摘要：本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)代焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝技術(shù)的分析，著重介紹了幾種比較典型的工藝流程，并對(duì)焦化廠如何優(yōu)選焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的工藝提出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣,脫硫脫氰,工藝技術(shù)

近年來(lái)，隨著國(guó)家環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格以及人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，焦化廠焦?fàn)t煤氣中H2S、HCN及其燃燒產(chǎn)物對(duì)大氣環(huán)境的污染問(wèn)題已顯得日益突出，嚴(yán)重影響了我國(guó)焦化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行脫硫脫氰的凈化處理已勢(shì)在必行。目前，國(guó)內(nèi)外焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的技術(shù)及其為防止二次污染的廢液(廢氣)處理技術(shù)已達(dá)幾十種之多，那么如何合理選擇脫硫脫氰工藝技術(shù)則是必須首先解決的問(wèn)題。

1　焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰堿源的選擇

在煉焦過(guò)程中，煤中約30%～35%的硫轉(zhuǎn)化成H2S等硫化物，與NH3和HCN等一起形成煤氣中的雜質(zhì)，焦?fàn)t煤氣中H2S的含量一般為5g/m3～8g/m3，HCN的含量為1g/m3～2.5g/m3。要脫除H2S和HCN，必須采用有堿性的脫硫液或脫硫劑，堿源可分為兩類(lèi)：(1)外加堿源，如乙醇胺、碳酸鈉及氫氧化鐵等分別是薩爾費(fèi)班法、真空碳酸鹽或改良A.D.A法及干法脫硫工藝的堿源，需不斷向脫硫液(劑)中補(bǔ)充堿源，才能保持其堿度。(2)利用煤氣中的氨作為堿源，如AS循環(huán)洗滌法、代亞毛克斯法、FRC法、TH法等。顯然，利用煤氣中的氨作為堿源是最為經(jīng)濟(jì)的，它不需要購(gòu)入碳酸鈉等堿源，并且在洗氨的同時(shí)可脫除煤氣中的H2S和HCN，具有工藝合理性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，因此成為研究焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝的主題，受到焦化行業(yè)廣泛重視并獲得普遍應(yīng)用。

2　以焦?fàn)t煤氣中的氨為堿源的脫硫脫氰規(guī)律及其工藝要求

焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的技術(shù)有很多，但以氨為堿源的脫硫脫氰技術(shù)最具優(yōu)越性，其脫硫脫氰過(guò)程的主要反應(yīng)機(jī)理如下：　

研究表明，上述第二步反應(yīng)的速度是很快的，用氨水脫除煤氣中的H2S和HCN，其主要控制因素是第一步反應(yīng)。顯然這是一個(gè)以物理吸收為主的物理化學(xué)吸收過(guò)程，必須首先設(shè)法讓氣相中的H2S和HCN轉(zhuǎn)入液相，才能被氨水中和吸收。影響其吸收效率的主要因素有吸收溫度、煤氣中的NH3與H2S的比值、氨水濃度及噴灑量等，要獲得高的脫硫脫氰效率，應(yīng)盡量降低脫硫時(shí)的吸收溫度，提高煤氣中的NH3與H2S的比值，采用快速接觸吸收設(shè)備和大液氣比操作，甚至可增設(shè)NaOH吸收段等。

采用氨水脫硫脫氰工藝所必須具備的條件：

(1)低溫與脫萘

氨水脫硫脫氰所要求的操作溫度為20℃～23℃，為防止低溫下萘析出而發(fā)生堵塞現(xiàn)象，必須預(yù)先進(jìn)行脫萘、脫焦油處理。

(2)脫硫后面必須配備高效除氨裝置

為提高脫硫脫氰效率，必須提高氨水的濃度，但也相應(yīng)提高了出塔煤氣中的含氨量，增加了后續(xù)洗氨工序的負(fù)荷。

(3)重視氨水脫硫脫氰富液的處理

富含H2S和HCN的氨水在脫酸蒸氨過(guò)程中將產(chǎn)生具有強(qiáng)烈腐蝕性的酸性氣體，這對(duì)處理設(shè)備的性能、材質(zhì)和人員操作技能等都提出了比較嚴(yán)格的工藝技術(shù)要求。

