真空碳酸钾脱硫工艺的选择文档格式.docx

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但其不足之处是，相对湿式氧化工艺而言，脱硫效率较低。

目前我国已经建成（包括引进的）煤气净化系统采用的具有代表性的湿法脱硫工艺有以下几种：

湿式氧化工艺

TH法

以氨为碱源

FRC法

ADA法

以钠为碱源

HPF法

湿式吸收工艺

单乙醇胺法（索尔菲班法）

氨硫联合洗涤法（AS法）

真空碳酸盐法

在脱硫工艺方案的选择论证上，应遵循国家相关的节能减排和循环经济政策，根据项目的总体需求，选择合理、有效的焦炉煤气脱硫工艺，以达到技术先进、节能降耗、清洁生产的最佳组合。

随着炼焦煤资源的紧缺，炼焦配合煤硫份逐步增加，因此，高硫煤气的脱硫技术选择尤为重要，应确保为下游企业连续、稳定地提供优质煤气，使项目在整体运行上，达到产品品种优异、性价比高、竞争力强的总体目标。

一、TH法脱硫

TH法脱硫工艺为宝钢一期工程从日本新日铁公司成套引进，它由TAKAHAX法脱硫脱氰和HIROHAX法废液处理两部分组成。

脱硫采用以煤气中的氨为碱源，以1.4萘醌二磺酸钠为催化剂的氧化法脱硫脱氰工艺。

在吸收塔用循环脱硫液洗涤吸收煤气中的H2S、HCN，吸收了H2S、HCN的循环脱硫液送再生塔用压缩空气进行再生，再生的循环脱硫液送回吸收塔顶部循环喷洒，一部分循环脱硫液送入HIROHAX法废液处理部分。

废液处理部分采用高温（273C）高压（7.5MPa）下湿式氧化法将废液中的（NH4）2S2O3及NH4SCN转化为硫铵和硫酸作为母液送往硫铵装置。

TH法脱硫工艺的优点：

1）脱硫脱氰效率高，塔后煤气H2S和HCN含量可分别降至200mg/m3和150mg/m3以下；

2）煤气中的HCN先经脱硫转化为NH4SCN，再经湿式氧化将其转化为（NH4）2SO4随母液送往硫铵装置，因而比其它流程的硫铵产量高；

3）在脱硫过程中，元素硫的生成量仅满足生成NH4SCN反应的需要，不析出多余的元素硫，因此不易堵塞设备和管道，操作条件好；

4）废液处理装置工艺流程简单，占地少。

TH法脱硫工艺的缺点：

1）废液处理装置在高温高压和强腐蚀条件下操作，所以主要设备的材质要求高，造价昂贵，制造难度大；

2）吸收所需液气比和再生所需空气量较大，以及废液处理操作压力高，故整个装置电耗大；

3）整个装置工艺设计需由国外完成，所需催化剂目前尚依赖进口；

4）建设投资高，且TH法脱硫装置必须与硫铵装置配套建设。

由于上述工艺缺点，除宝钢一期建设一套TH法脱硫装置，其它焦化厂尚未采用此工艺。

二、FRC法脱硫

FRC法脱硫以及制酸技术为日本大阪煤气公司成套引进，它由FUMAKS-RHODACS法脱硫脱氰和COMPACS法废液焚烧、干接触法制取浓硫酸组成，分别在天津第二煤气厂和宝钢三期工程中采用。

