤气设备的腐蚀和堵塞,在煤气作为燃料使用之前必须将其脱除。
20世纪70年代以前,由于焦炉煤气主要供冶金厂作工业燃料,因此,大部分焦化厂的煤气净化工艺都没有设置脱硫装置,而回收氨的装置几乎全采用半直接法饱和器生产硫铵流程。
随着国民经济的发展以及我国环保法规的不断完善和日益严格,在焦炉煤气净化工艺过程设置脱硫脱氰装置和改进脱氨工艺就势在必行。
进入80年代以后,改革开放逐步深入,我国焦化行业和煤气行业相继从国外引进了多种煤气净化装置,国内科技人员在原有基础上也开发研制了新型脱硫工艺,大大推动了我国焦炉煤气净化工艺的发展。
现将几种脱氨和脱硫方法作扼要介绍和论述。
1 氨的脱除1.1 硫铵工艺生产硫铵的工艺是焦炉煤气氨回收的传统方法,我国在20世纪60年代以前建成的大中型焦化厂均采用半直接法饱和器生产硫铵,该工艺的主要缺点是设备腐蚀严重,硫铵质量差,煤气系统阻力大。
随着宝钢一期工程的建设,我们引进了酸洗法生产硫铵工艺,该工艺由酸洗、真空蒸发结晶以及硫铵离心、干燥、包装等三部分组成。
与饱和器法相比,由于将氨吸收和硫铵结晶操作分开,可获得优质大颗粒硫铵结晶。
酸洗塔为空喷塔,煤气系统的阻力仅为饱和器法的1/4,可大幅度降低煤气鼓风机的电耗。
焦炉煤气脱硫技术缩述
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脱硫新技术在焦化厂生产中,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。
脱硫技术综述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。
干法脱硫通常是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单质硫,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。
目前仅使用于煤气流量不大,用户对煤气硫化氢含量要求非常高,需进一步精制脱硫的工艺,如涟钢的民用煤气和冷轧薄板所需的精制脱硫。
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。
焦炉煤气脱硫脱氰湿法工艺分类吸收法脱硫脱氰是以碱性溶液作为吸收剂,吸收煤气中的硫化氢和氰化氢,然后用加热气提的方法将酸性气体从吸收液中解吸出来,用以制造硫磺或硫酸,吸收剂冷却后循环使用。
吸收法按所用吸收剂的不同分为氨水法(A.S法)、真空碳酸盐法(V.A.S.C法)、单乙醇胺法(索尔菲班法)三种。
氧化法脱硫脱氰是以含有氧化催化剂的碱性溶液作为吸收剂,吸收煤气中的硫化氢和氰化氢,再在催化剂作用下析出元素硫。
吸收液用空气氧化法再生后循环使用。
氧化法按催化剂的不同,分为砷碱法、萘醌二磺酸法(塔—希法T.H)、苦味酸法(F.R.C法)、蒽醌二磺酸法(改良A.D.A法)、对苯二酚法、H.P.F法。
焦炉煤气脱硫及硫回收工艺介绍及特点分析
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焦炉煤气脱硫及硫回收工艺介绍及特点分析焦炉煤气脱硫是指将焦炉煤气中的硫化氢(H2S)等含硫化合物去除,以减少对环境的污染和提高能源利用效率的过程。
煤气脱硫工艺种类繁多,常见的有吸收法、吸附法、催化氧化法等。
下面将介绍吸收法和催化氧化法,并分析其特点。
吸收法是通过将焦炉煤气中的硫化氢溶于溶剂中,实现气体的物理吸收和化学吸收,从而达到脱硫的目的。
常用的溶剂有碱性溶液、有机溶剂等。
在吸收法中,气体与液体的接触方式有湿法和干法之分。
湿法吸收法是利用液体溶剂对焦炉煤气进行吸收脱硫。
具体工艺流程为:煤气首先通过一个喷淋器,将溶剂喷淋到煤气中,形成液滴;接着在吸收塔内,煤气通过液滴与溶剂的接触,硫化氢溶于溶剂中;最后,经过分离器将溶剂和硫化氢分离,溶剂再重新进入循环。
湿法吸收法具有脱硫效率高、气体处理量大、适应性广的特点。
干法吸收法是指利用固体吸附剂对焦炉煤气进行吸附脱硫。
常用的固体吸附剂有活性炭、分子筛等。
具体工艺流程为:煤气通过一个吸附器,固体吸附剂将煤气中的硫化氢吸附;当固体吸附剂饱和后,可以通过加热或换料的方式实现再生,从而循环使用。
干法吸附法具有烟气温度低、处理量大、不产生二次污染等特点。
催化氧化法是通过将焦炉煤气中的硫化氢氧化成硫酸气体,再进行后续处理。
具体工艺流程为:煤气先通过一个反应器,在催化剂的作用下,硫化氢氧化成硫酸气体;然后通过吸收塔对硫酸气体进行吸收,得到硫酸液;最后,通过蒸馏、结晶等方式使硫酸液再生。
催化氧化法具有氧化效率高、硫回收量大的特点。
总的来说,焦炉煤气脱硫及硫回收工艺的选择应根据实际情况,综合考虑效率、成本、环保等因素。
吸收法具有处理量大、脱硫效率高等特点,适用于大规模高硫煤气的处理;催化氧化法具有回收硫的优势,适用于硫回收要求较高的情况。
