焦炉煤气湿法脱硫工艺技术装置的选择与比较

张羽

摘要：焦炉煤气当中的硫可以分为有机硫与无机硫这两种，当中九成以上的硫属于无机硫化物存在于煤气中，其他的属于有机硫。但由于当前对于焦炉煤气中无机硫化物的含量要求，还有无机硫化物减小之后对于管道以及设备腐蚀程度和回爐燃所造成的环境污染等因素影响，只有对煤气进行脱硫处理，才能够切实保障煤气的清洁燃烧，并在一定程度上减小煤气深加工前两次的脱硫成本。因此，本文就对焦炉煤气湿法脱硫工艺技术进行详细分析，并介绍了几种常用的湿法脱硫工艺技术，分别为湿式吸收法、湿式氧化法。

关键词：焦炉煤气;湿法脱硫;技术装置;选择与比较

焦炭作为钢铁行业的重要原料，随着近年来我国钢铁业产能的不断提升，焦炭行业的产能同样也在不断增长。焦炉煤气作为炼焦中的副产品，其具体的气体组成有H2、CH4、CO2、CO等，通过对焦炉煤气脱硫工艺的分析，焦炉煤气的产率与构成，主要取决于炼焦用煤的质量，还有实际炼焦过程的操作条件。焦炉煤气作为一种高热值的煤气，其能够作为燃料进行应用，也能够作为化工产品的原料，比如甲醇、合成氨等[1]。但焦炉煤气不论是作为燃料还是生产原料，在应用之前都需要进行净化处理，在脱除煤气中的H2S及HCN等，这样才能够有效满足环保要求和生产要求。

一、焦炉煤气脱硫技术分析

通过对当前常用的焦炉煤气脱硫工艺进行分析和探究，主要有干法脱硫工艺和湿法脱硫工艺这两种类型，下面就对这两种工艺类型进行分析。

（一）干法脱硫工艺分析

干法脱硫工艺指的就是应用固体脱硫剂，在固定床层中进行H2S物理或化学吸附、吸收和化学反应。干法脱硫技术主要有活性碳系、铁系、锌系等脱硫剂。通过对干法脱硫工艺的分析，干法脱硫工艺技术的效率相对较高，生产成本相对较低。但在干法脱硫工艺技术中，当中的不足就是脱硫剂需要进行定期的更换，且整个加工期间劳动强度相对较大，且失效的脱硫剂要进行处理。因此，在实际的焦炉煤气脱硫中，干法脱硫工艺主要应用在湿法脱硫后的精脱硫。

（二）湿法脱硫工艺分析

湿法脱硫工艺技术主要就是应用液体脱硫剂，以此来脱除焦炉煤气中的H2S，结合不同溶液的吸收与再生性质，能够将其分为湿式吸收法，当中包含化学吸收法、物理吸收法、湿式氧化法以及物理——化学吸收法[2]。湿法脱硫工艺技术有着焦炉煤气处理量相对较大，脱硫效率相对较高，且工艺技术较为成熟的特性，因此，在国内焦炉煤气脱硫中，湿法脱硫工艺技术也作为一种常用技术。

二、焦炉煤气典型湿法脱硫工艺

（一）湿式吸收法

湿式吸收法就是以单乙醇胺、碳酸盐及氨溶液等不同的碱源作吸收液，以此来吸收焦炉煤气中的H2S及HCN。吸收液还会在相应的条件下，经解吸释放出H2S等酸性气体，再利用制酸工艺，以此将酸性气体有效转化为生成硫酸或者硫磺产品。在湿式吸收法中有可以分为氨-硫联合洗涤法、单乙醇胺法、真空碳酸盐法。

1、氨-硫联合洗涤法

在氨-硫联合洗涤法中，其是以煤气当中的NH3作为碱源，用洗氨塔的富液作为吸收液吸收H2S及HCN。而具体的脱硫效果是由富氨循环液当中的氨浓度来决定的，通常氨的浓度越高，其脱硫的效果也更佳。但在实际应用过程中，也会受到氨的吸收率的影响，因此，氨浓度越高，氨的吸收率也就越低，那么，也会直接影响到脱硫的效果，通常吸收塔出口煤气中的H2S含量只能小于等于500mg/m3。

