濕法脫硫的幾種化學(xué)工藝

李海洋

摘 要：在我國積極倡導(dǎo)綠色工業(yè)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)約型社會的政策號召下，為了提高工業(yè)生產(chǎn)中煤炭的利用效率，降低對空氣的污染，對煤氣進(jìn)行脫硫處理已經(jīng)成為比較常見的做法。隨著科技的快速發(fā)展，我國在煤氣凈化濕法脫硫方面取得了一定的成果，形成了比較穩(wěn)定的化學(xué)工藝技術(shù)，能夠有效的去除煤氣中的焦油、氨、萘、苯、硫等物質(zhì)，在提高生產(chǎn)效率的同時，又能夠有效的改善空氣質(zhì)量，對促進(jìn)我國工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：煤氣；脫硫；工藝；HPF脫硫法；栲膠脫硫法；環(huán)丁砜脫硫法

對煤氣進(jìn)行脫硫處理，是凈化煤氣的重要內(nèi)容。在含硫量較多且生產(chǎn)規(guī)模較大的情況下，一般會采用濕法脫硫化學(xué)工藝技術(shù)。濕法脫硫主要是利用液體將硫化物從煤氣中分離出來加以富集，然后再通過解析生成H2S富氣或者通過催化氧化后轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫或者硫酸。濕法脫硫化學(xué)工藝的投資較大，動力消耗較高，但是裝置的占地較少，溶劑還可以連續(xù)重復(fù)使用，操作環(huán)境較好，所以在煤氣凈化地較少，溶劑還可以連續(xù)重復(fù)使用，操作環(huán)境較好，所以在煤氣凈化中得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)階段，在煤氣凈化濕法脫硫工藝中，比較常用的主要有HPF脫硫法、栲膠脫硫法以及環(huán)丁砜脫硫法三種，下面對此進(jìn)行簡要分析。

1 HPF脫硫法

1.1 HPF脫硫法分析

HPF法脫硫工藝是以煤氣中的氨為堿源，脫硫液在吸收了煤氣中硫化氫后，在復(fù)合催化劑HPF的作用下氧化再生，最終將硫化氫轉(zhuǎn)化為元素硫得以除去，脫硫液循環(huán)使用。HPF法具有設(shè)備簡單、操作方便穩(wěn)定和脫硫效率高等特點(diǎn)，已在許多焦化企業(yè)得到推廣應(yīng)用。對規(guī)模比較大的煤氣進(jìn)行一次脫硫一般會選用濕法脫硫工藝，因?yàn)橥瑫r該方法又分為濕式氧化法、物理吸收法、化學(xué)吸收法和物理化學(xué)吸收法。根據(jù)煤氣處理的先后順序又分為前脫硫和后脫硫兩個工藝。前脫硫主要是先進(jìn)行脫硫工段，該階段完成后再進(jìn)行氨和粗苯等化學(xué)產(chǎn)品的回收，通常將煤氣含有的氨作為堿的來源，并以PDS作為催化劑，這樣做能夠有效降低煤氣中H2S氣體對相關(guān)設(shè)備的腐蝕。該環(huán)節(jié)中的煤氣H2S的濃度若超過20mg/m3以下，則需要對煤氣進(jìn)行二次脫硫，以保證煤氣中硫的濃度符合要求。后脫硫主要是先采取措施對煤氣中氨和粗苯等化學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行回收，然后再進(jìn)行脫硫處理，這時的堿源主要來自于外加的碳酸鈉，選用ADA作為催化劑，一次脫硫之后H2S的濃度就會降到標(biāo)準(zhǔn)以下，因此，可以直接供城市煤氣。

1.2 HPF脫硫工藝的流程

HPF脫硫法在我國應(yīng)用廣泛，HPF脫硫指對傳統(tǒng)脫硫技術(shù)的創(chuàng)新，將HPF當(dāng)做脫硫催化劑運(yùn)用到煤氣脫硫過程中去，大大提高了我國煤氣脫硫的質(zhì)量，并且保證了廢氣排放的清潔度。HPF脫硫工藝主要包括以下三個步驟：第一，煤氣降溫。從焦?fàn)t中排放出的煤氣一般都帶有著一定的溫度，其不利于脫硫工作的展開，因此在進(jìn)行脫硫之前，需要先對煤氣進(jìn)行降溫。這一工作通常在預(yù)冷塔內(nèi)完成，通過對其進(jìn)行一定的制冷處理，降低煤氣的溫度，從而滿足脫硫的要求。第二，煤氣的脫硫。降溫后的煤氣，開始進(jìn)入正式的脫硫程序，首先其要進(jìn)入脫硫塔中，在脫硫塔中借助化學(xué)制劑對其進(jìn)行脫硫工作，將其內(nèi)部的H2S等硫化物以及氨化物置換出倆。在這一過程中會產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，因此一定要確保脫硫塔內(nèi)的密閉性，保障周圍工作人員的人身安全。第三，再生循環(huán)。煤氣在進(jìn)行完脫硫后進(jìn)入脫氨、脫苯階段。剛剛對煤氣進(jìn)行脫硫的化學(xué)液體中含有大量的硫化物，這部分液體將進(jìn)入再生塔中，工作人員向其中加入HPF制劑與其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并通過一系列的物理作用，使得脫硫液體再生繼續(xù)使用，而存在于液體中的硫化物也被分離出來以泡沫的形態(tài)自流入泡沫槽中，等待進(jìn)一步的固化處理。

