焦?fàn)t煤氣脫硫的幾點(diǎn)改進(jìn)

楊成劍 雷聲瑞（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

焦?fàn)t煤氣脫硫的幾點(diǎn)改進(jìn)

楊成劍 雷聲瑞（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

焦?fàn)t煤氣是焦化行業(yè)的附屬產(chǎn)品，同時它作為一種可燃性氣體，經(jīng)過加工處理后可作為工業(yè)燃料和城市煤氣使用，其應(yīng)用價值十分廣泛。本文首先介紹了焦?fàn)t煤氣的構(gòu)成和脫硫的重要意義，進(jìn)而分析了目前脫硫工藝的處理方法以及存在的主要問題，最后重點(diǎn)闡述了改進(jìn)焦?fàn)t煤氣脫硫工藝的具體方法和措施，希望對焦化企業(yè)完善和優(yōu)化焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù)提供一點(diǎn)參考和借鑒。

焦?fàn)t煤氣；脫硫；改進(jìn)方法

焦?fàn)t煤氣，也可簡稱為焦?fàn)t氣，它是煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品。焦?fàn)t氣是混合性氣體，其主要由氫氣（57.5%）、甲烷（25%）、一氧化碳（6.5%）、氮?dú)猓?%）和其它氣體組成，屬于高熱值煤氣。由于氫氣和甲烷等可燃成分占有的比例較高，因此，焦?fàn)t氣具有毒性、可燃性和易爆性等特性。焦?fàn)t氣不僅適用于工業(yè)燃料和城市煤氣使用，而且加工處理后可以生成氨、硫磺等有機(jī)合成原料，是一種利用價值極高的氣體能源。焦?fàn)t氣中含有一定量的硫化氫和極少量的有機(jī)硫。眾所周知，硫化氫對于設(shè)備具有腐蝕危害，它的存在也會造成催化劑的活性下降，并對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染。因此，焦?fàn)t氣脫硫十分必要。

1 對目前脫硫工藝處理方法的闡述

1.1 干法脫硫

干法脫硫一般適用于氣量較少的焦?fàn)t氣，此外在二次脫硫中也廣為使用。干法脫硫的原理是利用氫氧化鐵作為脫硫反應(yīng)物，再適當(dāng)添加脫硫催化劑提高反應(yīng)效率和深度，從而將焦?fàn)t氣中硫化氫脫除的過程。此外，干法脫硫還會出現(xiàn)再生反應(yīng)，再生而來的脫硫劑可以再次被利用。

1.2 濕法脫硫

濕法脫硫一般適用于規(guī)模較大的焦?fàn)t氣。此方法的原理是在堿性溶液環(huán)境下，使脫硫催化劑與硫化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而通過空氣再生脫硫催化劑，最后脫硫處理以單質(zhì)硫形式析出，同時可循環(huán)使用。根據(jù)脫硫與再生方式的差異，目前濕法脫硫有兩種形式，具體包含為：氦做堿源的前脫硫和碳酸鈉做堿源的后脫硫兩種。

2 對目前脫硫工藝主要存在問題的分析

首先，焦?fàn)t氣在進(jìn)入脫硫塔時的溫度較高，致使脫硫液溫度隨之上升，進(jìn)而造成氨的壓力增大，同時會出現(xiàn)焦?fàn)t氣中氨被脫硫液吸收效果較差和含氨量偏低的狀況，結(jié)果造成對脫除硫化氫形成不利的局面；其次，焦?fàn)t氣在脫硫中，由于工藝能力和操作空間的限制，對溶液中硫泡沫的處理并不有效，導(dǎo)致其濃度不斷上升進(jìn)而垢化，最終衍變?yōu)槎氯摿蛩F(xiàn)象的狀況；最后，焦?fàn)t氣脫硫中拷膠法對于運(yùn)行操作的要求較高，而間歇式加藥會導(dǎo)致硫泡沫的大量出現(xiàn)，不利于脫硫分離的實(shí)施。

3 焦?fàn)t煤氣脫硫的幾點(diǎn)改進(jìn)措施

針對目前脫硫工藝主要存在的一些問題，為了達(dá)到焦化企業(yè)提高脫硫效率并降低生產(chǎn)成本的目標(biāo)，因此對脫硫工藝的改進(jìn)勢在必行。接下來淺要分析脫硫工藝的五種改進(jìn)措施和方案。