2、单乙醇胺法

单乙醇胺法作为从日本钢管公司引进的Sulfiban脱硫氰工艺，其主要是用15%的单乙醇胺法水溶液作为吸收液，在低温状态下进行吸收，在高温环境下进行解吸。当中所产生的酸性气体可以进一步用来制取硫酸或硫磺。通过对单乙醇胺工艺进行分析，脱硫脱氰的效率相对较高;且实际施工的占地面积也相对较小，整个生产工艺的投资金额也相对较小[3]。单乙醇胺脱硫工艺最大的问题就是单乙醇胺的价格较高，且整个生产运行的成本相对较高，在实际操作中，单乙醇胺法和当中的COS及CO2等会产生不可逆反应，从而造成单乙醇胺的损失。

3、真空碳酸盐法

通过对真空碳酸盐法进行分析，可以了解到真空碳酸盐法属于物理——化学吸收的脱硫工艺，溶液当中起到吸收作用的就是碳酸钠。当焦炉煤气和吸收液逆流进行传质，且发生相关反应的时候，焦炉煤气中的H2S及HCN就会被吸收液所吸收。之后，吸收了H2S及HCN等酸性气体的溶液，会循环到再生塔，并在相应的环境下，H2S等酸性气体析出，以此实现吸收液的再生，酸性气体经过制酸工艺生成硫酸[4]。相比较于其他的工艺方法，真空碳酸盐法有着脱硫剂较为单一，脱硫效率高达99%的优势;且产品的质量优良，单硫磺纯度能够达到99.7%。

（二）湿式氧化法

湿式氧化法通过运用包含催化剂的碱性吸收液，以此对焦炉煤气中的酸性气体进行有效吸收，之后再将反应液在催化剂的作用下进行再生，并将含硫反应物当中的硫氧化成为单质硫，这也是一种较为常用的焦炉煤气脱硫脱氰方式。

1、TH法

TH法也是从日本所引进的脱硫工艺，TH法主要是由Takahax法脱硫脱氰和H irohax法废液处理两部分组成。在脱硫的部分，其就是直接以煤气当中的氨作为碱源，催化剂为1，4萘醌-2磺酸钠。在废液处理部分保证在273℃、7.5MPa的条件下，用氧化还原法将脱硫废液中的2S2O3和 NH4SCN直接转化为硫铵和硫酸。通过对TH法的工艺进行分析，可以了解到其脱硫脱氰的效率相对较高，能够直接以氨作为碱源;但TH法的操作稳定性较高[5]。另外，在TH法中，其吸收过程的吸收液与解吸过程的空气量较大，这也导致其能源相对较大。

2、A.D.A法

A.D.A法就是以钠为碱源，以钒作为脱硫催化剂，A.D.A作为还原态钒的再生载氧体，适量添加酒石酸钾钠组成脱硫液，相较于其他脱硫方式，A.D.A法的脱硫效率相对较高，因此其也被广泛应用在城市民用煤气净化工艺中。

结语：

总而言之，当前我国的焦炉煤气脱硫技术也在不断发展，通过对不同脱硫工艺技术的分析，可以了解到不同的方法有着不同的优缺点，而要想实现焦炉煤气脱硫效果的最佳性，就要将各种脱硫工艺的优势进行有效结合，实现优势互补，这样才能够不断提升焦炉煤气的洁净度。

参考文献：

[1]刘绍波，张珊珊，石军国.对于焦炉煤气脱硫方法的比较研究[J].化工管理，2018（29）：188.

[2]张鑫.焦炉煤气制合成气的脱硫及净化工艺技术[J].山西化工，2018，38（03）：83-84+92.

[3]康彦迪，王国昱，张鹏飞，郭少云，李剑.焦炉煤气制甲醇精脱硫装置析碳结炭处理[J].化工设计通讯，2018，44（03）：7.

[4]何秀风.PDS湿法脱硫在焦炉煤气二级脱硫中的几种应用形式[J].山东化工，2018，47（05）：145+148.

[5]刘纳新，卢森.戈尔薄膜液体过滤器在焦炉煤气湿法脱硫中的应用[J].冶金动力，2003（04）：25-30.