第五章 焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除.doc

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1、第五章焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除第一节　概　述　　一、脱除煤气中的硫化氢和氰化氢的重要性长期生产实践表明，高温炼焦原料中的硫，在炼焦过程中约30％～40％以气态硫化物形式进入焦炉煤气中。煤气中的硫化物按其化合状态可分为两类：一类是硫的无机化合物，主要是硫化氢(H2S)，根据原料煤含硫量不同，一般焦炉煤气中含H2S为4～l0g/m3；另一类是硫的有机化合物，如二硫化碳(CS2)、硫氧化碳(CO2、噻吩(C4H4S)等。有机硫化物含量较少，在0.3g/m3左右。这些有机硫化合物，在较高温度下进行变换反应时，几乎全部转化成硫化氢，故煤气中硫化氢所

2、含硫约占煤气中硫总量的90％以上。炼焦煤中的氮，在炼焦生产中转化成多种含氮化合物，进入焦炉煤气的氮化物中，氰化氢含量为0.5～1.5g/m3。硫化氢、氰化氢在焦炉煤气中含量虽少，但却是有害的成分必须将它们脱除。硫化氢是具有刺鼻性臭味的五色气体，其密度为1.539g/m3。硫化氢及其燃烧产物二氧化硫(S02)对人体均有毒性，在空气中硫化氢体积分数达0.1％就能使人致命，氰化氢毒性更强，人吸人50mg即会中毒死亡。硫化氢和氰化氢溶于水，对水中鱼类也有毒害作用，氰化氢燃烧会生成N02，硫化氢燃烧产生的S02造成大气污染，形成酸雨。含硫化氢、氰化氢的煤

3、气在处理和输送过程中，会腐蚀设备和管道，生成铁锈中含有(NH4)4[Fe(CN)6]、FeS。及硫等，积聚在设备管道中，拆开检修时，遇到空气会自燃产生二氧化硫，并放出大量反应热，严重时还会烧坏设备，危害生产安全。未脱除H2S的焦炉煤气，若用作合成原料气，会造成催化剂中毒；用于冶炼优质钢，会降低钢的质量。从本企业职工卫生安全考虑，车间空气中H2S含量应小于10mg/m3，HCN小于0.3mg/m3。不同用户，对焦炉煤气有不同要求，若用作城市煤气，规定H2S含量小于20mg/m3，HCN低于50mg/m3；用作合成气，一般规定含H2S含量小于1～2

4、mg/m3，甚至更低；用作优质钢冶炼气，H2S含量小于1～2g/m3。焦炉煤气中的硫化氢可能转成硫磺，例如，用克劳斯法生产的硫磺，纯度很高，是重要的化工原料，除用于医药原料外还可用于制造优质硫酸。中国硫磺资源较少，每年要进口大量硫磺用于制造硫酸。焦化厂生产硫酸铵也需要大量工业硫酸，如能设置脱硫装置并用所回收的硫化氢制造硫酸，可满足本厂所需硫酸量一半左右；可使资源得到合理的综合利用。按照以人为本的理念和科学发展观的思想，脱除焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢势在必行。二、脱除煤气中硫化氢和氰化氢的方法脱除煤气中硫化氢的方法很多，按脱硫剂的物理形态不同分为

5、干法和湿法两大类，用固体脱硫剂的脱硫方法称为干法脱硫，用液体脱硫剂的脱硫方法称为湿法脱硫。煤气的干法脱硫早在19世纪初就得到广泛应用，干法脱硫工艺简单，成熟可靠，能够较完全地脱除硫化氢和有机硫，脱硫化氢的同时还能脱除氰化氢、氧化氮及煤焦油雾等杂质，使煤气达到很高的净化度。干法脱硫尚存在设备笨重，更换脱硫剂时劳动强度大，设备占地面积大以及脱硫剂再生较为困难等缺点，干法脱硫适用于煤气含硫量较低，要求净化程度高或煤气处理量较小的焦炉煤气脱硫，目前此法仍得到一定的使用。干法脱硫根据煤气的用途不同而采用不同的脱硫剂，有氢氧化铁法、活性炭法、氧化锌法等。氢

6、氧化铁法脱硫剂来源较广，廉价易得，因此在焦化工业中应用较多。湿法脱硫处理能力大，具有脱硫与脱硫剂再生均能连续进行，劳动强度小等优点，在脱除硫化氢的同时也能脱除氰化氢。湿法脱硫都是以碱性溶液进行化学吸收，碱性溶液可以是：碳酸钠溶液，也可以是氨水。在化学吸收法中又可分为中和法和湿式氧化法，其中湿式氧化法流程较简单，脱硫效率高，并能直接回收硫磺等产品，在国内外焦化厂均得到了广泛的应用。目前，用于焦炉煤气脱硫以改良蒽醌二磺酸钠法(改良ADA法)和栲胶法较为成熟，HPF法脱硫亦日趋成熟，新建焦化厂普遍采用此方法脱硫。改良ADA法具有脱硫溶液无毒，脱硫效率

7、高等优点，被国内外焦化厂普遍采用。自20世纪80年代初以来，随着中国冶金工业和合成氨工业的发展及城市煤气的逐步普及，先后从国外引进了多套焦炉煤气湿法氧化脱硫和中和法装置。本章将对国内应用较普遍的干法脱硫，改良ADA法脱硫以及从国外引进的已投产使用的部分脱硫装置做介绍。目前，中国焦化厂焦炉煤气脱硫的方法主要采用以下几种。1.煤气干法脱硫该法采用氢氧化铁做脱硫剂，使煤气中硫化氢与Fe(OH)3反应生成Fe2S，或FeS将硫化氢除去。2.AS法脱硫采用煤气中的氨做碱源，用中和法脱除煤气中的H2S和HCN，进而以克劳斯法将浓缩的酸性气体分解生成硫磺和氮

8、气；或者将酸性气体制成硫酸用于生产硫酸铵。3.改良ADA法和栲胶法脱硫改良ADA法是湿式氧化法脱硫中的一种较为成型的方法，脱硫效率可达99％以上。脱硫