同时,还可以根据需求将多种脱硫工艺结合应用,以达到更好的脱硫效果。
PDS法焦炉煤气脱硫工艺分析
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工艺原理:
总反应方程式 2H2S + O2 → 2S + 2H2O 这方程式是整个脱硫的目的和整体过程,也是经常被大多数人忽略的一个反应方程 式,总方程式决定了总体思维模式。 3.2脱硫原理 对于无机硫: H2S+Na2CO3 → NaHS + NaHCO3 这是典型的复分解反应,也是酸碱中和反应,无须任何催化剂,即使加入催化剂, 也不能影响到反应平衡。 对于有机硫: RSH + Na2CO3 → RSNa + NaHCO3 虽然有机硫的平衡常数比无机硫小,但酸碱中和的推动力,能够使反应进行的深度 也很高。 3.3再生原理 对于无机硫: NaHS + 1/2 O2 → S + NaOH 对于有机硫: 2RSNa + 1/2 O2+ H2O → RSSR + 2NaOH
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工艺流程图:
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工艺分析:
PDS脱硫工艺是以酞菁钴磺酸盐系化合物的混合物为催化 剂的湿式氧化法脱硫工艺,其工艺过程与HPF工艺类同。 最初使用的PDS是双核酞菁钴六磺酸铵,后改进到二双核 酞菁钴砜+磺酸铵,其活性比原PDS提高一倍。PDS法硫 容量可大于0.5g/L,不发生堵塞,副产品盐类增长速度缓 慢,脱硫率大于97%,脱氰率大于95%,有机硫的脱除率 大于40%,PDS结合栲胶法可以达到更好的脱硫效果,该 工艺的缺点是产生大量废液不好处理,目前独立焦化厂使 用此工艺的较多。
PDS法焦炉煤气脱硫工艺分析
应化3141 张斌
关键词:焦炉煤气;PDS脱硫
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论文
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摘要焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢是非常有害的物质,在后续生产过程中对生产设备产生腐蚀、引起催化剂中毒、污染大气环境及影响人类健康,因此使用前必须首先脱硫脱氰。
本文详细论述了焦炉煤气脱硫脱氰国内外的研究现状,常见工艺,并比较了几种工艺方法的优劣,从中选择了改良ADA法脱硫脱氰工艺作为本次设计的对象,其中重点介绍了改良ADA法脱硫脱氰工艺中的脱硫和副产品回收两个过程。
设计说明书包括四部分:综述,主要工艺计算和设备选型,粗制大苏打及硫氰酸钠的工艺计算和设备选型,脱硫工段平面布置说明。
一张脱硫工段工艺管道及仪表流程图,一张设备布置图,两张主要设备的装配图,及一张设备一览表。
关键词:焦炉煤气;脱硫脱氢技术;改良ADA法。
AbstractSulfides and cyanide in COG are extremely harmful substances in the subsequent production process of the production. The corrosion caused by environment, and the influence of atmospheric pollution to human health, so the catalyst poisoning, before using must first desulfurization and cyanide removal. This paper discusses in detail the coke oven gas desulfurization and cyanide research status at home and abroad, the common technology, and compares several technological methods, choose desulphurization and decantation process of modified ADA method as the object of this design, which focuses on the desulfurization of modified ADA method in desulfurization and cyanide process and product recovery two a process.Design specification includes four parts: