煤氣廠脫硫工藝的選擇

楊水仙(同煤集團(tuán)煤氣廠， 山西 大同 037001)

煤氣廠脫硫工藝的選擇

楊水仙(同煤集團(tuán)煤氣廠， 山西 大同 037001)

通過對(duì)干法脫硫和濕法脫硫優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，對(duì)煤氣廠原料煤含硫量情況的分析，再通過生產(chǎn)實(shí)踐找到氫氧化鐵干法脫硫的最佳工作條件，進(jìn)一步提高干法脫硫的效率，最終得出煤氣廠最佳的脫硫工藝為氫氧化鐵干法脫硫。

煤氣脫硫；濕法脫硫；干法脫硫；氫氧化鐵；脫硫效率。

1 概況

大同煤礦集團(tuán)公司煤氣廠是一座集城市管道煤氣、焦炭、煤焦油為一體的煤化工企業(yè)。煤氣年產(chǎn)能力為2．18億立方米，負(fù)責(zé)為大同市礦務(wù)局8．4萬居民提供生活煤氣。在生產(chǎn)煤氣的過程中，原料煤中的有機(jī)硫化合物在高溫條件下，幾乎全部轉(zhuǎn)成硫化氫(H2S)，約占煤氣總含硫量的90%以上，硫化氫本身是一種在常溫常壓下帶有刺激性氣味的無色急性劇毒氣體，同時(shí)H2S具有弱酸性，在管道煤氣輸送過程中對(duì)管道有腐蝕性，大大增加了煤氣管道維護(hù)保養(yǎng)成本。因此，采用何種脫硫技術(shù)是一個(gè)需要不斷深入研究的課題。

2 煤氣脫硫方法

煤氣的脫硫脫氰方法發(fā)展到今天大致分為兩種工藝，即濕法脫硫工藝和干法脫硫工藝。

(1)濕法脫硫工藝 濕法脫硫發(fā)展到今天，可分為兩種，第一種是濕式氧化法(如)PDS法、拷膠法、ADA法)；第二種是濕式吸收法(如AS法、真空碳酸鹽法、醇氨法)。[1]

(2)干法脫硫工藝 所謂干法脫硫就是指利用同體吸附劑來脫除煤氣中的硫化氫氣體。目前我國(guó)使用較多的有兩種方法，即氫氧化鐵法和活性炭法。

3 煤氣廠脫硫工藝的選擇

(1)干法脫硫工藝的選擇 煤氣廠2011年之前，采用的脫硫工藝是東北師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)化工廠在PDS 的基礎(chǔ)上改進(jìn)提高后的888脫硫催化劑，它是一種以三核酞菁鈷磺酸鹽金屬有機(jī)化合物為主體的脫硫催化劑，屬于濕式氧化法范疇。相對(duì)于干法脫硫工藝其優(yōu)點(diǎn)是：應(yīng)用范圍更廣，脫高硫能力更強(qiáng) ，脫硫液的工作硫容高等；缺點(diǎn)是：脫硫劑價(jià)格昂貴，運(yùn)行耗電量大，設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高，且對(duì)員工身體傷害較大，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

從2011年開始，煤氣廠采購的原料煤屬于低硫煤(含硫量0．51%～1．0%)，且低硫煤煤源穩(wěn)定，這種低硫煤生產(chǎn)的煤氣中H2S含量較低，采用干法脫硫就能滿足城鎮(zhèn)煤氣供給需求。如果采用干法脫硫工藝，那么脫硫成本將大大降低，對(duì)員工身體的危害較小，同時(shí)又比較環(huán)保。于是2011年年初廠部研究決定采用干法脫硫工藝。

(2)選擇氫氧化鐵氧化法的原因 煤氣廠采用的脫硫法是干法脫硫中的是氫氧化鐵法脫硫。先將經(jīng)過洗氨、電捕焦油后的煤氣通過含有Fe(OH)3的脫硫箱，使煤氣中的H2S與吸收劑Fe(OH)3發(fā)生反應(yīng)生成Fe2S和FeS，當(dāng)飽和后再講脫硫劑與空氣接觸，并噴灑適量的水，鐵的硫化物又會(huì)被氧化成Fe(OH)3，脫硫劑就得到了再生，延長(zhǎng)了脫硫劑的使用壽命。煤氣廠生產(chǎn)的煤氣中含有少量氧氣和水分，脫硫劑的脫硫和再生在脫硫箱中同時(shí)進(jìn)行。

