脱硫工艺对比.docx

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脱硫工艺对比

脱硫工艺名称

碱源/吸收剂

催化剂

备注

干式氧化工艺

氧化铁箱法

Fe（OH）3

湿式吸收法

AS氨-硫化氢循环洗涤法

NH3

H2S含量应≤2OOmg/m3～5OOmg/m3

HCN含量应≤15Omg/m3

真空碳酸盐法

Na2CO3

吸收-解析原理VacuumCarbonate

索尔菲班法

单乙醇胺

Sulfiban法单乙醇胺法

湿式氧化法

改良法

蒽醌二磺酸法

Na2CO3

蒽醌二磺酸钠ADA，加入偏钒酸钠（NaVO3）、酒石酸钾钠（NaKC4H4O6）和FeCl3做吸收液

城市煤气、合成气

HPF法

NH3

对苯二酚、PDS（酞箐钴磺酸盐）、硫酸亚铁为复合催化剂

PDS法

Na2CO3

双核酞箐钴磺酸盐

FRC法/苦味酸法

NH3

苦味酸

城市煤气、合成气（日本）

对苯二酚法

NH3

对苯二酚

TH法

NH3

1，4一萘醌2一磺酸钠

城市煤气、合成气（日本）

砷碱法

Na2CO3

三氧化二砷

已被ADA取代

栲胶法/TV

栲胶（主催化剂）

液相氧化工艺

LO-CAT煤气净化工艺

NaOH

铁催化剂

克劳斯Claus

SCOT

MDEA

HPF法脱硫反应式：

（1）脱硫反应：

NH3+H2O=NH4OH

NH4OH+H2S=NH4HS+H2O

2NH4OH+H2S=（NH4）2S+2H2O

NH4OH+HCN=NH4CN+H2O

NH4OH+CO2=NH4HCO3

NH4OH+NH4HCO3=（NH4）2CO3+H2O

NH4OH+NH4S+（x-1）S=（NH4）2Sx+H2O

2NH4HS+（NH4）2CO3+2（x-1）S=2（NH4）2Sx+CO2+H2O

NH4HS+NH4HCO3+（x-1）S=（NH4）2Sx+CO2+H2O

NH4CN+（NH4）2Sx=NH4CNS+（NH4）2S（x-1）

（NH4）2S（x-1）+S=（NH4）2Sx

（2）再生反应：

NH4HS+1/2O2=S↓+NH4OH

（NH4）2S+1/2O2+H2O=S↓+2NH4OH

（NH4）2Sx+1/2O2+H2O=S↓+2NH4OH

NH4CNS=H2N-CS-NH2→H2N-CHS=NH

H2N-CS-NH2+l/2O2=NH2-CO-NH2+S↓

H2N-CO-NH2+2H2O=（NH4）2CO3→2NH4OH+CO2

（3）副反应：

2NH4HS+2O2=（NH4）2S2O3+H2O

2（NH4）2S2O3+O2=2（NH4）2SO4+2S↓

由于HPF催化剂在脱硫和再生过程中均有催化作用，故可适当降低再生空气量。

减少再生空气量后会影响硫泡沫的漂浮效果，因此，在实际生产中就不能降低再生空气量，但可适当减少再生停留时间，一般可控制在2Omin左右。

HPF湿式氧化法脱硫工艺以焦炉煤气自身含有的氨为碱源，HPF为催化剂，具有脱硫、脱氰效率高（脱硫可达98%，脱氰可达80%），投资省、运行成本低、易于操作等优点，因而在行业内应用广泛，具有较好的发展前景。

但该脱硫工艺目前尚不够完善，存在的问题主要是：

（1）脱硫过程中产生的NH4SCN和（NH4）2S2O3等副盐类缺乏有效的处理工艺（如盐类废液兑入炼焦配煤工艺及提盐工艺等在工艺、环保及产品销路方面均存不同程度的问题。

）；当脱硫液中盐类浓度积累较高时，严重影响脱硫效率，废液外排又会造成环境污染。

（2）生成的单质硫纯度低、质量差、销售困难。

PDS法脱硫反应式：

副盐产生的反应式：

2NaHS+2O2=Na2S2O3+H2O

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

2Na2S2O3+O2=Na2SO4+2S

2HCN+Na2CO3=2NaCN+CO2+H2O

HCN+Na2CO3=NaCN+NaHCO3

NaCN+Na2Sx=NaCNS+Na2SO（x-1）

NaCN+Na2S2O3=NaCNS+Na2SO3

NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O

溶液中的悬浮硫也是发生副反应的原因之一，反应式为：

4S+60H-=2S2-+S2032-+3H20

2Na2S2O3+S=Na2S+Na2S406

CO2是酸性气体，若CO2含量过高，能与碳酸钠作用发生如下反应：

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,使溶液的pH值下降，不利于H2S的吸收，并对再生产生不利影响，同时也会增加碱耗。