2 栲膠脫硫法

2.1 栲膠脫硫法概述

栲膠脫硫法是濕法脫硫工藝的一種，在焦化廠的煤氣脫硫中應(yīng)用的比較廣泛，并且具有較好的脫硫效果。栲膠脫硫法主要是利用堿性栲膠的水溶液對來吸收煤氣，一般會在半水煤氣或者焦?fàn)t氣中的H2S使用，以栲膠和礬為載體和催化劑，將H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，從而達(dá)到脫硫的目的。而反應(yīng)后的栲膠溶液經(jīng)過再生槽再生，還能夠重新循環(huán)使用。

2.2 栲膠脫硫方法的優(yōu)缺點(diǎn)

栲膠脫硫法的優(yōu)點(diǎn)是脫硫效率較高，通常可以達(dá)到98%以上，并且析出的硫易于浮選和分離，在操作上比較簡單；因?yàn)殍嗄z資源比較豐富，所以對于使用量較大的脫硫工藝而言成本較低，且沒有毒性，在氣體的凈化度以及硫回收率等方面都具有較高的效果；栲膠溶液的活性較好，并且在性能上比較穩(wěn)定，不會發(fā)生硫磺堵塞脫硫塔的現(xiàn)象，溶液的組成相對比較簡單。

雖然栲膠脫硫法的優(yōu)勢比較明顯，但是在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些局限性的問題。栲膠脫硫溶液在使用過程中具有較強(qiáng)的選擇性，在條件適宜的情況下，能夠?qū)O2原料氣中的H2S降至很低，但是溶液吸收了CO2，所以溶液的PH值會有所降低，從而影響脫硫效率，且脫硫的精度較低。此外，使用栲膠脫硫法的設(shè)備較大，可以處理的氣量較小，脫硫后所得的硫磺純度不高，不利于加工。

3 環(huán)丁砜脫硫法

3.1 環(huán)丁砜脫硫法概述

環(huán)丁砜法是一種理化吸收法。溶液由化學(xué)吸收溶劑烷基醇胺、物理吸收溶劑環(huán)丁砜和水混合而成。可使用的烷基醇胺包括MEA、MDEA及DIPA。一般采用濃度較高的醇胺溶液，而環(huán)丁砜與水的比例按其用途確定。此法可以用于煤氣工藝氣體的凈化。

3.2 環(huán)丁砜脫硫法的優(yōu)缺點(diǎn)

環(huán)丁砜脫硫法對于吸收的溶液可以降低表面的張力，從而能夠有效抑制溶液起泡；環(huán)丁砜是一種緩蝕劑，能夠緩解吸收溶液的腐蝕性，從而減少對設(shè)備的腐蝕；溶液在受熱后性能上比較穩(wěn)定，所以可以長久保持質(zhì)量。但是在實(shí)際使用時，此種方法也存在一定的缺點(diǎn)。因?yàn)榄h(huán)丁砜吸收芳烴的能力較強(qiáng)，所以在原料氣中的重?zé)N和芳烴的含量較高時，在進(jìn)行脫硫工藝之前，應(yīng)該將重?zé)N或者芳烴去除。

結(jié)束語

對煤氣進(jìn)行脫硫處理，是我國工業(yè)發(fā)展的需求，是社會發(fā)展的必然趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對煤氣進(jìn)行的脫硫工藝也在不斷的發(fā)展，脫硫效率逐漸提升，在促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)，減少空氣污染方面發(fā)揮了重要的作用。在煤氣脫硫處理工藝中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，結(jié)合費(fèi)用、生產(chǎn)流程以及脫硫目標(biāo)而有針對性的選擇適宜的脫硫工藝，從而保證煤氣脫硫效果。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的形勢下，煤氣濕法脫硫工藝會不斷的改善，為促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

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