1、煤氣脫硫的方法活性炭脫硫技術(shù)脫硫泵 煤氣脫硫的方法-活性炭脫硫技術(shù)-脫硫泵前言：能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著人們環(huán)境保護(hù)和保證 企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)的提高，人們對(duì)能源的潔凈利用開始日趨重 視。發(fā)生爐煤氣作為我國(guó)主要能源之一煤炭的一種潔凈利用方式，在 我國(guó)的玻璃、建材、化工、機(jī)械、耐火材料等行業(yè)被廣泛的應(yīng)用，近 年，人們對(duì)煤氣凈化程度的認(rèn)識(shí)已經(jīng)不止是煤氣中的含塵量、含焦油 量和含水量等的概念，人們開始更加重視煤氣中的含硫量。煤氣中的硫絕大部分以H2S的形式存在，而H2S隨煤氣燃燒 后轉(zhuǎn)化成SO2,空氣中SO2含量超標(biāo)會(huì)形成局域性酸雨，危害人們 的生存環(huán)境，我國(guó)對(duì)燃燒發(fā)生爐煤氣爐窯規(guī)定其S

2、O2的最髙排放濃 度為9()()mg/m3；另一方面，S()2對(duì)諸如陶瓷、髙嶺土等行業(yè)的最終 產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，鑒于以上因素，發(fā)生爐煤氣中H2S的脫除程度 業(yè)已成為其潔凈度的一個(gè)重要指標(biāo)。1、煤氣脫硫方法發(fā)生爐煤氣中的硫來(lái)源于氣化用煤，主要以H2S形式存在，氣 化用煤中的硫約有80%轉(zhuǎn)化成H2S進(jìn)入煤氣，假如，氣化用煤的含 硫量為1%,氣化后轉(zhuǎn)入煤氣中形成H2S大約2-3g/Nm3左右，而陶 瓷、高嶺土等行業(yè)對(duì)煤氣含硫量要求為20-50mg/Nm3；假如煤氣中 的H2S燃燒后全部轉(zhuǎn)化成SO2為2.6g/m3左右，比國(guó)家規(guī)定的S()2 的最髙排放濃度指標(biāo)高出許多。所以，無(wú)論從環(huán)保達(dá)標(biāo)排放，還是從

3、 保證企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量而言，煤氣中這部分H2S都是必須要脫除的。煤氣的脫硫方法從總體上來(lái)分有兩種：熱煤氣脫硫和冷煤氣脫 硫。在我國(guó)，熱煤氣脫硫現(xiàn)在仍處于試驗(yàn)研究階段，還有待于進(jìn)一步 完善，而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術(shù)，其脫硫方法也很多。冷煤氣脫硫大體上可分為干法脫硫和濕法脫硫兩種方法，干法 脫硫以氧化鐵法和活性炭法應(yīng)用較廣，而濕法脫硫以碑堿法、ADA、 改良ADA和楮膠法頗具代表性。2、干法脫硫技術(shù)煤氣干法脫硫技術(shù)應(yīng)用較早，最早應(yīng)用于煤氣的干法脫硫技術(shù) 是以沼鐵礦為脫硫劑的氧化鐵脫硫技術(shù)，之后，隨著煤氣脫硫活性炭 的研究成功及其生產(chǎn)成本的相對(duì)降低,活性炭脫硫技術(shù)也開始被廣泛 應(yīng)用。2.1氧化鐵

4、脫硫技術(shù)最早使用的氧化鐵脫硫劑為沼鐵礦和人工氧化鐵，液下泵為增加其孔隙率，脫硫劑以木屑為填充料，再噴灑適量的水和 少量熟石灰，反復(fù)翻曬制成，其PH值一般為8-9左右，該種脫硫劑 脫硫效率較低，必須塔外再生，再生困難，不久便被其他脫硫劑所取 代。現(xiàn)在TF型脫硫劑應(yīng)用較廣，該種脫硫劑脫硫效率較髙，并可以 進(jìn)行塔內(nèi)再生。氧化鐵脫硫和再生反應(yīng)過(guò)程如下: 脫硫過(guò)程2Fc()H)3+3H2SFu2S3+6H2()Fe(OH)3+H2S2Fe(OH)2+S4-2H2OFe(OH)2+H2SFcS+2H2O再生過(guò)程2Fu2S2+3( )2+6H2( )4 氏()H)3+6S4FuS+3( )2+6H2( )4