FRC法脱硫是以煤气中的氨为碱源，以苦味酸为催化剂的湿式氧化法脱硫。

在吸收塔用循环脱硫液洗涤吸收煤气中的H2S、HCN，吸收了H2S、HCN的循环脱硫液送再生塔用压缩空气进行再生，再生的循环脱硫液送回吸收塔顶部循环喷洒。

一部分循环脱硫液送入离心机进行硫磺离心分离，所得滤液经浓缩后与分离的硫磺一起送往制酸装置。

FRC法脱硫工艺的优点：

1）脱硫脱氰效率高，塔后煤气含H2S和HCN可分别降至20mg/m3和100mg/m3以下；

2）再生塔采用高效预混喷嘴，再生空气用量大大降低，因此含氨尾气不排放而直接兑入吸收塔后的煤气管道中，省去了一套再生尾气处理装置，彻底防止了对大气的二次污染；

3）所需催化剂苦味酸价廉易得且耗量少。

FRC法脱硫工艺的缺点：

1）苦味酸是爆炸危险品，运输贮存困难；

2）废液焚烧干接触法制浓硫酸，焚烧的同时氨遭到破坏，经脱硫后煤气中的氨将损失25～30%；

3）当制酸规模较小时，装置运行成本较高，操作难度大；

4）整个装置工艺设计需由国外完成，投资高。

FRC法脱硫工艺的净化指标完全可满足本厂要求，但由于脱硫和制酸部分的工艺、部分设备需从国外引进，费用昂贵；

经过测算，其脱硫、制酸部分的费用是真空碳酸钾法脱硫、WSA制酸工艺的3～4倍，故国内生产厂家很少选择此流程。

三、ADA法脱硫

ADA法脱硫工艺由脱硫再生和废液处理两部分组成，脱硫部分是以钠为碱源、ADA为催化剂的氧化法脱硫脱氰。

多数焦化厂、煤气厂的ADA脱硫装置均配置在洗苯后，废液处理采用蒸发、结晶法制取Na2S2O3和NaSCN产品。

浮于再生塔顶部的硫磺泡沫，自流入泡沫槽，经加热搅拌、澄清分离，硫泡沫至熔硫釜加热熔融，再经冷却即为硫磺产品。

泡沫槽的清液一部分流入反应槽，一部分送至废液处理部分，采用蒸发、结晶法制取Na2S2O3和NaSCN产品。

ADA法脱硫工艺的优点：

1）脱硫脱氰效率高，塔后煤气含H2S和HCN可分别降至20mg/m3和50mg/m3以下，符合城市煤气标准；

2）工艺流程简单、占地小、投资低；

ADA法脱硫工艺的缺点：

1）以钠为碱源，碱耗量大；

硫磺质量低，收率低；

2）ADA脱硫装置位于洗苯后即煤气净化流程末端，不能缓解煤气净化系统的设备和管道的腐蚀；

3）废液难处理，必须设提盐装置，不但增加了投资，操作环境恶劣，污染严重，而且生产的NaCNS和Na2S2O3产品很难销售。

由于上述工艺缺点，近期国内焦化厂很少采用此工艺。

四、HPF法脱硫

HPF脱硫工艺的脱硫流程与ADA法脱硫基本相似，采用的催化剂HPF为复合催化剂，它是以氨为碱源液相催化氧化脱硫新工艺，与其它催化剂相比，它对脱硫和再生过程均有催化作用（脱硫过程为全过程控制）。