脱硫液温度较高时，加速副盐的成长，脱硫效率下降；碱液吸收硫化氢时，硫化氢进入水中迅速与碱反应，但CO2与碱反应速度比硫化氢慢得多。

因此缩短气液接触时间，提高气速有利于脱硫液选择性吸收硫化氢，一般气液接触时间控制在5s内。

延长气液接触时间会增加CO2的吸收。

改良法

Na2CO3+H2S→NaHS+NaHCO3

2NaHS＋4NaVO3＋H2O→Na2V4O9+4NaOH＋2S↓

NaHCO3＋NaOH→Na2CO3＋H2O

Na2V4O9＋2ADA（氧化态）＋2NaOH＋H2O→4NaVO3+2ADA（还原态ADA）

2ADA（还原态）＋O2→2ADA（氧化态）

干法脱硫反应式，当碱性时：

2Fe（OH）3+3H2S=Fe2S3+6H2O

2Fe（OH）3+H2S=2Fe（OH）2+S+2H2O

Fe（OH）2+H2S=FeS+2H2O

再生反应式，当水分足量时：

2Fe2S3+3O2+6H2O=4Fe（OH）3+6S

4FeS+3O2+6H2O=4Fe（OH）3+4S

1、工艺和设备简单，操作和维修比较容易；2、间歇操作，占地面积大，脱硫剂更换和再生工作劳动强度大；3、仅使用于煤气流量不大、剩余煤气需在高压下净化得到符合城市煤气质量的工厂。

Claus

2H2S+3O2=2H2O+2SO2

SO2+2H2S=2H2O+3S

克劳斯受热力学及化学平衡限制，硫的转化反映不完全，脱硫率受限；

SCOTMDEA吸收剂加氢将非H2S含硫化合物转为H2S后用MEDA吸收

PDS脱硫会产生副盐，使脱硫液粘度、比重增加，降低脱硫液吸收和再生效率及造成系统局部堵塞；使动力消耗加大，导致设备和管道的侵蚀，增加生产运行成本。

其T艺特点是：

脱硫脱氰能力优于ADA溶液：

抗中毒能力强、对设备的腐蚀性小；易再生。

易分离单质硫、回收率高，有机硫脱除率在50％以上；可单独使用．不加钒，无废液排出：

无堵塔；脱硫成本只有ADA法的30%左右，运行经济，是非常具有竞争力的方法

Sulfiban法是一种高效的煤气净化法，脱硫率大于98%，脱氰率大于90%，同时还能脱除焦炉煤气中的有机硫。

此法与其他煤气净化法相比，具有工艺流程短、设备简单、操作弹性大、对设备的材质要求低、投资费用低的优点，但由于MEA的价格昂贵，且运转中有损耗，蒸汽消耗大，因此，此法的运转费用高。

AS法脱硫工艺为粗脱硫，通常可将煤气中硫化氢脱至500mg/m3,但已不能满足我国焦化行业脱硫标准，硫化氢含量≤300mg/m3

HPF湿式氧化法脱硫工艺以焦炉煤气自身含有的氨为碱源，HPF为催化剂，具有脱硫、脱氰效率高（脱硫可达98%，脱氰可达80%），投资省、运行成本低、易于操作等优点，因而在行业内应用广泛，具有较好的发展前景。

但该脱硫工艺目前尚不够完善，存在的问题主要是：

（1）脱硫过程中产生的NH4SCN和（NH4）2S2O3等副盐类缺乏有效的处理工艺（如盐类废液兑入炼焦配煤工艺及提盐工艺等在工艺、环保及产品销路方面均存不同程度的问题。

）；当脱硫液中盐类浓度积累较高时，严重影响脱硫效率，废液外排又会造成环境污染。

（2）生成的单质硫纯度低、质量差、销售困难。

改良悬浮液的硫磺颗粒小、回收困难、易造成过滤器堵塞：

有副反应发生，使脱硫液消耗量增大；有机硫和HCN的脱除效率差；脱硫废液处理困难。

国内工业化装置多采用提盐工艺．但流程长、操作复杂、能耗高、操作环境恶劣、劳动强度大、所得盐类产品如硫氰酸钠和硫代硫酸钠品位不高、经济效益差、易造成二次污染；有细菌积累；腐蚀严重。

FRC（日本）催化剂苦昧酸耗量少且便宜易得。

操作费用低；再生率高．新空气用量少．废气含氧量低，无二次污染。

但苦味酸是爆炸危险品。

运输存储困难，且工艺流程长、占地多、投资大等因素，其使用受到一定的限制。

由于析出的硫黄颗粒是在1-3μ，直径非常小，易附着，造成填料堵塞。

TH脱硫效率96％以上、脱氰效率85％；比其他流程的硫铵产量高；流程比较简单、操作费用低、蒸汽耗量少；可控制元素硫的生成量仅满足生成NH4CNS反应的需要，不析出多余的硫，因此不易堵塞设备及管道，操作条件好。

TH法脱硫工艺的不足是：

处理装置在高温高压和强腐蚀条件下操作，对主要设备的材质要求高，制造难度大；吸收所需液气比和再生所需空气量较大，废液处理操作压力高，故整个装置电耗大、投资和运行费用高。

栲胶法（ＴＶ）特点是硫容高、副反应少、传质速率快、脱硫效率高且稳定、原料消耗低、腐蚀轻、硫回收率高等。

在管理、脱硫液组分含量、溶液循环量及设备满足工艺要求的情况下，栲胶脱硫不易堵塞设备、

管道。

栲胶法的操作弹性大；栲胶资源丰富、价廉易得；可使H2S降低至20mg/m3以下。

脱硫效率达99％以上。

栲胶需要熟化预处理，闪此栲胶质量及其配制方法得当与否是决定栲胶法使用效果的主要凶素。