review, the main process calculation and equipment selection, process calculation and equipment selection of crude soda and sodium thiocyanate, illustrate the desulfurization section layout. With five design drawings: a desulfurization process piping and instrument flow diagram, a piece of equipment layout, two assembly drawings of major equipment, and a list of the equipment.Keywords:anxiety gas; H2S and HCN removal technology; improved ADA method目录摘要Abstract目录前言第一章焦炉煤气脱硫脱氰方法综述1.1焦炉煤气净化工艺的发展1.1.1国内的发展1.1.2国外的发展1.2焦炉煤气脱硫方法1.2.1干法脱硫1.2.2湿法脱硫1.3总结第二章工艺计算和设备选型2.1主要设计计算定额2.2物料衡算2.2.1计算时选用的基本参数【4】2.2.2物料平衡计算2.3脱硫塔的计算2.3.1进塔湿煤气的体积2.3.2煤气组成2.3.3煤气的密度2.3.4煤气的粘度2.3.5煤气的扩散系数2.3.6脱硫塔塔径的计算2.3.7脱硫塔高度的计算2.3.8填料层高度的计算2.3.9脱硫塔脱硫效率的校核2.4再生塔的计算2.5反应槽的选用2.6喷射再生槽的选用2.7溶液加热器计算2.8事故槽的选型2.9硫泡沫槽的计算2.10真空过滤机的选择2.11熔硫釜的计算2.12空压机的选型2.13循环泵的选型2.14脱硫塔附件的选择2.14.1进液管与出液管2.14.2进气管与出气管2.14.3除沫器2.14.4液体分布器2.14.5液体再分布器2.14.6支撑板2.14.7填料压板2.14.8支座封头入孔的选取第三章粗制大苏打及硫氰酸钠的工艺计算和设备选型3.1工艺流程框图及工艺简介3.2工艺要求及控制指标3.2.1原料与产品质量3.2.2操作参数3.3主要设备计算和计算3.3.1真空蒸发器3.3.2冷凝冷却器3.3.3结晶槽3.3.4冷冻机第四章脱硫工段平面布置说明参考文献附录致谢前言煤中的硫在气化过程中会以无机硫化物(H2S)或有机硫化物(COS)的形式转化到气相中。
焦炉煤气脱硫工艺分析与优化
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焦炉煤气脱硫工艺分析与优化摘要:随着工业化进程的加快,大量的焦炉煤气被排放到大气中,其中含有大量的二氧化硫等有害气体,对环境和人类健康造成了严重的影响。
因此,煤气脱硫技术的研究和应用变得越来越重要。
关键词:焦炉煤气;脱硫;工艺优化1常用焦炉煤气脱硫的工艺1.1HPF法脱硫工艺HPF法脱硫工艺是一种常用的焦炉煤气脱硫方法,其全称为高压催化氧化法脱硫工艺。
该工艺主要通过高压催化氧化反应将煤气中的硫化氢转化为硫酸,从而达到脱硫的目的。
HPF法脱硫工艺的主要步骤包括:煤气预处理、催化氧化反应、吸收塔脱硫和尾气处理等。
具体来说,煤气预处理主要是通过除尘、除水和降温等措施,将煤气中的杂质去除,为后续的催化氧化反应提供良好的条件。
催化氧化反应则是将煤气中的硫化氢与氧气在高压催化剂的作用下进行反应,生成硫酸。
吸收塔脱硫则是将催化氧化反应后的煤气通过吸收塔进行吸收,将硫酸吸收下来,从而实现脱硫。
尾气处理则是将吸收塔中的尾气进行处理,将其中的二氧化硫等有害物质去除,达到环保要求。
该工艺具有脱硫效率高、操作简单、设备投资少等优点,因此在焦化、化工等行业得到广泛应用。
但是,该工艺也存在一些缺点,如催化剂易失活、催化剂寿命短、对煤气中的氧气要求高等,需要在实际应用中加以注意。
1.2湿法脱硫湿法脱硫是一种常见的焦炉煤气脱硫工艺,其主要原理是利用化学反应将煤气中的二氧化硫转化为硫酸盐(如CaSO3、CaSO4等)或硫酸,从而达到脱硫的目的。
湿法脱硫的主要步骤包括:喷雾吸收、氧化还原、沉淀和过滤等。
首先,将煤气通过喷雾器喷入吸收液中,吸收液通常是一种碱性溶液,如氢氧化钠或碳酸钠溶液。
煤气中的SO2会与吸收液中的碱性物质发生反应,生成硫代硫酸盐或硫酸。
接着,将生成的硫代硫酸盐或硫酸通过氧化还原反应转化为硫酸盐。
这一步通常需要加入一些氧化剂,如氯化钙或过氧化氢,使硫代硫酸盐或硫酸被氧化为硫酸盐或硫酸。
然后,将生成的硫酸盐通过沉淀反应沉淀下来。
焦炉煤气精脱硫工艺分析