3　焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝的簡(jiǎn)介

由于干法脫硫工藝及功能的局限性較大，制約了其在焦化生產(chǎn)中的應(yīng)用，而濕法脫除H2S和HCN的技術(shù)則早已被國(guó)內(nèi)外大中型焦化廠所廣泛采用。濕法脫硫脫氰技術(shù)包括濕式吸收法、濕式氧化法和綜合法等，通過(guò)與脫硫脫氰廢液處理技術(shù)相結(jié)合，即可組成一系列的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝流程。

3.1　濕式吸收法脫硫工藝

焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的濕式吸收法有真空碳酸鹽法、AS循環(huán)洗滌法、薩爾費(fèi)班法、代亞毛克斯法等，而以氨為堿源的濕式吸收法目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛，其中最典型的工藝為“氨 -硫化氫循環(huán)洗滌法”(簡(jiǎn)稱(chēng)AS循環(huán)洗滌法或卡爾斯梯爾法)。本法以含氨23%～25%的氨水洗滌煤氣，氨與煤氣中的H2S和HCN發(fā)生反應(yīng)后成為富液，再用蒸汽解吸而得到NH3、H2S、HCN與水蒸氣為主要成分的混合氣體。該法脫硫效率可達(dá)95%，脫氰效率90%。

為防止二次污染，必須對(duì)上述酸性混合氣體進(jìn)行處理。目前，國(guó)內(nèi)外采取的處理方法雖然很多，但H2S的最終產(chǎn)品只有元素硫、硫酸等幾種，NH3的最終產(chǎn)品也只有硫銨、無(wú)水氨和分解為低熱值煤氣等。不同的產(chǎn)品品種和處理技術(shù)可靈活地組成多種AS法脫硫脫氰組合工藝流程

3.2　濕式氧化法脫硫工藝

焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的濕式氧化法工藝技術(shù)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程，從早期比較落后的砷堿法、改良A.D.A法、對(duì)苯二酚法等，到現(xiàn)代的TH法、FRC法、HPF法等。其中以氨為堿源的濕式氧化法技術(shù)發(fā)展最快，工藝流程也比較完善，很具有特點(diǎn)：以氨為堿源吸收煤氣中的H2S和HCN，吸收液與氧在催化劑的作用下解吸脫硫，脫硫脫氰效率都很高。該法最具代表性的脫硫工藝是塔卡哈克斯法，簡(jiǎn)稱(chēng)T法或萘醌酸鹽法，是通過(guò)在氨水中添加催化劑1，4-萘醌-2-磺酸鈉作吸收液，吸收煤氣中的H2S和HCN，然后與氧發(fā)生氧化反應(yīng)解吸脫硫，同時(shí)催化劑也獲得再生并循環(huán)使用，從而脫除H2S和HCN。該法的脫硫廢液中含有大量的硫氰酸鹽和硫代硫酸鹽，配合T法脫硫的廢液處理工藝有希羅哈克斯法(簡(jiǎn)稱(chēng)H法)生產(chǎn)硫銨，氧化燃燒法制取硫酸，以及還原燃燒法生產(chǎn)硫磺等。

我國(guó)近年來(lái)開(kāi)發(fā)的HPF法脫硫工藝也屬于濕式氧化法。該法是以焦?fàn)t煤氣中的氨為堿源，以對(duì)苯二酚、PDS(酞箐鈷磺酸鹽)、硫酸亞鐵為復(fù)合催化劑進(jìn)行脫硫脫氰的，其廢液處理采用混入配煤中并在煉焦過(guò)程 高溫分解，所生成的H2S又轉(zhuǎn)入煤氣。該工藝具有脫硫效率高，廢液量少，投資省，消耗低的特點(diǎn)，但硫的回收利用需進(jìn)一步完善，有關(guān)工藝技術(shù)還有待更大工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)。

目前，國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝有濕式氧化法的TH法、FRC法、改良A.D.A法和HPF法等，以及濕式吸收法的AS循環(huán)洗滌法、薩爾費(fèi)班法和真空蘇打法等。

4　焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝的選擇

我國(guó)相繼從國(guó)外引進(jìn)一系列現(xiàn)代脫硫脫氰工藝技術(shù)，加之國(guó)內(nèi)也自行開(kāi)發(fā)出一些脫硫脫氰工藝，使得焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的工藝技術(shù)更加豐富。下面就焦化廠如何優(yōu)選焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝的問(wèn)題談幾點(diǎn)看法。

