氨法HPF焦炉煤气脱硫新工艺的开发.docx

1、氨法HPF焦炉煤气脱硫新工艺的开发钟锦明（无锡市焦化厂）董天和 杜占文（鞍山焦耐设计研究院）1对苯二酚法煤气脱硫的现状 无锡焦化厂的JN43-80型(42孔）新焦炉在1991年1月投产时焦炉煤气脱硫选用了以氨为碱源的对苯二酚法。煤气净化工艺采用了如下流程： 焦炉煤气初冷器鼓风机电捕焦油器预冷塔脱硫塔洗氨塔终冷塔洗苯塔煤气柜 几年来的生产实践表明，脱硫效率并不理想，见表l。分析其原因是生产操作中未达到最佳操作条件及对苯二酚的催化性能欠佳。为提高脱硫效率，就必须保持足够的氨硫比和严格执行操作制度。另外，脱硫塔的堵塔现象也直接影响其脱硫效率的提高。表1对苯二酚法煤气脱硫的生产数据（1993年）月 份

2、1234567891112平均煤气量，万m3/h1.11.21.151.151.21.251.251.251.251.31.351.2227脱硫前煤气g/m3H2S8.187.199.016.436.597.726.225.444.706.916.876.84HCN0.851.311.511.530.922.621.391.160.791.352.461.44NH33.538.593.823.994.946.716.094.415.124.006.535.25脱硫后煤气g/m3H2S0.100.051.110.200.170.440.800.830.620.860.090.48HCN0.120

3、.320.680.340.110.780.190.110.140.280.250.30NH32.342.052.212.393.534.833.143.564.531.981.832.94脱除效率, H2S98.899.387.797.097.494.387.184.786.887.698.793.0HCN85.975.655.077.888.070.286.390.582.379.389.879.2NH333.776.142.140.128.528.048.419.311.551.072.044.02氨法HPF脱硫新工艺 为提高脱硫效率和消除脱硫塔的堵塞，我们在总结无锡焦化厂对苯二酚法脱硫生

4、产数据的基础上，筛选了几种类型的催化剂，最后选用了HPF（醌钴铁类）复合型催化剂。经几个月的探索，可使焦炉煤气的脱硫效率提高到99以上，见表2。表2 HPF法煤气脱硫的生产数据（1995年）月 份789101112平均煤气处理量，m3/h13800140501405013800140851400013965脱硫前煤气g/m3H2S6.547.107.457.7410.008.197.84HCN1.902.162.631.992.952.152.30脱硫后煤气mg/m3H2S67604555835962HCN520510690720690440600脱除效率H2S98.9699.2499.419

5、9.3099.1799.2899.22HCN71.9475.9673.1070.0076.6379.4374.002.1工艺流程 无锡市焦化厂的氨法HPF焦炉煤气脱硫工艺流程见图1。图1无锡焦化厂氨法HPF焦炉煤气脱硫工艺流程图 无锡焦化厂的煤气脱硫装置由两套脱硫系统组成。焦炉煤气依次经两台串联的脱硫塔脱除硫化氢后去氨回收装置。两台脱硫塔各自配有再生系统，脱硫富液从塔底流经液封槽进入各自的反应槽，由循环泵送入再生塔。压缩空气从再生塔底部送入。再生后的脱硫液经液位调节器返回脱硫塔循环使用。再生塔中生成的硫泡沫自流入硫泡沫槽，经搅拌澄清后，清液返回反应槽，硫泡沫放入熔硫釜，熔融硫冷却成型后装袋外运

6、。2.2氮法HPF脱硫工艺的反应机理 HPF法煤气脱硫工艺属液相催化氧化法，且HPF催化剂在脱硫和再生全过程均有催化作用，而脱硫反应为全过程的律速反应。此外，HPF催化剂具有催化活性高和流动性好等优点，其反应机理如下（下列所有反应均为可逆反应）：脱硫反应 NH3+ H2O NH4OHNH4OHH2S NH4HS+H2O 2NH4OH+H2S (NH4)2S2H2O NH4OHHCN NH4CN+H2O NH4OHCO2 NH4HCO3 NH4OH+NH4HCO3 (NH4)2CO3+H2ONH4OH+NH4HS+(x1)S (NH4)2Sx+H2O 2NH4HS+(NH4)2CO3+2(x1)

7、S 2(NH4)2Sx+CO2+H2O NH4HS+NH4HCO3+(x1)S (NH4)2Sx+CO2+H2O NH4CN+(NH4)2Sx NH4CNS+(NH4)2S(x1) (NH4)2S(x1)+S (NH4)2Sx 再生反应NH4HS+1/2O2 S+NH4OH(NH4)2S+1/2O2+H2O S+2NH4OH (NH4)2Sx+1/2O2+H2O Sx+2NH4OHNH4CNS H2N-CS-NH2 H2N-CHS=NH H2N-CS-NH2+1/2O2 NH2-CO-NH2+S NH2-CO-NH2+2H2O (NH4)2CO3+H2O 2NH4OH+CO2 副反应 2NH4

8、HS十2O2 (NH4)2S2O3+H2O NH4CN+S NH4SCN 2(NH4)2S2O3+O2 2(NH4)2SO4+2S3标定结果 为确定氨法HPF焦炉煤气脱硫脱氰工艺的最佳操作参数, 我们分两阶段进行了标定。3.1第一阶段标定结果 从1996年1月5日至3月1日，我们对两台串联操作的脱硫塔进行了标定，其结果见表3。从表3可看出，当煤气处理量为1.4万m3/h, 煤气中的氨硫比为0.74, 煤气入口温度2530，脱硫液循环量460 t/h，温度3035,脱硫液中游离氨含量4.85.0g/L，NH4CNS及(NH4)2S2O3的总盐量不超过300g/L, 悬浮硫1.22g/L ,再生空

9、气量550m3/h时脱硫塔后的煤气含硫量平均为42mg/m3，脱硫效率可达99.35%, 脱氰效率接近70 % ，硫磺收率47. 23。表3第一阶段的标定结果（1996年）日期煤 气处理量万m3/h脱硫前煤气g/m3脱硫后煤气mg/m3脱除率煤气入口温度H2SHCNNH3H2SHCNH2SHCN01051.3411.691.799030099.2383.2426.801171.466.903.081299.8328.501191.325.022.7946133099.0852.3323.301241.507.724.193599.5526.201261.227.373.2812131099.8

10、460.0631.601311.455.534.151799.1523.902021.434.232.383486099.2063.8719.702071.444.054.742399.4321.002081.456.302.803573099.4473.9318.202141.609.976.179799.0327.602161.254.472.183544099.2279.8220.002211.463.966.162399.4222.302231.354.321.423458099.2159.1623.602281.488.334.968399.0023.203011.307.072.3

11、85047099.2980.2523.4平均1.406.462.384.784275099.3568.5024.03.2第二阶段标定结果 为确定KHSS-1的填料性能及单塔脱硫效率，我们对2号脱硫塔单独进行了标定，其结果见表4。表4 2号脱硫塔的单塔标定结果日期煤 气处理量万m3/h脱硫塔前煤气g/m3脱硫塔后煤气g/m3脱除率H2SHCNNH3H2SHCNNH3H2SHCN04241.576.111.449.920.0150.135.9399.7790.971.545.970.01899.7004251.345.161.092.890.0060.092.6999.8891.741.575.185.590.0154.5999.7104261.4354.701.236.300.0240.135.8499.4989.431.464.655.410.0235.7599.5104271.3854.39