FAS法焦炉煤气脱硫脱氰与酸性气湿法制酸的组合流程.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑FAS法焦炉煤气脱硫脱氰与酸性气湿法制酸的组合流程 范守谦 谢兴衍（鞍山立信焦耐工程技术有限公司 鞍山114002） 俞向东 朱玉平（江苏海陆天超化工科技有限公司 南京210031） 众所周知，在焦炉煤气净化过程中，脱除煤气中的硫化氢和氰化氢是特别必要的硫化氢和氰化氢均为毒性很强的化合物，二者都是焦炉煤气中的有害杂质既危害人体健康，又腐蚀设备没有经过脱硫脱氰的煤气作为燃料燃烧时，会生成SO2和NOx, 排入大气中与水接触而形成酸雨我国的大气环境受酸雨的危害已特别严重为操纵和减轻污染，改善环境质量，裁减工艺管道和设备的腐蚀，搞清煤在炼焦过程中硫化氢和氰化氢的生成和分布，并应在焦炉煤气净化过程中尽可能地脱除硫化氢和氰化氢在国家环保总局、国家发改委下发的《国家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”规划》中，对每一地区二氧化硫的排放总量实行了严格操纵而国家发改委公布的《焦化行业准入条件》中规定，净化后的焦炉煤气中，硫化氢含量应≤250mg/m3目前，我国对焦炉煤气加热产生的废气中，NOx的含量还没有概括的操纵指标，所以对焦炉煤气中氰化氢的含量还没有作出概括的规定。

但是，随着国家对环保要求的日益严格，操纵焦炉煤气作为燃料的各种加热废气中的NOx含量总会提到议事日程上来 1 炼焦过程中硫化氢和氰化氢的生成与分布 焦炉煤气中的硫化氢含量主要取决于炼焦用煤料中所含的硫分（无机硫和有机硫），煤在干馏过程中约有30%的硫转入荒煤气中，其中95%以上是以硫化氢的形式存在，其余为有机硫而氰化氢那么是煤在焦炉中炭化时，煤气中的氨与红焦发生回响的产物，即： C+ NH3 → HCN+H2 （1） 在焦炉的炉顶空间，荒煤气中的烃类化合物或CO与氨回响也生成氰化氢，其回响如下： C2H4+2NH3 → 2HCN+4H2 （2） CH4+NH3 → HCN+3H2 （3） CO+NH3 → HCN+H2O （4） 可见，煤在炼焦过程中，硫化氢和氰化氢的生成是不成制止的。

在粗煤气中，一般含有硫化氢6～8g/m3、氰化氢1～2 g/m3, 主要分布在初冷器后的焦炉煤气和初冷过程中形成的剩余氨水中初冷器后煤气中的硫化氢含量约为4～6g/m3, 氰化氢含量约为0.8～1.2 g/m3剩余氨水中的硫化氢含量约为0.5～2.5g/L, 氰化氢含量为0.1～0.2 g/L 2 我国焦炉煤气脱硫脱氰工艺的现状 焦炉煤气中的硫化氢与氰化氢均为酸性气体，在整个煤气净化过程中，脱除氰化氢与脱除硫化氢是同步举行的目前我国采用的煤气脱硫脱氰工艺归纳起来有两大类型一种是以HPF法为代表的湿式氧化法煤气脱硫脱氰工艺；另一种是湿式吸收法氨水脱硫脱氰工艺 2.1 HPF法脱硫脱氰工艺 HPF法脱硫脱氰工艺是以氨为碱源，HPF为催化剂（由对苯二酚、双核钛氰钴磺酸盐、PDS和硫酸亚铁组成的醌、钴、铁类复合型催化剂）的氧化法脱硫脱氰工艺，其工艺流程见图1 图1 HPF法焦炉煤气脱硫脱氰装置的工艺流程图 整个回响过程可分为吸收回响、催化多硫化回响和催化再生回响其脱硫脱氰效率较高，煤气中的硫化氢和氰化氢含量均可达成≤250mg/m3。

但是，该工艺仍存在以下难以抑制的缺点： （1）煤气在脱硫过程中会产生富含硫氰酸铵、硫代硫酸铵和硫酸铵等副产盐类的废液，且很难处理以煤气处理量5万m3/h的脱硫装置为例，脱硫废液的排放量约为24t/d, 处理不好就会造成二次污染 （2）从再生塔顶排出的再生尾气带有大量的氨（平均为2.46g/m3）,直接排放就会严重污染大气 （3）该脱硫装置的产品硫磺纯度低、质量差、销路不畅，若肆意弃之也会造成严重的环境污染 （4）由于再生塔排出的尾气和脱硫废液都要带走片面氨，致使焦炉煤气中的氨损失达成16%左右 从上述处境可看出，尽管HPF法脱硫工艺可将煤气中的硫化氢和氰化氢脱除得很明净，但在脱除的硫中，片面转入到了脱硫废液中，处理不好会造成二次污染低质量的产品硫磺也因销路不畅难以处理，造成了污染的二次转移此外，再生塔顶的含氨尾气直接放散，不仅污染大气，还造成了氨资源的损失因此，HPF法煤气脱硫脱氰工艺在这些致命问题没有得到彻底解决前，就不应再推广使用 2.2 AS法氨水脱硫工艺 湿式吸收法氨水脱硫工艺是以AS法为代表，该工艺由煤气脱硫、脱酸蒸氨和硫回收等工序组成，其工艺流程见图2。

图2 AS法氨水脱硫工艺的洗氨和脱硫装置流程图 该工艺的脱硫效率一般在90％～95%，脱氰效率只能达成50%左右，塔后煤气中的硫化氢含量为500 mg/m3, 氰化氢含量在1 g/m3左右，脱硫脱氰效率较低从煤气中转移到液相（脱硫富液）中的硫化氢与氰化氢均属于弱挥发性酸性气体，通过脱酸塔汽提解析，从脱硫富液中释放出来脱酸塔发生如下的解析回响： NH4CN → NH3+HCN （5） NH4HS → NH3+H2S （6） NH3、H2S、HCN和CO2等挥发性气体形成所谓的酸性气体离开脱酸塔塔顶后，在克劳斯法硫回收装置中进一步处理硫化氢在克劳斯炉和硫回响器内回响生成元素硫，而氨和氰化氢在氨分解装置中的催化剂作用下分解，氨分解装置排出的尾气返回初冷器前的焦炉煤气管道中，分解回响式如下： H2S +1.5O2→ SO2+H2O （7） 2H2S +SO2→ 1.5S2+2H2O （8） 2NH3 → N2+3H2 （9） 2HCN+H2O → N2+2H2+CO （10） 该工艺的最大特点是脱硫脱氰过程中不产生二次污染，所得产品的硫磺产量高、质量好，其纯度高达99.5%以上。

但从工艺过程上看，它也存在有缺乏之处一是AS法氨水脱硫脱氰工艺的脱硫效率相对较低, 达不到我国对焦化企业准入条件的要求；二是所产的氨汽采用氨分解装置将氨破坏，没有氨的产品此外，AS法的脱硫与脱氨装置各设备之间环环相扣，影响正常操作的因素极为繁杂，故对操作人员的技术要求较 高 3 采用水解脱氰、压力脱酸的FAS法煤气脱硫脱氰新工艺 — 6 —。