5、Fu( )H)2+4S氧化鐵脫硫劑再生是一個(gè)放熱過(guò)程，如果再生過(guò)快，放熱劇烈, 脫硫劑容易起火燃燒，這種火災(zāi)現(xiàn)象曾在多個(gè)企業(yè)發(fā)生。活性氧化鐵脫硫工藝流程如圖12.2活性炭脫硫技術(shù)活性炭脫硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用，活性炭的催 化活性很強(qiáng)，煤氣中的H2S在活性炭的催化作用下，與煤氣中少量 的02發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)生成的單質(zhì)S吸附于活性炭表面。°C時(shí)開始熔化，44()°c左右便升華變?yōu)闅鈶B(tài)，所以，一般利用45()-5()()°C左右的過(guò)熱蒸汽對(duì)活性炭脫硫劑進(jìn)行再生，當(dāng)脫硫劑溫度提髙到一定 程度時(shí)，單質(zhì)硫便從活性炭中析出，析出的硫流入硫回收池，水冷后 形成固態(tài)硫

6、。活性炭脫硫的脫硫反應(yīng)過(guò)程如下：2H2S+O2S+2H2O活性炭脫硫再生工藝流程如圖23、濕法脫硫技術(shù)濕法脫硫應(yīng)用較早的方法是氨洗中和法，自從上世紀(jì)5()年代 初國(guó)外出現(xiàn)ADA法以來(lái)，我國(guó)也先后研制開發(fā)了改良型ADA法、 MSQ法、KCS法以及楮膠法等脫硫技術(shù)。與干法脫硫相比，濕法脫硫技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)要稍晚一些，最早 濕法脫硫技術(shù)是在焦?fàn)t煤氣和水煤氣的凈化方面首先應(yīng)用，隨著人們 對(duì)發(fā)生爐煤氣髙凈化度的要求,濕法脫硫技術(shù)才開始應(yīng)用于發(fā)生爐煤 氣行業(yè)。濕法脫硫技術(shù)應(yīng)用于發(fā)生爐煤氣凈化與其在焦?fàn)t煤氣和水煤 氣的凈化方面的應(yīng)用略有不同，脫硫設(shè)備、工藝和操作參數(shù)都略有調(diào) 整。濕法脫硫可以歸納分為物理吸收法

7、、化學(xué)吸收法和氧化法三 種。物理吸收法是采用有機(jī)溶劑作為吸收劑，加壓吸收H2S,再經(jīng)減壓將吸收的H2S釋放出來(lái)，吸收劑循環(huán)使用，該法以環(huán)丁磯法為代 表;化學(xué)吸收法是以弱堿性溶劑為吸收劑，吸收過(guò)程伴隨化學(xué)反應(yīng)過(guò) 程，吸收H2S后的吸收劑經(jīng)增溫、減壓后得以再生，熱碑堿法即屬 化學(xué)吸附法；氧化法是以堿性溶液為吸收劑，并加入載氧體為催化劑, 吸收H2S,并將其氧化成單質(zhì)硫，氧化法以改良ADA法和楮膠法為 代表。目前，在發(fā)生爐煤氣的濕法脫硫技術(shù)中，應(yīng)用較為廣泛的是榜 膠脫硫法。它是以純堿作為吸收劑，以楮膠為載氧體，以N次V()2為 氧化劑。其脫硫及再生反應(yīng)過(guò)程如下：吸收：在吸收塔內(nèi)原料氣與脫硫液逆流接觸

8、硫化氫與溶液中堿作用 被吸收：H2S+Na2C()2=NaHS+NaHC()2析硫：在反應(yīng)槽內(nèi)硫氫根被髙價(jià)金屬離子氧化生成單質(zhì)硫：NaHS+NaHC()2+2NaV()2=S J +Na2V2()2+Na2C()2 +H2O再生氧化在噴射再生槽內(nèi)空氣將酚態(tài)物氧化為醍態(tài)：2HQ+1/2()2=2Q+H2()以上過(guò)程按順序連續(xù)進(jìn)行從而完成氣體脫硫凈化。另有資料和 實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在酚被氧化為醍的同時(shí)有雙氧水生成，故再生氧化也可按 下式表達(dá)：2HQ+()2=2Q+H2()2 生成雙氧水H2()2+V+4=V+5+H2()HS_+V+5=S() I +V+4其脫硫和再生工藝流程如圖3:圖3濕法楮膠脫硫和再生

