煤气厂脱硫工艺的选择

杨水仙(同煤集团煤气厂， 山西 大同 037001)

煤气厂脱硫工艺的选择

杨水仙(同煤集团煤气厂， 山西 大同 037001)

通过对干法脱硫和湿法脱硫优缺点的对比，对煤气厂原料煤含硫量情况的分析，再通过生产实践找到氢氧化铁干法脱硫的最佳工作条件，进一步提高干法脱硫的效率，最终得出煤气厂最佳的脱硫工艺为氢氧化铁干法脱硫。

煤气脱硫；湿法脱硫；干法脱硫；氢氧化铁；脱硫效率。

1 概况

大同煤矿集团公司煤气厂是一座集城市管道煤气、焦炭、煤焦油为一体的煤化工企业。煤气年产能力为2．18亿立方米，负责为大同市矿务局8．4万居民提供生活煤气。在生产煤气的过程中，原料煤中的有机硫化合物在高温条件下，几乎全部转成硫化氢(H2S)，约占煤气总含硫量的90%以上，硫化氢本身是一种在常温常压下带有刺激性气味的无色急性剧毒气体，同时H2S具有弱酸性，在管道煤气输送过程中对管道有腐蚀性，大大增加了煤气管道维护保养成本。因此，采用何种脱硫技术是一个需要不断深入研究的课题。

2 煤气脱硫方法

煤气的脱硫脱氰方法发展到今天大致分为两种工艺，即湿法脱硫工艺和干法脱硫工艺。

(1)湿法脱硫工艺 湿法脱硫发展到今天，可分为两种，第一种是湿式氧化法(如)PDS法、拷胶法、ADA法)；第二种是湿式吸收法(如AS法、真空碳酸盐法、醇氨法)。[1]

(2)干法脱硫工艺 所谓干法脱硫就是指利用同体吸附剂来脱除煤气中的硫化氢气体。目前我国使用较多的有两种方法，即氢氧化铁法和活性炭法。

3 煤气厂脱硫工艺的选择

(1)干法脱硫工艺的选择 煤气厂2011年之前，采用的脱硫工艺是东北师范大学实验化工厂在PDS 的基础上改进提高后的888脱硫催化剂，它是一种以三核酞菁钴磺酸盐金属有机化合物为主体的脱硫催化剂，属于湿式氧化法范畴。相对于干法脱硫工艺其优点是：应用范围更广，脱高硫能力更强 ，脱硫液的工作硫容高等；缺点是：脱硫剂价格昂贵，运行耗电量大，设备的维护保养费用高，且对员工身体伤害较大，影响企业经济效益。

从2011年开始，煤气厂采购的原料煤属于低硫煤(含硫量0．51%～1．0%)，且低硫煤煤源稳定，这种低硫煤生产的煤气中H2S含量较低，采用干法脱硫就能满足城镇煤气供给需求。如果采用干法脱硫工艺，那么脱硫成本将大大降低，对员工身体的危害较小，同时又比较环保。于是2011年年初厂部研究决定采用干法脱硫工艺。

(2)选择氢氧化铁氧化法的原因 煤气厂采用的脱硫法是干法脱硫中的是氢氧化铁法脱硫。先将经过洗氨、电捕焦油后的煤气通过含有Fe(OH)3的脱硫箱，使煤气中的H2S与吸收剂Fe(OH)3发生反应生成Fe2S和FeS，当饱和后再讲脱硫剂与空气接触，并喷洒适量的水，铁的硫化物又会被氧化成Fe(OH)3，脱硫剂就得到了再生，延长了脱硫剂的使用寿命。煤气厂生产的煤气中含有少量氧气和水分，脱硫剂的脱硫和再生在脱硫箱中同时进行。

氢氧化铁脱硫，费用低廉，操作方便，使用寿命长，并有脱硫、脱硝、脱氰及脱除煤气焦油等多种功能[2]。

(3)影响干法脱硫效率的因素 为了进一步优化干法脱硫效率及降低成本，又对氢氧化铁干法脱硫的影响因素进行了相应研究，总结结论如下：①煤气中其它杂质对脱硫效率的影响。煤气中的氨、焦油等杂质进入脱硫箱之前如果不脱除干净，会使箱内的脱硫剂结成硬块，导致箱内阻力升高，脱硫效率下降，脱硫剂使用寿命降低。②温度对脱硫效率的影响。最佳工作温度为使28～30℃，当温度过高时，脱硫剂再生速度过快，脱硫化氢反应速度过慢；当温度过低时，脱硫剂的再生速度过慢，影响脱硫剂的使用寿命。③水分对脱硫效率的影响。水分控制在30%～40%为最佳，在这个范围时既不影响脱硫反应，又有助于脱硫剂的再生。④含氧量对脱硫效率的影响。煤气氧含量一般以1%～1．1%为宜，如果含量过高会加速腐蚀脱硫箱铁板，；如果含量过低，不利于脱硫剂的再生。⑤pH值对脱硫效率的影响。pH值宜控制在8-10之间为最佳，碱性对脱硫剂具有一定的稳定作用，又能减慢脱硫箱的腐蚀。

(4)提高脱硫剂寿命 为了更好的延长脱硫剂的使用寿命，煤气厂首先对脱硫剂的载体进行改良，由原来的木屑改为稻壳，提高了载体的机械强度，使脱硫剂活性增强，由原来的2个月一更换脱硫剂变为4个月一更换；其次又采用空气再生法和开箱再生法来加速脱硫剂的再生，进一步降低了脱硫剂更换的频率；最后先将碳化车间生产的煤气经过洗氨、电捕焦油，再进入干法脱硫箱脱硫，避免氨、焦油污染脱硫剂。煤气厂的脱硫箱共有5个，采用的是四开一备，串联使用的方法，第一个脱硫箱采用废脱硫箱作为焦油把关箱。通过上述方法，脱硫剂的使用寿命从原来的2个月延长到5个月左右。

4 结束语

当煤气生产过程中采用低硫煤且煤源稳定时，采用氢氧化铁干法脱硫和后脱硫工艺即可将煤气中的硫化氢脱至20mg/ m3以下，在通过研究影响氢氧化铁干法脱硫效率的因素，提供最佳反应条件，即可进一步提高脱硫剂的脱硫效率，延长脱硫剂的寿命，减少员工的劳动量，降低脱硫成本，进而提高企业的经济效益。

[1]杜若，焦化厂煤气脱硫工艺方法的选择和应用[D]，吉林大学，化学学院，2012年4月。

[2]聊霞光，城市煤气脱硫方法的比较[J]，西北煤炭，2003 年9月，第1卷第3期：42-44。