焦炉煤气湿法脱硫工艺及进展

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关 键 词 :焦 炉 煤 气 湿 法 脱 硫 湿式 吸 收 法 湿 式 氧 化 法 净 化
焦 炭是 钢铁 行 业 的重 要 原料 。近 年来 ,随 着 钢 需 进行净 化处 理 ,以脱 除 煤气 中 H,s及 HCN等 ,满
铁行 业 产 能 的不 断 增 长 ,焦 炭 行 业 产 能 亦 不 断 增 足环 保 和生产 要求 。
HCN,吸收 液在 一 定 操 作 条件 下 经 解 吸释 放 出 H。S 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 。 3.1.1 真空 碳 酸盐法
硫 含 量较 高 的气 体 。该 法 脱 硫 操 作环 境 差 ,回收 的 水杨 酸 络合 盐 用 作 FD 法 的脱 硫 剂 ,该 工 艺 已经 应
硫 磺 质量 较差 ,收率 低 。
用 于工业 生产 。
3.2.4 FRC法
5 结 语
FRC法 是 以 2,4,6一三硝 基 苯 酚 (苦 味 酸 )作 为
源 ,苦 味酸 为催 化剂 ,来脱 除煤 气 中 的 H:s和 HCN。 煤 气制 甲醇 对焦 炉 煤气 洁净 度 要 求 较 高 ,故 需 要 脱
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
1~2.5 m 。
焦炉 煤气组 成 情况见 表 1。
表 1 焦 炉 煤 气 组成 情 况
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 。
2.2 湿 法 脱  ̄L_x-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 H s和 HEN。按 溶 液 的吸 收 和 再 生 性
2.1 干 法 脱 硫 工 艺
等特 点 ,在 国内焦炉 煤气脱 硫 中较 为常用 。
干法脱 硫 工艺 是 指 使 用 固体 脱 硫 剂 ,在 固定 床 3 典 型湿 法脱硫 工 艺
层 中进 行 H,S的 物 理 或 化 学 吸 附 、吸 收 与 化 学 反
湿法脱 硫工 艺包 括湿 式 吸收法 和湿 式氧 化法 。
工艺 主要 以 15%的 MEA 水 溶 液 作 为 吸 收液 ,在低 硫磺 颗粒 小 ,不 便 于 收 集 ,易 附着 ,造 成 设 备 堵 塞 ;
温下 吸 收 ,高温 下 解 吸 。产 生 的酸 性 气 体进 一 步 用 (2)副反应 消耗 部分 脱硫 液 ,成本 偏高 ;(3)不便应
于制 取硫 磺或硫 酸 。
应 。干法脱 硫 技术 主要 包 括 活 性 炭 系 、铁 系 、锌 系 、 3.1 湿 式 吸 收 法
铜 系 、锰 系及钙 系等 脱硫 剂 。
湿式 吸收 法是 以单 乙 醇胺 、碳 酸盐 及 氨 溶 液 等
干法 脱硫 效 率 高 ,生 产 成 本 低 ,但 脱 硫 剂 需 要 不 同的碱 源 作 吸 收 液 ,吸 收 焦 炉 煤 气 中 的 H s和
本 较低 。
转 化 为 NH 、CO:、N:。 因此 ,煤 气 脱 硫 脱 氰 装 置 中
湿式 氧化 法 包 括 塔 卡 哈斯 (TH 法 )、改 良蒽 醌 产 生 的 NH SCN不 会积 累 。
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气 体 净 化
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由于 HPF法 以气 体 氨为碱 源 ,故不 能用 于处 理 有龙 胆 酸一 铁 法 、FD 法 及 ATMP— Fe法 等 。磺 基
目前 ,焦 炉 煤 气 的 脱 硫 技 术 不 断 取 得 新 的 突
催 化 剂 ,由 Fumaks—Rhodacs法 脱 硫 脱 氰 、Compacs 破 。各种 脱硫 方 法 都 有 其 优 缺 点 。要 想 达 到 最 佳