9、工藝流程氣體流程：降溫、除塵、除焦油的冷煤氣由煤氣加壓機(jī)升壓至180()2()()()mm 水柱，進(jìn)入脫硫塔底部，自下而上與塔內(nèi)噴淋的脫硫液逆流接觸，將 煤氣中的H2S脫除至50mg/Nm3以下，脫硫后的煤氣從脫硫塔頂部 引出，經(jīng)捕滴器脫除水份后，送至用戶。溶液流程：從脫硫塔頂噴淋下來(lái)的溶液，吸收硫化氫后，稱為富液，立式 液下泵經(jīng)脫硫塔液封槽引出至富液槽。在富液槽內(nèi)未被氧化的硫氫化 鈉被進(jìn)一步氧化，并析出單質(zhì)硫，此時(shí)，溶液中吸收的硫以單質(zhì)懸浮 狀態(tài)存在。出富液槽的溶液用再生泵加壓后，打入再生槽頂部，經(jīng)噴 射器迸入噴射再生槽，同時(shí)吸入足夠的空氣，以達(dá)到氧化楮膠和浮選 硫膏之目的。再生好的溶液稱為

10、貧液，貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器進(jìn)入貧液槽, 出貧液槽的貧液用脫硫泵打入脫硫塔頂部，經(jīng)噴頭在塔內(nèi)噴淋，溶液 循環(huán)使用。再生槽浮選出的單質(zhì)硫呈泡沫懸浮于液面上，溢流至硫泡沫槽內(nèi)， 上部清液回貧液槽循環(huán)使用，沉淀出的硫膏入熔硫釜生成副產(chǎn)品硫 磺。4、干法脫硫與濕法脫硫技術(shù)綜合比較4.1干法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn)4.1.1干法脫硫的優(yōu)點(diǎn)在選用反應(yīng)活性好硫容髙的脫硫劑的前提下，干法脫硫脫硫效率 髙，比較適宜處理含H2S較低的煤氣，因?yàn)椋簹庵蠬2S過(guò)高會(huì)造 成脫硫劑很快失效。4.1.2干法脫硫的缺點(diǎn)干式氧化鐵法脫硫設(shè)備笨重，脫硫劑再生大多為間歇再生，每次再生完畢，必須用蒸 汽將塔內(nèi)的殘余空氣吹凈，煤氣分析合格后，方能倒塔

11、送氣，否則會(huì) 引起爆炸；另外，更換脫硫劑時(shí)，操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作不當(dāng)很容易 起火燃燒，較為危險(xiǎn)。干式活性法脫硫脫硫劑再生使用的過(guò)熱蕪汽不易獲得，而且再生效果很難達(dá)到要 求，多數(shù)廠家干脆就不再生，而是取出后更換新的活性炭。干式脫硫，由于硫的吸附，會(huì)增加脫硫劑床層的阻力，即而引起煤 氣壓力波動(dòng)，不利于窯前煤氣的正常燃燒；另外，采用干式脫硫，脫 硫效率隨著脫硫劑應(yīng)用時(shí)間增加而不斷降低，不利于控制最終產(chǎn)品質(zhì) 量；而且，由于干法脫硫大多屬于間歇再生，為了不影響企業(yè)連續(xù)生 產(chǎn)，必須設(shè)置備用脫硫塔，造成設(shè)備閑置浪費(fèi)。4.2濕式楮膠法脫硫優(yōu)缺點(diǎn)4.2.1濕式楮膠法脫硫優(yōu)點(diǎn)濕式楮膠法脫硫整個(gè)脫硫和再生過(guò)程為連續(xù)

12、在線過(guò)程，脫硫與 再生同時(shí)進(jìn)行，不需要設(shè)置備用脫硫塔；煤氣脫硫凈化程度可以根據(jù) 企業(yè)需要，通過(guò)調(diào)整溶液配比調(diào)整，適時(shí)加以控制，凈化后煤氣中 H2S含量穩(wěn)定。4.2.2濕式楮膠法脫硫缺點(diǎn)設(shè)備較多，工藝操作也較復(fù)雜，設(shè)備投資較大4.3運(yùn)行成本比較從煤氣站脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用來(lái)看，活性炭脫硫和氧化鐵法脫硫 較濕法榜膠脫硫要略低一些，但考慮干法脫硫需要再生的費(fèi)用，則干 法脫硫和濕法楮膠脫硫方法比較，其運(yùn)行成本相差不大。最近，我公 司研制成功了一種新型濕法脫硫劑，可以替代價(jià)格較貴的楮膠和磯， 使?jié)穹摿虺杀敬蟠蠼档?，其運(yùn)行成本已經(jīng)低于干法脫硫。5、干法脫硫與濕法脫硫技術(shù)結(jié)合應(yīng)用對(duì)于一些對(duì)煤氣中的H2S比較敏感的行業(yè)，可以結(jié)合干法脫硫與濕 法脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將兩種脫硫方法結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，利用濕法脫硫先 將煤氣中的大部分H2S脫除，然后，再利用干法脫硫?qū)γ簹庵械腍2S 進(jìn)行精脫，從而，達(dá)到較