3.1 增加預(yù)冷塔

焦?fàn)t氣進(jìn)入脫硫塔前的溫度對于脫硫反應(yīng)的影響很大，過低或過高的溫度都會產(chǎn)生不利的脫硫效果。因此，改進(jìn)的首要目標(biāo)是要設(shè)定好溫度，最好控制在35攝氏度左右。這樣不僅能夠提高吸收和再生的效率，而且能最大限度地降低副鹽的生成。一般來講，焦?fàn)t氣進(jìn)入脫硫塔前的溫度會維持在57攝氏度左右，這就需要脫硫前增加預(yù)冷塔，使焦?fàn)t氣的溫度冷卻到適宜溫度，之后在進(jìn)行脫硫處理。

3.2 使用板式換熱器

脫硫液的溫度對于脫硫處理也會產(chǎn)生很大的影響，現(xiàn)有脫硫工藝中脫硫液的適宜溫度是40攝氏度左右，因此需要不斷加熱以滿足處理要求。而傳統(tǒng)螺旋板式換熱器的短板在于易造成堵塞現(xiàn)象，而且清理操作十分困難且效果并不理想。一旦換熱器出現(xiàn)故障就只能報廢，這就造成了生產(chǎn)成本的增加。基于此，改進(jìn)的措施可以用板式換熱器來代替原有設(shè)備。板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕、導(dǎo)熱效果好、占地空間小。此外，最重要的優(yōu)勢在于出現(xiàn)堵塞時清理和維修極為便捷。

3.3 添設(shè)氣浮裝置

焦?fàn)t氣中含有一定量的焦油，在溫度低于28攝氏度時，萘?xí)S之沉淀，而且洗滌煤氣時，脫硫液中會不可避免地產(chǎn)生焦油和萘物質(zhì)。這些雜質(zhì)會損壞脫硫管道和污染煤氣質(zhì)量。因此，添設(shè)氣浮裝置可以很好解決上述生產(chǎn)難題。其不僅可以有效處理掉焦油和萘物質(zhì)，而且對于設(shè)備具有保護(hù)作用。此外，它還能夠有效去除硫泡沫的雜質(zhì)，極大促進(jìn)硫磺的回收質(zhì)量。

3.4 使用環(huán)型噴射裝置

焦?fàn)t氣洗滌硫化氫后，脫硫液中硫含量不斷上升。傳統(tǒng)工藝對脫硫液的再生使用直管開孔方式吹入空氣，然而這種裝置并不理想。因此，改進(jìn)措施應(yīng)該使用環(huán)型噴射裝置吹入空氣。此裝置最大的優(yōu)勢在于可以提高混合的效果，極大提升再生的效率，而且十分節(jié)能。

3.5 利用真空過濾方法

焦?fàn)t氣中硫脫除后可以生產(chǎn)附屬品硫磺，然而傳統(tǒng)硫磺的生產(chǎn)回收并不容易。一方面，膜過濾不是成本過高，就是過濾效果較差；另一方面，蒸汽熔硫方法雖然可以保證硫磺的質(zhì)量，但是操作難于控制，對于蒸汽的消耗也極大。因此，回收硫磺的工藝改進(jìn)亟需解決。目前，真空過濾方法可以很好解決這一問題。此方法的具體操作為：首先將硫泡沫充分?jǐn)嚢瑁胖靡欢螘r間后固液就會產(chǎn)生分層；其次將下層膏狀硫磺通過真空過濾裝置處理加工；最后回收生產(chǎn)出質(zhì)量和品質(zhì)極高的硫磺產(chǎn)品。真空過濾方法具有節(jié)能環(huán)保、易于操作和管理等優(yōu)點(diǎn)。因此，應(yīng)該加大投入和推廣使用。

總之，焦?fàn)t煤氣脫硫是焦化企業(yè)深加工生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。然而傳統(tǒng)脫硫工藝或多或少地存在著一些不足，因此對于脫硫工藝技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)勢在必行。只要焦化企業(yè)不斷提高創(chuàng)新意識和改革決心，對現(xiàn)有工藝技術(shù)持續(xù)完善、優(yōu)化和改進(jìn)，就一定能夠取得滿意的效果。而且對于企業(yè)降低投入成本，提高產(chǎn)能和質(zhì)量，并取得良好經(jīng)濟(jì)效益具有積極的推動作用。

[1]張文效.原料氣凈化技術(shù)中精脫工藝的進(jìn)展[D].第三屆中國國際煤炭加工利用及煤化工展覽會，北京:2014.

[2]朱本啟，黃長勝，王高峰，等.焦?fàn)t氣干法脫硫流程的優(yōu)化[J].煤化工，2010，(5):55-58.

[3]杜彩霞，周曉奇，李軍.焦?fàn)t煤氣加氫脫硫催化劑的試驗(yàn)及應(yīng)用[J].煤化工，2008，(2):23-26.