《安全环境-环保技术》之现代焦炉煤气脱硫脱氰工艺技术.doc

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1、现代焦炉煤气脱硫脱氰工艺技术       近年来,随着国家环保法规的日趋严格以及人们环保意识的不断增强,焦化厂焦炉煤气中H2S、HCN及其燃烧产物对大气环境的污染问题已显得日益突出,严重影响了我国焦化工业的可持续发展,因此,对焦炉煤气进行脱氰的净化处理已势在必行。目前,国内外焦炉煤气脱氰的技术及其为防止二次污染的()处理技术已达几十种之多,那么如何合理选择脱氰工艺技术则是必须首先解决的问题。       1 焦炉煤气脱硫脱氰碱源的选择       在炼焦过程中,煤中约30%~35%的硫转化成H2S等硫化物,与NH3和HCN等一起形成煤气中的杂质,焦炉煤气中H2S的含

2、量一般为5g/m3~8g/m3,HCN的含量为1g/m3~2.5g/m3。要脱除H2S和HCN,必须采用有碱性的脱硫液或脱硫剂,碱源可分为两类:(1)外加碱源,如乙醇胺、碳酸钠及氢氧化铁等分别是萨尔费班法、真空碳酸盐或改良A.D.A法及干法脱硫工艺的碱源,需不断向脱硫液(剂)中补充碱源,才能保持其碱度。(2)利用煤气中的氨作为碱源,如AS循环洗涤法、代亚毛克斯法、FRC法、TH法等。显然,利用煤气中的氨作为碱源是最为经济的,它不需要购入碳酸钠等碱源,并且在洗氨的同时可脱除煤气中的H2S和HCN,具有工艺合理性和运行经济性,因此成为研究焦炉煤气脱硫脱氰工艺的主题,受到

3、焦化广泛重视并获得普遍应用。       2 以焦炉煤气中的氨为碱源的脱硫脱氰规律及其工艺要求       焦炉煤气脱硫脱氰的技术有很多,但以氨为碱源的脱硫脱氰技术最具优越性,其脱硫脱氰过程的主要反应机理如下:        研究表明,上述第二步反应的速度是很快的,用氨水脱除煤气中的H2S和HCN,其主要控制因素是第一步反应。显然这是一个以物理吸收为主的物理化学吸收过程,必须首先设法让气相中的H2S和HCN转入液相,才能被氨水中和吸收。影响其吸收效率的主要因素有吸收温度、煤气中的NH3与H2S的比值、氨水浓度及喷洒量等,要获得高的脱硫脱氰效率,应尽量降低脱硫时的吸收

4、温度,提高煤气中的NH3与H2S的比值,采用快速接触吸收设备和大液气比操作,甚至可增设NaOH吸收段等。       采用氨水脱硫脱氰工艺所必须具备的条件:       (1)低温与脱萘       氨水脱硫脱氰所要求的操作温度为20℃~23℃,为防止低温下萘析出而发生堵塞现象,必须预先进行脱萘、脱焦油处理。       (2)脱硫后面必须配备高效除氨装置       为提高脱硫脱氰效率,必须提高氨水的浓度,但也相应提高了出塔煤气中的含氨量,增加了后续洗氨工序的负荷。       (3)重视氨水脱硫脱氰富液的处理       富含H2S和HCN的氨水在脱酸蒸氨过程中

5、将产生具有强烈腐蚀性的酸性气体,这对处理设备的性能、材质和人员操作技能等都提出了比较严格的工艺技术要求。       3 焦炉煤气脱硫脱氰工艺的简介       由于干法脱硫工艺及功能的局限性较大,制约了其在焦化生产中的应用,而湿法脱除H2S和HCN的技术则早已被国内外大中型焦化厂所广泛采用。湿法脱硫脱氰技术包括湿式吸收法、湿式氧化法和综合法等,通过与脱硫脱氰处理技术相结合,即可组成一系列的焦炉煤气脱硫脱氰工艺流程。       3.1 湿式吸收法脱硫工艺       焦炉煤气脱硫脱氰的湿式吸收法有真空碳酸盐法、AS循环洗涤法、萨尔费班法、代亚毛克斯法等,而以氨为碱

6、源的湿式吸收法目前在国内应用最为广泛,其中最典型的工艺为“氨-硫化氢循环洗涤法”(简称AS循环洗涤法或卡尔斯梯尔法)。本法以含氨23%~25%的氨水洗涤煤气,氨与煤气中的H2S和HCN发生反应后成为富液,再用蒸汽解吸而得到NH3、H2S、HCN与水蒸气为主要成分的混合气体。该法脱硫效率可达95%,脱氰效率90%。       为防止二次污染,必须对上述酸性混合气体进行处理。目前,国内外采取的处理方法虽然很多,但H2S的最终产品只有元素硫、硫酸等几种,NH3的最终产品也只有硫铵、无水氨和分解为低热值煤气等。不同的产品品种和处理技术可灵活地组成多种AS法脱硫脱氰组合工艺

7、流程       3.2 湿式氧化法脱硫工艺       焦炉煤气脱硫脱氰的湿式氧化法工艺技术经历了长期的发展过程,从早期比较落后的砷碱法、改良A.D.A法、对苯二酚法等,到现代的TH法、FRC法、HPF法等。其中以氨为碱源的湿式氧化法技术发展最快,工艺流程也比较完善,很具有特点:以氨为碱源吸收煤气中的H2S和HCN,吸收液与氧在催化剂的作用下解吸脱硫,脱硫脱氰效率都很高。该法最具代表性的脱硫工艺是塔卡哈克斯法,简称T法或萘醌酸盐法,是通过在氨水中添加催化剂1,4-萘醌-2-磺酸钠作吸收液,吸收煤气中的H2S和HCN,然后与氧发生氧化反应解吸脱硫,同时催化剂也获

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