法 废 液 焚 烧 和 干 接 触 法 三 法 结 合 制 取 浓 硫 酸 的 的脱 硫效果 ,必 须 结 合 各 种 工 艺 的优 势 ,实 现 优 势
应 ,HCN、H S及 cO 被 吸收液 吸 。吸收 了 H:s的等 3.2.1 TH法
酸性 气 体 的 溶 液 循 环 到 再 生 塔 ,在 一 定 操 作 条 件 下 ,H s等酸 陛气体析 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 :
2 焦 炉煤 气脱 硫技 术 简介
质又 分为 湿 式 吸 收 法 ,包 括 物 理 吸 收法 、化 学 吸 收
焦炉 煤气 脱 硫 工 艺 可 分 为 干 法 脱 硫 工 艺 和 湿 法 和物理一 化学 吸 收法 以及湿 式氧 化法 。
法 脱硫 工 艺 2大 类 。
湿 法脱 硫具 有 焦 炉煤 气 处 理 量 大 、脱硫 效 率 高
越低 ,因此 ,脱硫 效果 较 差 ,一 般 吸 收塔 出 口煤气 中 催 化 剂 ,A.D.A作 为还原 态钒 的再生 载氧 体 ,适 量添
的 H S含 量 只能  ̄ <500 mg/m 。
加酒 石酸钾 钠 (或 少 量 三氯 化 铁 及 乙二 胺 四 乙酸 )
3.1.3 单 乙醇胺 法 (MEA 法 )
湿式 氧化 法 利 用 含 有 催 化 剂 的碱 性 吸 收 液 吸 的堵 塞 。
收焦 炉煤 气 中的酸 性 气体 ,再将 反 应 液 在催 化 剂 的
在运 行过 程 中 ,脱 硫 液 中盐 类 积 累 速 度 缓 慢 ,
作用 下进 行再 生 ,同 时将 含 硫反 应 物 中的硫 氧 化 成 废液 量少 ,可将 脱 硫脱 氰 废 液 搀人 炼 焦 配 煤 中 。生
中的 COS及 CO 等发 生 不 可 逆反 应 ,造 成 MEA 损 为催 化剂 的湿 式液相 催化 氧化脱 硫脱 氰工 艺 。
失 ;MEA 价格 昂贵 ,生 产运 行成本 偏 高 。
HPF催化 剂 活 性 高 ,流 动 性 好 ,对 脱 硫 脱 氰 过
3.2 湿 式 氧 化 法
程 和再生 过程 均有 催 化作 用 ,且 能 减 缓设 备 和 管 道
吸 ,操作 温度低 ,为 50—60 ̄C,可有 效 利 用循 环 氨 水 和硫 酸 。
余 热 。
TH工艺 特点如 下 :(1)脱硫 脱氰 效 率高 ,以氨
3.1.2 氨一硫联 合洗 涤法 (AS法 )
为 碱源 ;(2)吸 收过程 吸收 液和解 吸 过程 空气 量 较
以煤气 中的 NH 为碱 源 ,以洗 氨塔 的富 液作 为 大 ,因此能耗 偏高 ;(3)需 配建硫 铵装 置 ;(4)操 作
工 艺 。
互 补 ,合理 调 配工艺 流程 ,搭建 出综 合 的工 艺路线 。
由宝钢 焦 化 三 期 工 程 和 天 津 第 二 煤 气 厂从 日
随着科 研 工作 者 的 不 断努 力 ,焦 炉煤 气 的应 用
本 大 阪煤 气 公 司引 进 的 该工 艺 ,以煤 气 中 的氨 为 碱 途 径越 来越 广 。 由于有 些利 用 途 径 ,例如 利 用 焦 炉
组成脱 硫液 ,脱 硫 效 率 高 ,国 内 比较 普 遍 应 用 在 城
MEA脱 硫工 艺 是 宝 钢 化工 公 司 焦化 二 期 工 程 市 民用煤气 净化 工艺 中 。
从 日本钢 管公 司引进 的 Sulfiban脱 硫 脱氰 工 艺 。该
A.D.A法存 在 的主要 问题 如下 :(1)悬 浮 液 的
吸收液 吸 收 H:s和 HCN。脱 硫 效 果 取 决 于 富氨 循 稳 定性 较好 。
环液 中 的氨浓 度 ,氨 浓 度 越 高 脱 硫 效 果 越 好 ,但 同 3.2.2 A.D.A法
时又受 制 于氨 的吸 收率 ,氨 浓 度 越 高则 氨 的吸 收率
A.D-A法是 以钠 为 碱 源 ,以钒 作 为脱 硫 的基 本
真空碳 酸 盐 法 脱 硫 工 艺 是 一 种 物 理一 化 学 吸
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气体净化