氫氧化鐵脫硫，費(fèi)用低廉，操作方便，使用壽命長(zhǎng)，并有脫硫、脫硝、脫氰及脫除煤氣焦油等多種功能[2]。

(3)影響干法脫硫效率的因素 為了進(jìn)一步優(yōu)化干法脫硫效率及降低成本，又對(duì)氫氧化鐵干法脫硫的影響因素進(jìn)行了相應(yīng)研究，總結(jié)結(jié)論如下：①煤氣中其它雜質(zhì)對(duì)脫硫效率的影響。煤氣中的氨、焦油等雜質(zhì)進(jìn)入脫硫箱之前如果不脫除干凈，會(huì)使箱內(nèi)的脫硫劑結(jié)成硬塊，導(dǎo)致箱內(nèi)阻力升高，脫硫效率下降，脫硫劑使用壽命降低。②溫度對(duì)脫硫效率的影響。最佳工作溫度為使28～30℃，當(dāng)溫度過高時(shí)，脫硫劑再生速度過快，脫硫化氫反應(yīng)速度過慢；當(dāng)溫度過低時(shí)，脫硫劑的再生速度過慢，影響脫硫劑的使用壽命。③水分對(duì)脫硫效率的影響。水分控制在30%～40%為最佳，在這個(gè)范圍時(shí)既不影響脫硫反應(yīng)，又有助于脫硫劑的再生。④含氧量對(duì)脫硫效率的影響。煤氣氧含量一般以1%～1．1%為宜，如果含量過高會(huì)加速腐蝕脫硫箱鐵板，；如果含量過低，不利于脫硫劑的再生。⑤pH值對(duì)脫硫效率的影響。pH值宜控制在8-10之間為最佳，堿性對(duì)脫硫劑具有一定的穩(wěn)定作用，又能減慢脫硫箱的腐蝕。

(4)提高脫硫劑壽命 為了更好的延長(zhǎng)脫硫劑的使用壽命，煤氣廠首先對(duì)脫硫劑的載體進(jìn)行改良，由原來的木屑改為稻殼，提高了載體的機(jī)械強(qiáng)度，使脫硫劑活性增強(qiáng)，由原來的2個(gè)月一更換脫硫劑變?yōu)?個(gè)月一更換；其次又采用空氣再生法和開箱再生法來加速脫硫劑的再生，進(jìn)一步降低了脫硫劑更換的頻率；最后先將碳化車間生產(chǎn)的煤氣經(jīng)過洗氨、電捕焦油，再進(jìn)入干法脫硫箱脫硫，避免氨、焦油污染脫硫劑。煤氣廠的脫硫箱共有5個(gè)，采用的是四開一備，串聯(lián)使用的方法，第一個(gè)脫硫箱采用廢脫硫箱作為焦油把關(guān)箱。通過上述方法，脫硫劑的使用壽命從原來的2個(gè)月延長(zhǎng)到5個(gè)月左右。

4 結(jié)束語

當(dāng)煤氣生產(chǎn)過程中采用低硫煤且煤源穩(wěn)定時(shí)，采用氫氧化鐵干法脫硫和后脫硫工藝即可將煤氣中的硫化氫脫至20mg/ m3以下，在通過研究影響氫氧化鐵干法脫硫效率的因素，提供最佳反應(yīng)條件，即可進(jìn)一步提高脫硫劑的脫硫效率，延長(zhǎng)脫硫劑的壽命，減少員工的勞動(dòng)量，降低脫硫成本，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]杜若，焦化廠煤氣脫硫工藝方法的選擇和應(yīng)用[D]，吉林大學(xué)，化學(xué)學(xué)院，2012年4月。

[2]聊霞光，城市煤氣脫硫方法的比較[J]，西北煤炭，2003 年9月，第1卷第3期：42-44。