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焦炉煤气精脱硫工艺分析一、工艺原理:焦炉煤气中的H2S主要通过煤气中的Fegl肟羧酸盐、CaS等吸收剂进行吸收。
Fegl肟羧酸盐是一种高效的硫化物吸收剂,可在较低的温度下将煤气中的H2S和COS吸收。
而CaS则可以将煤气中的剩余H2S去除。
二、工艺流程:1.气体预处理:首先对焦炉煤气进行预处理,去除其中的悬浮颗粒物和水分,以净化煤气。
2.前骤吸收:采用Fegl肟羧酸盐作为吸收剂,通过吸收剂床将煤气中的H2S、COS等硫化物吸收。
床层中的吸收剂会与煤气中的硫化氢进行反应,生成硫化铁,并将其捕集。
3.普鲁士蓝阳极液循环:将废液中的硫化铁氧化为硫酸铁,通过循环泵送到反应床顶部,实现循环利用。
4.精脱硫:采用CaS作为吸收剂,通过床层吸收煤气中剩余的硫化氢,并将其转化为CaS。
此过程需要保持一定的温度和压力,以促使吸收反应的进行。
5.再复焦炉:将经过精脱硫的煤气送入焦炉进行再加热,以提高炉内温度。
三、工艺特点:1.高效: 采用Fegl肟羧酸盐和CaS作为吸收剂,可以高效地吸收煤气中的硫化物,使硫化氢的去除率达到90%以上,保证煤气的质量。
2.安全:精脱硫过程中对温度和压力的要求较高,可以有效地防止硫化氢的泄漏,保证了生产环境的安全。
3.循环利用:工艺中的废液通过循环泵送到反应床顶部,实现了废液中的硫化铁的循环利用,减少了废液的排放,具有较好的环保效益。
总结起来,焦炉煤气精脱硫工艺通过床层吸收剂的反应,有效地去除焦炉煤气中的硫化氢等硫化物,以保证煤气的质量达到环保要求。
该工艺具有高效、安全、循环利用等特点,在焦化行业得到广泛应用。
焦炉煤气湿法脱硫脱氰工艺进展
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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
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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。
焦炉煤气的净化工艺流程
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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。
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术
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工艺方法——焦炉煤气脱硫技术工艺简介焦炉煤气是炼焦过程的副产品,是H2、CH4、CO2、CO等气体组成的混合物,焦炉煤气的产率和构成取决于炼焦用煤的质量及炼焦过程操作条件。
焦炉煤气是一种高热值煤气,可作燃料使用,也可用作化工产品的重要原料,如合成氨、甲醇等。
焦炉煤气无论是作燃料,还是作生产原料,使用前需进行净化处理,以脱除煤气中H2S及HCN 等,满足环保和生产要求。
焦炉煤气脱硫工艺可分为干法脱硫工艺和湿法脱硫工艺2大类。
一、干法脱硫工艺干法脱硫工艺是指使用固体脱硫剂,在固定床层中进行H2S的物理或化学吸附、吸收与化学反应。
干法脱硫技术主要包括活性炭系、铁系、锌系、铜系、锰系及钙系等脱硫剂。
干法脱硫效率高,生产成本低,但脱硫剂需要定期更换,劳动强度大,同时失效的脱硫剂需进行处理。
因此,干法脱硫工艺主要用于湿法脱硫后的精脱硫。
二、湿法脱硫工艺湿法脱硫工艺是指利用液体形式的脱硫剂脱除煤气中的H2S和HCN。
按溶液的吸收和再生性质又分为湿式吸收法,包括物理吸收法、化学吸收法和物理-化学吸收法以及湿式氧化法。
湿法脱硫具有焦炉煤气处理量大、脱硫效率高等特点,在国内焦炉煤气脱硫中较为常用。
1、湿式吸收法湿式吸收法是以单乙醇胺、碳酸盐及氨溶液等不同的碱源作吸收液,吸收焦炉煤气中的H2S和HCN,吸收液在一定操作条件下经解吸释放出H2S等酸性气体,借助制酸工艺或克劳斯工艺,将酸性气体转化生成硫酸或硫磺产品。
湿式吸收法包括真空碳酸盐法、氨硫联合洗涤法及单乙醇胺法。
(1)真空碳酸盐法真空碳酸盐法脱硫工艺是—种物理—化学吸收方法,溶液中起吸收作用的是碳酸钠(或碳酸钾)。
焦炉煤气与吸收液逆流进行传质并发生反应,HCN、H2S及CO2被吸收液吸。
吸收了H2S的等酸性气体的溶液循环到再生塔,在一定操作条件下,H2S等酸性气体析出,实现吸收液的再生。
酸性气体经克劳斯法生成硫磺或经Topsoe法生成浓硫酸。
该工艺特点如下:脱硫剂单一,脱硫效率可达99%;产品质量好,硫磺纯度可达99.7%;采用真空解吸,操作温度低,为50-60℃,可有效利用循环氨水余热。
煤焦化工艺煤气净化工艺与技术
