HPF湿式氧化法脱硫副盐转化关系探讨分析

张健

摘 要：本文介绍了焦炉煤气中硫化氢的危害，为适应新的环保要求，从HPF法脱硫反应原理着手进行分析，对脱硫液副盐指标进行统计和分析。对脱硫系统进行硫元素平衡计算，得出目前工况条件下，脱硫系统中硫膏和副盐的转化关系。

关键词：环保;HPF法脱硫;反应原理;转化关系

焦炉煤气中的H2S是一种有害的杂质，它腐蚀化学产品回收的设备及煤气贮存输送的设备。含H2S高的焦炉煤气用于炼钢，会使钢的质量降低;用于合成氨生产时，会使催化剂中毒和腐蚀设备;用作城市煤气，硫化氢及其燃烧产物二氧化硫均有毒，会破坏生态环境。所以，煤气脱硫显得更加重要。

某厂采用了HPF脱硫工艺，通过进行不断的调试，脱硫塔后硫化氢含量不断降低，硫膏产量明显提高，脱硫液各项化验指标均处于较好水平，脱硫效率明显提高。现场环境得到明显改善，创造了较大的环保生态效益。

1 HPF法脱硫原理

基本反应如下：

H2S+NH4OH→NH4HS+H2O

2NH4CN+S→NH4SCN+2H2O

NH4OH+HCN→NH4CN+H2O

NH4OH+CO2→NH4HCO3

2NH4OH+CO2→（NH4）2CO3+H2O

再生塔内发生的基本反应如下：

NH4HS+1/2O2→NH4OH+S

NH4CNS+1/2O2+3H2O→2NH4OH+S+CO2

除以上反应外，还进行以下副反应：

2NH4HS+2O2→（NH4）2S2O3+H2O

2（NH4）2S2O3+O2→2（NH4）2SO4+2S

从上述化学反应方程式可以看出，在脱硫过程中主要产生（NH4）2S2O3、NH4CNS等副盐，需定期将脱硫液送至提盐工序进行脱盐处理，当脱硫液中盐类浓度积累较高时，会严重影响脱硫效率。

2 脱硫副盐转化关系计算论证

2018年某月，该厂脱硫整体运行稳定。为进一步进行脱硫转化关系进行计算论证，现以该月实际生产情况为例计算脱硫系统副盐转化率。

2.1 吸收的H2S中硫的含量

塔前硫化氢9.74g/m3;塔后硫化氢200mg/m3;煤气发生量3.8万m3/h。

则脱硫系统回收的H2S的量为：

38000×（9.74-0.2）×24×31/1000/1000=269.71吨

H2S中S的质量分数为：

则全月回收H2S中S的总量为：

St=269.71×94.12%=253.86吨

2.2 副盐量计算

2#脱硫系统中副盐含量基本维持稳定，副盐含量趋势图如图1所示。

从图1可以看出：1#脱硫系统副盐含量月初为307.24g/L，月末为305.39g/L，全月平均含量为318.95 g/L。1#脱硫系统副盐含量月初和月末基本相当。该月份，1#和2#脱硫系统副盐含量月初和月末基本相等。故结合实际生产情况，作以下假设：提盐工序处理后，脱硫清液中副盐含量较低，副盐含量近似按照0 g/L进行计算。

1#、2#脱硫系统副盐含量平均为：

（318.95+269.35）/2=294.15 g/L

脱硫液置换量按600m3进行计算，则全月副盐置换量为：600×1000×294.15/1000=176.49吨

2.3 副盐中S的含量

（NH4）2S2O3中S的质量分数为：

=43.24%

NH4SCN中S的质量分数为：

=42.11%

故副盐中S的质量分数平均为：

（43.24%+42.11%）/2=42.675%

则全月副盐中硫的量为：

Ms=176.49×42.675%=75.32吨

2.4 副盐转化率

=29.7%

生成硫磺膏：1-29.70%=70.3%

3 结论

该厂采用HPF法吸收脱除煤气中的硫化氢，通过计算和实践可以发现，该厂现工况条件下，1#、2#脱硫系统吸收煤气中的硫化氢29.7%的硫转化形成副盐，主要生成硫代盐、硫氰盐。70.3%的硫生成硫膏。

脱硫液中副鹽浓度较高，超过一定限度时，脱硫催化氧化反应向着生成副盐的方向进行，将不利于硫膏的生成，硫膏产量下降。脱硫效率明显下降。根据生产实际对脱硫液进行每天置换，确保副盐浓度维持在240-260g/m3，从而进一步提高脱硫运行效率，实现脱硫塔后硫化氢含量维持稳定。