焦炉煤气湿法脱硫脱氰工艺进展

车俊龙

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。本文主要对焦炉煤气湿法脱硫脱氰工艺原理和典型湿法脱硫工艺进行了阐述，以供参考。

关键词：焦炉煤气;脱硫脱氰;湿式氧化法

焦炉煤气是重要的中高热值气体燃料，既可用于钢铁生产，也可供城市居民使用。焦炉产生的荒煤气中含有许多种杂质，需要进行净化。净化不仅是回收煤气中的苯、萘、焦油等有机化学产品，更重要的是脱除硫化物、氰化物和氨等有害成分。一般焦炉煤气中含H2S4～10g/m3、HCN0.5～1.5g/m3。H2S和HCN的含量虽少，但却有很强的腐蚀性、毒性，所以在煤气作为燃料使用之前必须进行脱硫脱氰，以减少对环境的污染和设备的腐蚀。

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[1]，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[2]，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

2焦炉煤气湿法脱硫脱氰工艺原理

简述焦炉煤气脱硫脱氰方法按照原理可以划分为干法、湿法两种。随着技术的进步，目前焦炉煤气脱硫脱氢技术已有五十多种，常用的有十几种。因此，必须深入全面地掌握这些煤气脱硫脱氢技术的原理和特点。在众多的脱硫脱氰工艺种，湿法脱硫综合了多种脱硫技术的优点，解决了传统的脱硫脱氰工艺中存在的问题，借助液态脱硫剂去除焦炉煤气中的硫化氢、氰化氢。在脱硫塔中，焦炉和液态的脱硫剂接触发生化学反应，具有较高的脱硫脱氰效率，工艺发展比较成熟。为了能够重复利用液态脱硫剂，在实际生产中还可以采用吸收 - 解吸、吸收 - 再生组合工艺。湿法脱硫脱氰过程有湿式氧化、化学吸收、物理吸收、物理化学吸收等，其中湿法氧化是指利用碱性的液态脱硫剂和煤气发生化学反应生成含硫化合物，在通过催化剂再生，将含硫化合物作为副产品转化回收。湿式氧化工艺具有效率高、没有二次污染、脱硫剂可再生以及成本较低等优点。经过优化的湿法脱硫工艺更加符合环保标准。

3典型湿法脱硫工艺

3.1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。

3.1.1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。

3.1.2氨 - 硫联合洗涤法（A S 法）

以煤气中的 NH3为碱源，以洗氨塔的富液作为吸收液吸收 H2S 和 HCN。脱硫效果取决于富氨循环液中的氨浓度，氨浓度越高脱硫效果越好，但同时又受制于氨的吸收率，氨浓度越高则氨的吸收率越低，因此，脱硫效果较差，一般吸收塔出口煤气中的 H2S 含量只能≤500 mg/m3。

3.1.3单乙醇胺法 （M EA 法）

MEA 硫工艺是宝钢化工公司焦化二期工程从日本钢管公司引进的 Sulfiban 脱硫脱氰工艺。该工艺主要以 15%的 MEA 水溶液作为吸收液，在低温下吸收，高温下解吸。产生的酸性气体进一步用于制取硫磺或硫酸。

3.2湿式氧化法湿式氧化法

利用含有催化剂的碱性吸收液吸收焦炉煤气中的酸性气体，再将反应液在催化剂的作用下进行再生，同时将含硫反应物中的硫氧化成单质硫，是较普遍的焦炉煤气脱硫脱氰方法。该工艺特点如下： （1） 脱硫效果好，脱硫效率可达 98.6%; （2） 通过催化剂的氧化作用将H2S 氧化为单质 S，便于利用; （3） 操作条件温和，操作压力低，节省设备投资; （4） 脱硫剂均可再生，运行成本较低。湿式氧化法包括塔卡哈斯 （TH 法）、改良蒽醌二磺酸钠 （A.D.A） 法、醌鈷铁类 （HPF） 法和 FRC 法。

4总结

焦炉煤气脱硫脱氧是煤气净化的重要工艺单元，探寻技术可行、经济合理的煤气脱硫脱氧工艺，能够提高煤气脱硫脱氧效率。通过废液资源化回收途径，能够提高经济效益，减小脱硫废液造成的危害。脱硫脱氤后，煤气满足回用焦炉煤气或送用户煤气硫化氢含量标准的同时，可减少燃烧后有害气体对环境的污染，寻求经济效益与环境效益的平衡点。

参考文献：

[1]张兴柱 .HPF 湿式氧化法焦炉煤气脱硫脱氰技术 [J]. 燃料与化工 ，2003（4）：205-206.

[2]李玉秀 ， 白玮 ， 张爽 . 真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫脱氰工艺的特点 [J]. 燃料与化工 ，2009，40（3）：57，63.

[3] 顾伟民 . 以氨为碱源的焦炉煤气脱硫脱氰技术 [J]. 煤气与热力 ，1993（3）：13-16，18.

[4] 刘靖 . 关于焦炉煤气 HPF 脱硫脱氰工艺中抑制两盐增长方法的研究 [D]. 石家庄 ： 河北科技大学 ，2014.

（作者单位：新疆广汇煤炭清洁炼化公司）