摘要：目前，随着世界范围内环境保护法规的日渐完善和环保意识的进一步增强，以往的煤气净化技术已无法满足当前需求，逐渐显示出了资源浪费和环境污染等问题。最近几年，焦炉煤气中H2S、HCN和其燃烧产物给环境造成的污染越来越严重，阻碍了焦化工业的进一步发展，因此改善现有的焦炉煤气净化工艺技术是十分紧迫的。本文将从几个方面来深入分析并思考焦炉煤气脱硫工艺。
关键词：焦炉煤气；脱硫；环境
一、常用焦炉煤气脱硫的工艺
1.HPF法脱硫工艺
（1）工艺原理
HPF法脱硫工艺是以煤气中的氨为碱源，HPF为催化剂来脱除煤气中的硫化氢。荒煤气首先进入预冷塔，被循环冷却水直接喷洒冷却至30℃，预冷后的煤气进入脱硫塔。预冷后的煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫贫液逆流接触，以吸收煤气中的硫化氢和氰化氢，脱硫塔后的煤气从脱硫塔顶部逸出，送至后续工序处理。脱硫富液从塔底处流入反应槽，然后用泵抽送至再生塔。同时，自再生塔底部通入压缩空气，使脱硫富液在塔内得以氧化再生。再生后的脱硫贫液从再生塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。悬浮于再生塔顶的硫磺泡沫利用位差自流入泡沫槽，硫泡沫再经浓缩后装入熔硫釜，经加热脱水、熔融后制得硫磺产品。为避免脱硫液因副产盐类的积累而影响脱硫效率，需定期将系统中的部分脱硫液作为脱硫废液外排。
（2）优缺点
该工艺的优缺点主要表现在以下几个方面，第一，运行成本比较低。第二，该煤气中本身所含有的氨是碱源，不用再另加脱硫用碱。第三，HPF的催化剂活性较高，消耗比较少，整体的综合性效益较好。第四，在脱硫期间会产生脱硫废液，其废液比较难处理；再生塔塔顶所排出的再生尾气具有大量的氨，直接排放会导致二次污染。第五，脱硫装置的产品硫磺纯度比较低，质量不符合要求，操作环境较差。第六，脱硫装置的设备比较庞大，其能耗较高。
2.湿法脱硫
（1）前脱硫
前脱硫即煤气经冷凝鼓风之后先进脱硫工段，之后再进行化学产品的吸收，采用焦炉煤气中自含的氨作为碱源，常用催化剂为PDS+栲胶。前脱硫的优点。一是可以有效降低荒煤气中所含H2S对设备的腐蚀。荒煤气中H2S质量浓度一般为5g/m3，经煤气经冷却后含水量加大，H2S形成弱酸，对设备腐蚀严重。理论上前脱硫可使H2S降低至200mg/m3以下。使后续工段中的设备腐蚀减少，从而可以减少设备的维修费用，降低生产成本。二是用煤气中氨作为碱源，不用另外加碱。焦炉煤气中含有大约2%的氨，氨为弱碱，可以保持脱硫液的pH值在8～9之间，以保证脱硫的效果。前脱硫的缺点：一是脱硫后H2S质量浓度较难达到200mg/m3以下。二是不能直接供城市煤气使用，要另外增加二次脱硫设备，用以保障脱硫精度。
（2）后脱硫
后脱硫即先进行化学产品（氨和粗苯等）的回收，最后进脱硫工段进行脱硫，采用外加碳酸钠作为碱源，常用催化剂为ADA。后脱硫的优点：脱硫后H2S质量浓度可达20mg/m3以下，可直接供城市煤气。后脱硫的缺点：一是脱硫塔要两级串联，需增加中间槽，设备投资大。二是要外加碳酸钠作为碱源，操作成本高。三是氨回收和粗苯回收工段的设备腐蚀较严重。四是要多塔分级串联，动力消耗大。各厂应根据煤气的用途和当地的实际情况选用合适的脱硫工艺。
3.氨硫循环洗涤法
（1）工艺原理
氨硫循环洗涤脱硫脱氨工艺简称AS法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆AS法煤气脱硫工艺是以焦炉煤气中的氨为碱源，用洗氨后的富氨水吸收煤气中的硫化氢。该法由洗涤装置和脱酸蒸氨装置组成。在煤气洗涤装置中，将脱硫塔配置在洗氨塔前，以水洗氨得到的富氨水和脱酸蒸氨装置返回的脱酸贫液为洗涤水来脱除煤气中的硫化氢。形成含氨和硫化氢的富液，送往脱酸蒸氨装置。在脱酸蒸氨装置中，富液通过解析得到脱酸贫液和蒸氨废水，再送回煤气洗涤装置循环使用。解析得到的含硫化氢的酸性气体用于制取元素硫，氨汽在还原气氛下分解。