4.1　根據(jù)需要選擇脫硫工藝

根據(jù)對(duì)凈化后焦?fàn)t煤氣中H2S和HCN含量的要求，選擇相應(yīng)脫硫效率的脫硫工藝。例如在冶金工廠，焦?fàn)t煤氣的絕大部分用作一般軋鋼加熱爐的燃料，此時(shí)要求H2S含量應(yīng)≤200mg/m3～500mg/m3，HCN含量應(yīng)≤150mg/m3，因此選用AS循環(huán)洗滌法脫除H2S和HCN就能滿(mǎn)足要求。而當(dāng)焦?fàn)t煤氣用作城市煤氣、合成氣等時(shí)，則必須選擇脫硫效率更高的脫硫工藝，如濕式氧化法中的改良A.D.A法、TH法、FRC法等。

4.2　根據(jù)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和客觀條件選擇脫硫工藝

綜合利用資源和保護(hù)環(huán)境已成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，對(duì)于那些“三廢”量少且易于治理，H2S和HCN均得到脫除和處理，又能促進(jìn)資源綜合利用的脫硫工藝，應(yīng)優(yōu)先采用。

所謂客觀條件指的是資金條件、總圖條件以及裝置的國(guó)產(chǎn)化條件等，以這些條件的允許作為選擇工藝主要出發(fā)點(diǎn)的意義是不言而喻的，它直接決定著脫硫工藝選擇的現(xiàn)實(shí)性和可行性。

4.3　根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性選擇脫硫工藝

生產(chǎn)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性包括運(yùn)行費(fèi)用，催化劑、試劑取給可靠性等因素，如AS循環(huán)洗滌法等，利用煤氣中的氨作為脫硫劑的堿源，并與煤氣中的酸性組分同時(shí)脫除，具有運(yùn)行費(fèi)用低，試劑取給可靠，在脫硫過(guò)程中不需要催化劑等一系列優(yōu)點(diǎn)。而實(shí)踐也已證明，在氨水脫硫后，把弗薩姆系統(tǒng)置于脫硫塔后面處理酸性氣體生產(chǎn)無(wú)水氨，是目前國(guó)際上公認(rèn)的回收氨的最佳工藝流程，美、日、加拿大等國(guó)早已廣泛采用。而H2S等酸性氣體再經(jīng)克勞斯法生產(chǎn)元素硫，可使煤氣凈化的生產(chǎn)費(fèi)用最低。

4.4　根據(jù)生產(chǎn)管理的科學(xué)性和簡(jiǎn)便性選擇脫硫工藝

所選脫硫工藝的流程應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單緊湊，脫硫介質(zhì)的腐蝕性要盡可能小，主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)不應(yīng)過(guò)分復(fù)雜，設(shè)備制造及維修要容易和方便，設(shè)備材質(zhì)及選型應(yīng)盡可能立足國(guó)內(nèi)，避免采用價(jià)格昂貴的進(jìn)口材料和設(shè)備。要保障生產(chǎn)操作的穩(wěn)定性和連續(xù)性，生產(chǎn)管理簡(jiǎn)便、科學(xué)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率高。在這方面，AS法和代亞毛克斯法等都是比較好的脫硫工藝。

綜上所述，焦化廠焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝的選擇問(wèn)題應(yīng)作為一個(gè)重要課題來(lái)加以研究，需要結(jié)合焦化廠自身的實(shí)際情況，綜合考慮各方面因素，如技術(shù)的先進(jìn)性與生產(chǎn)的實(shí)用性，工程投資與生產(chǎn)費(fèi)用，產(chǎn)品方案與市場(chǎng)需求，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益等，做幾個(gè)可行的工藝方案，在認(rèn)真分析比較、科學(xué)考察論證的基礎(chǔ)上優(yōu)選出一個(gè)最佳的脫硫脫氰工藝方案。

5　結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐將會(huì)證明，無(wú)論現(xiàn)在還是將來(lái)，選擇一種先進(jìn)合理、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝，對(duì)于節(jié)約工程投資，降低生產(chǎn)費(fèi)用，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和資源的綜合利用等均具有重要的現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)意義。

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