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煤焦化工艺煤气净化工艺与技术1. 引言煤焦化是将煤炭在高温下进行裂解、干馏和炭化,产生煤气和炼焦煤的过程。
煤气是其中重要的副产品,但煤气中含有大量的有害成分,需要经过净化处理才能满足环境排放标准。
本文将介绍煤焦化工艺中常见的煤气净化工艺与技术。
2. 煤焦化工艺中的煤气净化过程煤焦化过程中产生的煤气主要包含一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氰化物、苯系物等有害成分,这些成分对环境和人体健康造成严重影响。
因此,在煤焦化工艺中,必须对煤气进行净化处理。
煤气净化的基本过程包括:去除尘、去除硫、去除氰、去除苯系物和降低一氧化碳浓度。
以下将详细介绍每个净化过程的工艺与技术。
2.1 去除尘煤焦化过程中产生的煤气中含有大量的粉尘颗粒,这些颗粒对设备和环境都具有破坏性。
因此,需要进行去除尘处理。
常用的去除尘技术有重力沉淀、机械过滤和湿式洗涤等。
重力沉淀是通过调节煤气流速和设计合适的沉淀器来实现颗粒物的沉降。
机械过滤则通过滤网或滤筒收集颗粒物。
湿式洗涤是将煤气与洗涤液接触,利用液体中的溶解物质吸附颗粒物。
2.2 去除硫煤焦化过程中煤气中含有大量的硫化氢,这是一种具有刺激性气味且对环境和人体健康有害的气体。
因此,需要将硫化氢从煤气中去除。
常用的去除硫技术有化学吸收、物理吸附和生物净化等。
化学吸收是将煤气与氧化剂或碱液接触,将硫化氢转化为硫酸盐或硫化物。
物理吸附则是利用吸附剂吸附硫化氢。
生物净化则是利用微生物将硫化氢降解为无害的物质。
2.3 去除氰煤焦化过程中煤气中含有氰化物,这是一种非常有毒的物质,对环境和人体健康产生严重影响。
因此,需要将氰化物从煤气中去除。
常用的去除氰技术有氧化降解和吸附等。
氧化降解是将煤气中的氰化物暴露在氧气中,使其发生化学反应转化为无毒的物质。
吸附是利用吸附剂吸附氰化物。
2.4 去除苯系物煤焦化过程中煤气中含有苯系物,这些物质对环境和人体健康有害。
因此,需要将苯系物从煤气中去除。
常用的去除苯系物技术有溶剂吸收和活性炭吸附等。
焦炉煤气脱硫脱氰技术及优化建议
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焦炉煤气脱硫脱氰技术及优化建议简要回顾了煤气脱硫脱氰工艺的发展历程,介绍了湿式吸收法和湿式氧化脱硫法的原理及进展。
总结了硫磺回收、WSA接触法制硫酸、克劳斯炉生产硫磺、硫氰酸盐和硫代硫酸盐的提取、昆帕库斯法制浓硫酸、希罗哈克斯法制硫酸铵等副产品回收工艺过程。
并从工艺优选、设备及技术开发、废液资源化处理方面提出煤气脱硫脱氰技术的优化建议。
焦化产业是煤化工的支柱产业之一。
炼焦原料煤主要由碳、氢、氮、硫和氧5 种元素组成,其中硫元素以有机硫和无机硫形式存在。
一般干煤含全硫质量分数0.5%~1.2%,在成焦过程中,约有30%的硫进入煤气中,其中95%的硫以H2S 形式存在。
煤气中一般含H2S(质量浓度 4 g/m3~10 g/m3)和HCN(质量浓度 1 g/m3~2.5 g/m3),在煤气净化过程中对工艺设备有腐蚀危害,燃烧后对环境有污染,因此需要对煤气进行脱硫脱氰净化处理。
笔者在煤气脱硫脱氰工艺原理分析的基础上,总结了副产品回收技术,并对煤气脱硫脱氰技术的优化提出建议,旨在促进新技术的开发。
1 焦炉煤气脱硫脱氰工艺发展简述目前,国内的煤气脱硫脱氰技术是在煤气净化工艺基础上建立的。
20 世纪70 年代以前,我国绝大部分焦化企业的焦炉煤气净化工艺沿用与原苏联20 世纪40 年代焦炉炉型相配套的初冷-洗氨-终冷-洗苯的煤气净化工艺流程,一般不设置脱硫装置,仅对氨进行回收。
20 世纪80 年代末开始,随着煤气净化技术的引进,宝钢等一些大型钢铁企业,陆续引进了MEA 法、TH 法等脱硫工艺。
但国内大部分焦化企业仍停留在采用氢氧化铁干法或ADA 法脱硫的阶段,甚至有些焦化企业没有脱硫装置。
此时,我国的ZL 脱硫脱氰工艺正处于研究探索阶段。
20 世纪90 年代初,国内焦化生产企业先后引进了FRC 法、氨-硫化氢循环洗涤法(AS 法)、真空碳酸盐法等脱硫技术。
之后在湿式氧化脱硫技术基础上,开发出了诸多适合我国国情的煤气脱硫脱氰新技术,如栲胶法、HPF法、PDS 法、888 法、APS 法、OMC 法、OPT 法、YST 法和RTS 法等,极大地推动了我国焦化行业湿式脱硫脱氰技术的发展[3]。
焦炉煤气脱硫工艺技术
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焦炉煤气脱硫工艺技术焦炉煤气脱硫工艺技术是指通过一系列的物理、化学或生物方法,去除焦炉煤气中的硫化氢(H2S)等有害物质,以保护环境和提高煤气利用效率的技术过程。
目前常用的焦炉煤气脱硫工艺有干法脱硫和湿法脱硫两种。