（2）优缺点
第一，AS法脱硫利用焦炉煤气本身的氨作为碱源，不再需要另加碱。第二，不产生废液，不会产生二次污染。第三，所得的硫磺产品质量比较好，其纯度能够达到99.7%以上。第四，AS法脱硫装置和脱氨装置紧密连接在一起，对操作技术要求比较高。第五，酸系统介质腐蚀性比较强，对设备的材质要求较高，脱酸塔等主要设备需要采用钛材。第六，没有氨的产品。
二、脱硫工段常见问题及处理对策
1.问题分析
第一，硫膏堵塞。硫膏堵塞主要是由于再生槽液位没有控制好，硫泡沫未能及时从再生系统中分离出来，当然再生塔液位调节器如果不好使用，不便于液位的有效控制使系统内硫膏在一些死角等部位沉积，时间长了形成的硫膏堵塞。第二，盐堵。再生塔塔板堵塞问题主要是副盐（盐堵）引起的，副盐的产生又主要是再生时温度局部过高带来的结果，在再生时加入的空气不足，不足以使泡沫迅速将形成的副盐随硫泡沫分离出系统，而这些副盐只好在空气流速小的再生塔塔板部位率先沉积，造成塔饭逐步堵塞日趋严重。再生效果差，是造成脱硫塔和再生塔堵的一个共同原因，溶液再生效果的好坏主要靠吸入的空气量，吸入的空气足够有利于HS-的完全氧化成单质硫；有利于使再生形成的单质硫从溶液中浮选分离出去。因此，一定要确保吸入的空气量。对于气源杂质进入脱硫系统，也是再生塔塔板堵塞的一个原因，应引起高度的重视。第三，再生塔硫泡沫少的问题。（1）溶液再生加入空气量控制不好再生时空气加得过大使溶液翻滚相当厉害，形成的硫泡沫相互撞击而破碎，不仅不利于硫的浮选，而且形成的硫颗粒小，不利于过滤；再生时空气吸入过小，使溶液中大气泡少，这些大气泡穿过塔板分解成的小气泡当然也少，这样溶液中再生出来的悬浮硫聚集在气泡上的机会减少，使溶液中悬浮硫升高，而从系统中分离出来的硫自然而然就少。（2）由于脱硫液在系统内的长时间运转，溶液中的杂质含量也不断增多，系统悬浮硫和副盐及其它杂质含量升高，不利于系统的安全高效运行。由于环保要求非常严格，脱硫液基本上无法从脱硫系统中排出，进行溶液置换，那么脱硫系统堵塞现象就开始逐渐显现乃至恶化，脱硫塔也开始出现堵塔现象，致使系统溶液循环量加不上去，空气吸入不足，又使再生系统恶化，造成整个脱硫系统的恶性循环。
2.处理对策
第一，根据溶液成分分析数据，采取相应对策。对塔板堵塞物进行分析，若为硫膏堵塞，强化再生效果和硫泡沫的分离。若盐堵应采取优化工艺操作条件，减少和抑制副盐的生成，加强入口气源的分离效果。第二，脱硫再生塔液位调节器使用不方便，给再生塔液位的有效调节带来诸多不便，利用年度大修的机会进行更换调节器。原设计再生塔顶液位由压缩空气自动调节，不易控制，致使塔顶液位不稳定，浮选出的硫泡沫不能及时脱除，溶液悬浮硫增高，脱硫效率下降，改为液位调节器后，塔顶液位稳定，浮选出的硫泡沫及时脱降，悬浮硫下降，脱硫效果明显提高。
结语：综上所述，在环境法律法规的持续颁布下，使得高效、无污染和资源化成为脱硫工艺发展的主流。就当前脱硫工艺来说，湿法脱硫可以满足很高负荷的脱硫要求，应用范围极为广泛。另外，脱硫塔的个数也需要按照不同的工艺和催化剂采用不同的个数，这样可以在某种程度上取得较好的经济效益和社会效益。
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[2]陈冬玲，刘有冠.基于灰色预测模型的焦炉煤气风机动态寿命预测研究[J].2轻工科技，2017（01）.
[3]李巨兵.宣钢焦炉煤气掺混加热实践[J].河北冶金，2012（10）.
论文作者:段刚刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
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