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收方 法 ,溶 液 中起 吸 收 作 用 的 是 碳 酸 钠 (或 碳 酸 二磺 酸 钠 (A.D.A) 法 、醌 钴 铁 类 (HPF) 法 和
钾 )。焦 炉煤 气 与 吸 收 液 逆 流 进 行 传 质 并 发 生 反 FRC法 。
用 于 脱 除 有 机 硫 和 氰 化 氢 ;(4) 脱 硫 废 液 难 于
该工 艺 主要 特 点 如 下 :(1)脱 硫 脱 氰 效 率 较 处理 。
高 ;(2)施工 占地 面积 小 ,投 资小 。
3.2.3 HPF法
MEA脱 硫工 艺 的缺点是 操作 过程 中 MEA 与 其
HPF法是 利用 焦炉 煤 气 中的 氨 为 吸 收剂 、HPF
2018年第 18卷第 4期
气 体 净 化
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焦炉 煤 气 湿 法脱 硫 工 艺及 进 展
李晓飞 ,刘 彦
(石家庄循环化工研究 院,河北石家庄 052160)
摘 要 :介 绍 了 焦炉 煤 气 的组 成 和 脱 硫 的 必 要 性 ,重 点 介 绍 了几 种 常 用 的湿 法 脱 硫 工 艺 ,即湿 式 吸 收 法 [真空碳酸盐法 、氨 硫联合 洗涤 法 (AS法 )、单 乙醇胺 法 (MEA法 )]和湿式 氧化 法 [塔 卡 哈斯 (Tn) 法 、改 良 A.D.A法 、HPF法 、FRC法 ],展 望了新型脱硫方法 ,即超 重力 湿式 氧化 法脱 硫 ,钨钼杂多化 合物 作 催 化 剂 和 采 用 铁 基 脱 硫 剂 的 脱 硫 方 法 。
单质 硫 ,是 较普 遍 的焦炉 煤气脱 硫脱 氰方法 。
产实 践表 明 ,搀 入 配 煤 中 的脱 硫 废 液 的盐 类 ,在 炭
该 工艺特 点 如下 :(1)脱 硫 效 果 好 ,脱 硫 效 率 化 室 内受 高温 影 响 ,裂解 生成 H s,其 中大部 分气 体
可 达 98.6% ;(2)通 过催化 剂 的氧化作 用将 H,s氧 进 入荒煤 气 ,极少 部 分 与 焦碳 反 应 。而 焦碳 中 的硫
化 为单 质 s,便 于利 用 ;(3)操作 条件 温 和 ,操作 压 含 量仅 为 0.03%~0.05% ,焦 碳强 度和 耐磨 性 等指 标
力低 ,节 省设备 投 资 ;(4)脱 硫 剂均 可再 生 ,运行 成 均无 明显 变 化 。废 液 中 的 NH SCN 在 高 温 裂 解 时
长 。 目前 ,我 国焦 炭产 能 、产 量 均 已位 居全 球第 一 。 1 焦炉煤 气 组成
焦 炉 煤 气 是 炼 焦 过 程 的 副 产 品 ,是 H 、CH 、
炼焦 过程 中 Байду номын сангаас除生 成 H 、CH 等 可 燃 性 气 体外 ,
CO:、CO 等气体 组 成 的混 合 物 ,焦 炉 煤 气 的产 率 和 一 些 杂质 气 体 也 伴 随 产 生 ,如 H,S、NH 、HCN 等 。 构成 取决 于炼 焦用 煤 的质量 及炼 焦过 程操 作条 件 。 煤气 中的 H S含 量 一 般 为 5—8 g/m ,HCN 含 量 为
(1)脱硫 剂 单一 ,脱 硫 效 率 可达 99% ;(2)产 品质 量好 ,硫 磺 纯 度 可 达 99.7% ;(3)采 用 真 空 解
宝钢 焦化 一期 工 程 采 用 从 日本 新 日铁 公 司 成 套 引进 的 TH 工 艺 。该 工 艺 由 Takahax法脱 硫 脱 氰 和 Hirohax法 废液 处理 两 部分 组 成 。脱硫 部 分 以煤 气 中的氨为 碱源 ,以 1,4萘醌 一2磺 酸 钠 为催 化 剂 ; 废液 处理部 分在 273 ̄C、7.5 MPa下 以氧 化还原 法将 脱硫废液 中的(NH ):Sz0 和 NH SCN转化 为硫铵
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