干法脱硫是指通过吸附剂吸附H2S等硫化物,然后进行再生处理,脱除硫化物而实现脱硫的过程。
常用的吸附剂有氧化铁、铁磁性煤气净化剂和锰增强剂。
在焦炉煤气脱硫的工艺中,需要优化吸附剂的选择和技术参数,以提高脱硫效率和经济性。
湿法脱硫是将焦炉煤气先与一定流量的洗涤液接触,使H2S等硫化物溶解到液体中,然后通过氧化、沉淀、吸附等方法将硫化物转化为硫酸根离子或其他形式,最后得到脱硫后的煤气。
湿法脱硫常用的洗涤液有氨碱溶液、碱性液体和氧化剂溶液等。
湿法脱硫技术具有脱硫彻底、操作简便等优点,但是存在液体回收、处理和废水排放等问题。
在实际应用中,干法脱硫常用于小型焦炉,工艺简单、成本较低,但不能完全脱除H2S;湿法脱硫则适用于大型焦炉,能有效去除H2S,但其液相处理和废水处理是一个挑战。
近年来,为了提高焦炉煤气脱硫效率和降低环境污染,一些新兴的煤气脱硫技术被广泛关注和研究。
比如,生物脱硫技术是利用硫氧化细菌、硫还原细菌等微生物对焦炉煤气中的硫化氢进行吸附、处理和转化的一种脱硫方法。
生物脱硫技术具有脱硫效率高、废水低、处理成本低等优点,但需要解决微生物耐受性、稳定性和生长条件等问题。
除了上述的脱硫技术外,目前还有很多新的煤气脱硫工艺正在不断涌现,如气体膜分离技术、超声波脱硫技术等。
这些新技术通过提高脱硫效率、降低能耗和废物产生,为未来焦炉煤气脱硫提供了更好的选择。
总之,焦炉煤气的脱硫工艺技术对于环境保护和碳资源利用具有重要意义。
通过不断创新和研发,我们将能够开发出更加高效、环保和经济的焦炉煤气脱硫技术,为可持续发展做出更大的贡献。
焦炉荒煤气净化工艺
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焦炉荒煤气净化工艺焦炉荒煤气中一般含硫化氢为4~8 g/m3、含氨为4~9 g/m3、含氰化氢为0.5~1.5 g/m3。
硫化氢(H2S)及其燃烧产物二氧化硫(SO2)对人身均有毒性,氰化氢的毒性更强。
氰化氢和氨在燃烧时生成氮氧化物(NOx)。
二氧化硫(SO2)与氮氧化物(NOx)都是形成酸雨的主要物质,煤气的脱硫脱氰洗氨主要是基于环境保护的需要。
此外在冶金工厂,高质量钢材的轧制,对其使用的燃气含硫也有较高的要求。
随着科学技术的进步和焦化工业的发展,产生了众多各具特色的煤气脱硫洗氨净化工艺。
HPF 法脱硫属湿式催化氧化法脱硫工艺,是PDS 脱硫工艺的改进工艺,两者的区别在于所使用的催化剂略有差异:前者使用对苯二酚加PDS 及硫酸亚铁的复合催化剂(HPF),后者使用PDS 催化剂。
HPF 催化剂在脱硫和再生过程中均有催化作用,是利用焦炉煤气中的氨做吸收剂,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硫。
HPF 法脱硫选择使用HPF(醌钴铁类)复合型催化剂,可使焦炉煤气的脱硫效率达到99%左右。
HPF 法脱硫工艺置于喷淋式饱和器法生产硫铵的工艺之后。
从鼓风冷凝工段来的温度约55 ℃的煤气,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。
工艺特点(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,催化剂用量小,脱硫废液处理简单,操作费用低,一次性投资省。
(2)硫磺收率一般为60%,硫损失约为40%,其废液量约为300~500 kg/(103m3·h),废液回兑至配煤中,对焦碳的质量有一定的影响。
(3)硫膏产品质量不理想,外观多为暗灰色,纯度90%左右,产品销售难度大。
若后续能再配置硫膏生产硫酸的工艺,硫酸用于硫铵生产,则HPF工艺不失为一种完善的工艺。
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焦炉煤气脱硫脱氰净化工艺综述1.1引言随着化学工业及城市煤气事业的迅速发展,炼焦制气厂也迅速发展起来,这样的处理煤气中硫化氢、氰化氢的问题就提到议事日程一来了。
国际上对含有硫化氢、氰化氢的煤气的燃烧与使用有着严格的要求,且已有一系列的脱硫脱氰工艺投入生产。
我国虽然在脱硫脱氰的工艺技术上也有很大的发展,但仍落后于需要,为了满足冶金工业对焦炉煤气中硫化氢、氰化氢的要求,减少焦炉煤气燃烧后对大气的污染,防止含硫化氢、氰化氢的废水污染水质,降低煤气中的硫化氢、氰化氢对仪表、设备等的腐蚀,综合利用硫化氢、氰化氢,使它变害为宝,必须大力发展脱硫脱氰的工艺。
在炼焦过程产生的焦炉煤气中含有硫化氢(H2S)、氰化氢(HCN)有害气体。
H2S 含量一般为5-7g/m3,HCN含量为1-2g/m3。
若不事先脱除,不但严重腐蚀气系统的设备和管道,所产生的废气和废水污染环境,危害人的身体健康。