因此，HPF较其它催化剂相比具有较高的活性和较好的流动性。

HPF法脱硫工艺的优点：

1）脱硫脱氰效率一般，塔后煤气含H2S和HCN可分别降至100mg/m3和300mg/m3以下；

2）该工艺比ADA法废液积累缓慢，因而废液量相对较少；

3）工艺流程简单、占地小、投资低；

4）原材料和动力消耗低。

HPF法脱硫工艺的缺点：

1）硫磺产品质量低，收率低，操作环境差；

2）废液回兑到炼焦煤中，虽简单经济，但环境污染严重。

五、单乙醇胺法（索尔菲班法）脱硫

单乙醇胺法（索尔菲班法）脱硫是使用弱碱性的单乙醇氨（简称MEA）水溶液直接吸收煤气中的H2S和HCN，属于湿式吸收法范畴。

该脱硫方法为美国ATC公司首创，现属于BS&

B公司专利，单乙醇胺法（索尔菲班法）脱硫产品为含H2S和HCN的酸性气体，它可以经克劳斯炉生产元素硫，也可以用接触法生产硫酸。

宝钢二期工程引进一套单乙醇胺法（索尔菲班法）脱硫、接触法生产硫酸装置，所生产硫酸用于一期硫铵生产。

单乙醇胺法（索尔菲班法）脱硫装置在粗苯回收装置之后，位于焦炉煤气净化流程的末端。

煤气通过脱硫塔与贫液接触，吸收煤气中的酸性气体H2S、HCN及部分CO2，富液在解吸塔用再沸器及再生器发生的贫液蒸汽进行汽提，蒸出大部分酸性气体后贫液循环使用。

酸性气体采用接触法制取硫酸，也可配合克劳斯炉生产元素硫。

单乙醇胺法（索尔菲班法）脱硫工艺的优点：

1）脱硫脱氰效率高，当塔前煤气含H2S和HCN分别不大于6g/m3和2g/m3时，塔后煤气含H2S和HCN可分别降至200mg/H2S和150mg/m3以下。

除脱无机硫外，还可以脱除有机硫；

2）利用弱碱性MEA作吸收剂，不需要催化剂，脱硫液不需要氧化再生，不生成盐类，不会产生二次污染。

单乙醇胺法（索尔菲班法）脱硫工艺的缺点：

1）MEA价格高耗量大，蒸汽耗量大，影响经济效益；

2）由于该法只能位于洗苯后即煤气净化流程末端，不能缓解煤气净化系统的设备和管道的腐蚀；

3）工艺流程较长，制酸装置需由国外引进，投资高。

由于上述工艺缺点，除宝钢二期、太钢建设两套单乙醇胺法脱硫装置，其它焦化厂尚未采用此工艺。

六、氨硫循环洗涤脱硫（AS法）

氨硫循环洗涤脱硫是一种NH3和H2S联合处理工艺，该法以煤气中的NH3为碱源，在洗氨的同时脱除H2S和HCN，脱硫塔设在洗氨塔之前。

属于典型的湿式吸收法脱硫。

我国石家庄焦化厂、宣钢焦化厂、攀钢焦化厂、北京焦化厂和唐山市焦化厂先后从德国斯蒂尔公司和克鲁伯考伯斯公司引进该工艺。

除此之外，青岛煤气厂二期工程和承德焦化厂等也是采用该流程。

AS法脱硫系统从脱酸塔顶蒸出的含H2S的酸性气体可以采用克劳斯装置生产元素硫，也可以采用湿接触法生产硫酸；

从蒸氨塔顶蒸出的氨汽可用来生产硫铵（间接法）、无水氨（热法弗萨姆）和进行氨分解。

从以上各种配套工艺来看，采用AS法脱硫配套改进的克劳斯法生产元素硫和氨分解，是一种广泛采用的工艺流程组合。

AS法脱硫由氨硫循环洗涤、脱酸蒸氨和氨分解硫回收组成。

在氨硫循环洗涤部分，用洗氨的富氨水和脱酸蒸氨来的贫液洗涤煤气，吸收了煤气中H2S的氨硫富液送入脱酸塔，以蒸氨塔送来的氨汽为热源进行蒸馏，从脱酸塔顶部引出的酸性汽体去硫回收装置生产硫磺。

脱酸塔底的热贫液一部分经换热冷却送回洗涤部分，其余热贫液送入蒸氨塔用蒸汽蒸馏，蒸氨塔顶氨汽送入氨分解炉进行氨分解。

AS法脱硫工艺的优点：

1）以煤气中的氨为碱源，在洗氨的同时脱除硫化氢，工艺流程简单，不需外加碱，过程不产生废液，不会产生二次污染；

2）工艺流程较短，投资较低。

AS法脱硫工艺的缺点：

1）脱氰效率一般，当塔前煤气含H2S和HCN分别为4～6g/m3和1.5～2g/m3时，塔后煤气含H2S和HCN可降至500mg/m3；

2）酸系统介质腐蚀性强，对设备材质要求高，脱酸塔等主要设备需采用钛材或海氏合金材料；

3）由于整个系统处于低温下操作（一般为22～23C），低温水耗量大；

4）由于氨、硫系统相互关联，操作难度大，尤其是硫回收的尾气回配到煤气中造成系统堵塞和腐蚀。

AS流程净化后煤气中H2S、HCN最多可脱至≤0.5g/m3，已不满足最新的《焦化行业准入条件》（产业[2008年]第15号）中的规定：

工业或其它用煤气H2S含量应≤250mg/m3；

所以，AS流程尽管有很多优点，但国内生产厂家已基本不选择此流程，故本厂也不适宜选择此流程。

六、真空碳酸钾法脱硫

真空碳酸钾法脱硫是使用碳酸钾溶液直接吸收煤气中的H2S和HCN，属于湿式吸收法范畴。

真空碳酸钾法脱硫产品为含H2S和HCN的酸性气体，它可以经克劳斯炉生产元素硫，也可以用接触法生产硫酸。

马鞍山钢铁公司焦化厂和武汉钢铁公司焦化