车间内允许的H2S浓度应小于10mg/m3,HCN浓度应低于0.3mg/m3,当H2S浓度达到700-1000mg/m3时,人立即昏迷,当人吸入50mgHCN,可瞬间死亡。
我国规定车间内二氧化硫(SO2)的最高允许浓度为15 mg/m3,二氧化氮(NO2)为5 mg/m3,含有H2S和HCN的煤气作燃料燃烧时,生成SO2和NO2,按65孔焦炉每座焦炉所产生的煤气量计算,每天向大气排放5吨SO2,严重污染大气。
随着环保规定的日趋严格,焦炉煤气脱硫脱氰技术有了很大发展,到目前为止,脱硫脱氰方法及其废液(气)处理已有数十种,本文主要介绍PDS法、HPF 法、FRC法、DDS法、改良ADA法及TH法焦炉煤气脱硫脱氰的方法以及他们之间的比较。
1.2煤气净化技术发展概况焦炉煤气净化是焦化厂中重要的工艺过程。
20世纪50年代初,我国各焦化厂大部分是沿用由前苏联引入焦炉炉型相配套的初冷—洗氨—终冷—洗苯的煤气净化(或称煤气回收) 工艺。
自20世纪50年代末起,我国焦化工作者冲破旧的工艺模式,创造性地开发和设计了与我国自行设计的58型焦炉和其他炉型相适应的焦炉煤气净化工艺,如氨水工艺、硫铵工艺、A.D.A (蒽醌二磺酸钠) 脱硫工艺、改良A.D.A 脱硫工艺、氨焚烧工艺、单塔脱苯工艺、氨法脱硫工艺等。
各厂的实践表明, 这些煤气净化工艺存在着净化效果差、设备腐蚀严重、氨苯回收率低、产品质量差、环境污染较严重等缺点,与世界先进水平相比有较大的差距。
20世纪70年代末以来,我国一些焦化厂配合大容积焦炉的投产,通过与国外厂家联合设计、技术引进等方式,先后采用了全负压煤气净化工艺、AS循环洗涤(氨2硫化氢循环洗涤)脱硫脱氰工艺、无饱和器法硫铵工艺、FRC脱硫脱氰工艺、Sulfiban(索尔菲班)脱硫工艺、克劳斯工艺等国外先进技术,并在设备和材料国产化方面取得了突破性的进展,如我国近年来开发的以焦炉煤气中原有的氨为碱源,以对苯二酚、PDS(酞箐钴磺酸铵)、硫酸亚铁为复合催化剂的脱硫脱氰工艺(简称HPF脱硫工艺),鞍山热能研究院与苏州钢铁厂焦化分厂联合研究的以氨为碱源、OP型复合催化剂、脱硫废液提盐的湿式氧化脱硫脱氰工艺(简称OPT 工艺)和东北师范大学研究的PDS(酞箐钴磺酸铵)脱硫工艺,都具有国际先进水平,把我国煤气净化的技术和装备推向了国际先进行列。
这些先进工艺的引进,无疑对焦化企业煤气净化技术的改进和提高起到了重要作用。
1.3焦炉煤气脱硫脱氰的意义(1) 降低硫化氢、氰化氢对人体的毒害硫化氢气体吸入人体,进入血液后与血红蛋白结合生成不可还原的硫化血红蛋白而使人中毒。
车间内允许的硫化氢浓度不高于10mg/m3,当硫化氢的浓度达到700~1000mg/m3时,人吸进后立即昏迷,窒息致死。
氰化氢的毒性比硫化氢更大,人吸入50mg氰化氢,即可死亡。
车间内空气中氰化氢的含量应低于0.3mg/m3。
硫化氢、氰化氢的水溶液也具有强烈的毒性,水中含氰化氢量达0.04~0.1ppm 时可使鱼类死亡。
长期饮用含硫化氢、氰化氢污染的水,可使人的大脑记忆力明显衰退,神经衰弱,心血管变形等,对人体危害极大。
故工厂排水含硫化氢和氰化氢的量必须要远远低于此值,HCN含量不高于0.05mg/L[3]。
(2)防止有硫化氢和氰化氢的焦炉煤气燃烧时,生成SOx和NOx后严重污染大气。
当含有硫化氢和氰化氢的煤气作为燃料燃烧后,废气中含有SO2和SO3,在大气中危害性很大,严重时形成酸雨。
NO、NO2是一种重要的致癌物质,故必须严加控制。
各国对外排废气中的SO x和NO x的含量和排放量的限制也日益严格,我国规定车间内的最高允许浓度SO2为15mg/m3,NO2为5mg/m3。
(3) 防止硫化氢、氰化氢本性气体强烈腐蚀材质饱和煤气中含有硫化氢、氰化氢对设备、管道等均有强烈的腐蚀性。
输送一般煤气时,管道年腐蚀速度为8g/(m2.a),而当硫化氢、氰化氢尝试高时为75g/(m2.a),当输送压缩湿煤气时,腐蚀得更加严重。
每年由于硫化氢、氰化氢腐蚀造成的经济损失是相当大的。
(4) 冶金工业、化学工业对焦炉煤气的特殊要求过去冶金企业对焦炉煤气中硫化氢含量没有私物殊要求。
随着冶金工业的发展,生产一些特殊钢材时对加热用的焦炉煤气中硫化氢含量有一定的要求,一般炼钢,轧钢生产等要求焦炉煤气中硫化氢在200~500mg/m3,生产特殊钢时要求更高。
例如硅钢厂要求焦炉煤气中硫化氢含量小于15mg/m3,初轧厂火焰清理机、连铸车间的板坯火焰清理机均要求焦炉煤气中硫化氢含量小于10~20mg/m3,冷轧厂的连续式退火炉等,对焦炉气中硫化氢含量要求更高,要求小于2mg/m3。
而许多化工厂以焦炉煤气为原料气时,对焦炉煤气中硫化氢含量要求极高,例如:以焦炉煤气中氢为原料的合成氨厂,一般进合成塔时要求气体中硫化氢含量小于1 mg/m3,在苯加氢制氢设备中要求气体中的硫化装置中,为了防止对铜设备腐蚀,要求焦炉煤气中硫化氢也有规定,一般要小于20 mg/m3。
(5) 变害为宝煤气中的硫化氢、氰化氢既有毒物质也是重要的化工原料,通过脱硫脱氰装置可以得到许多重要的化工产品,如硫磺、硫酸、黄血盐、硫代硫酸钠、硫酸铵等。
我国的煤储量为8593.88亿t,炼焦煤约占35~38%。
目前我国年采煤量已超过10亿t,用来制硫酸每年可得到200多万吨硫酸,这是一笔很大的财富。
如将焦炉煤气中回收下来的氰化氢加工成硫氰酸钠,黄血盐等化工产品,对企业,对国家都有一定的好处。
焦化厂苯加氢装置和沥青装置均产生含硫化氢的尾气,流量为2000m3/h,平均含硫化氢25~29g/m3,尾气全部硫化氢25~29g/m3,尾气要烧掉,现在有了脱硫装置,尾气全部进入脱硫装置,既回收大量可燃性尾气,又解决了尾气排放污染问题,硫化氢又得到了回收利用,一举三得。
所以,承受着国家和人民对环保的要求越来越越高,变害为宝的脱硫脱氰装置必将更快发展起来。
1.3焦炉煤气脱硫脱氰方法分类焦炉煤气净化是焦化厂中重要的工艺过程。
焦炉煤气的脱硫脱氰方法发展的今天已有50余种,类似的方法不计,有代表性的也有10余种。
这些方法按吸收剂的形态可分为干法和湿法两大类。
1.3.1干法脱硫工艺干法工艺是1809年英国人发明的,开始是用消石灰做脱硫剂,1948年改用氢氧化铁做脱硫剂,目前常用的脱硫剂为氧化铁。
而如活性碳,分子筛,氧化锰,氧化锌等脱硫剂都较昂贵,使用较少。
此法脱硫净化度较高,适用于低含硫气体的处理,多用于精脱硫,操作简单可靠。
其缺点是装置占地面积大,间歇更换和再生脱硫剂劳动强度大,不能回收成品硫,废脱硫剂,废气,废水严重污染环境,因此在大的焦化和钢铁行业,如果焦炉煤气不采用深加工,一般不考虑干法脱硫,而只有中小型焦化厂煤气脱硫主要采用干法脱硫工艺。
1.3.2湿法脱硫工艺湿法工艺出现于20世纪20年代初,它是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢,按溶液的吸收和再生性质又分为湿式吸收法和湿式氧化法。
湿式氧化法是利用碱液吸收硫化氢和氰化氢,在载氧体的催化剂作用下,将吸收的硫化氢氧化成单质硫,同时吸收液得到再生,是焦炉煤气脱硫脱氰比较普遍使用的方法,其通用装置设有一个吸收塔和一个再生塔,吸收过程与湿式吸S和HCN。
为了使吸收下来的硫化氢加收法一样,用碱性溶液吸收煤气中的H2速氧化,在吸收液中加入了催化剂,带有催化剂的吸收液进入再生塔,在此通S和HCN氧化入空气使催化剂再生,再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。
H2成元素硫、硫代硫酸盐及硫氰酸盐。
元素硫或当作产品、或以硫浆形式与硫代硫酸盐、硫氰酸盐一起进一步处理。
该工艺具有下列特点:①脱硫过程为氧化反应;②产生元素硫、硫代硫酸盐及硫氰酸盐废液;③不仅需吸收剂,还需催化剂;④吸收液用空气再生。
由于所采用的催化剂不同,出现了各种不同的湿式氧化法。
如改良ADA法用蒽醌-2-磺酸钠和偏钒酸钠,弗玛克斯-洛达科斯法是苦味酸,塔卡哈克斯法是1,4萘醌-2-磺酸铵,奥托法是硫酸亚铁,PDS法是用双核金属酞菁类化合物。
湿式吸收法的三种方法主要用于天然气和炼油厂的煤气脱硫,不能直接回收硫磺,较少用于焦炉煤气脱硫脱氰中使用。
1.4几种重要的脱硫脱氰方法国内外焦炉煤气脱硫脱氰工艺不断进步和发展,新工艺技术不断用于工业生产,尤其是湿式氧化脱硫工艺发展的更快。
在焦化行业应用极为广泛。
现将几种国内外典型的工艺简单介绍如下:1.4.1 FRC法脱硫脱氰工艺FRC法是由日本研制开发的,它是利用焦炉煤气中的氨气,在催化剂苦味酸的作用下脱除H2S,利用多硫化铵脱除HCN。
其装置是由吸收塔和再生塔组成,前者用以吸收粗煤气中的硫化氢,后者用以吸收污液和空气发生催化反应再将硫化氢氧化为硫磺的同时,使污液再生。
将煤气用驸马克斯液洗涤,所含硫化氢被洗涤液吸收后,脱硫即可完成。
将吸收后的污液进入再生塔,使之与空气接触,进行硫化氢的氧化和催化剂的再生,然后送回吸收塔顶循环,循环液中悬浮再生的固体硫磺,用离心机分离回收。
该工艺脱硫效率高达99%以上,脱氰效率为93%,煤气经脱硫塔后,H2S可降到20 mg/m3,HCN可降到100 mg/m3。
催化剂苦味酸消耗量少且便宜易得,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。
但因苦味酸是爆炸危险品,运输存储困难,且工艺流程长、占地多,投资等因素,使用受到一定的限制。
图1.1 FRC法工艺流程1-脱硫塔2、3-循环泵4-再生塔5-燃烧炉1.4.2 AS脱硫脱氰工艺AS法以煤气中的NH3为碱源, 在洗氨的同时脱除H2S、HCN,脱硫塔设在洗氨塔之前。
AS 法流程由氨硫洗涤、脱酸蒸氨、氨分解硫回收三部分组成。
AS法的工艺流程为:在硫化氢洗涤塔内,用洗氨塔排出的富集氨的洗涤液从洗涤塔下的再生装置出来的脱酸氨水将硫化氢从焦炉煤气中脱除。