HPF法煤气脱硫废液的处理方法 焦化脱硫废液

发布时间：2024年11月06日 14:24:13分享人:岁月寄歌来源:互联网23
HPF法煤气脱硫废液的处理方法马力辉（河北联合大学研究生学院，唐山063000）

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生产实践表明，高温炼焦时煤中的硫约有40％进入焦炉煤气中，主要以硫化氢的形式存在。硫化氢是具有刺激性臭味的无色气体，它及其燃烧产物二氧化硫对人体均有毒性。含有硫化氢的煤气在处理和输送过程中，会腐蚀设备和管道，使生成的铁锈中含有硫化亚铁及硫。当拆开煤气管道检修时，遇到空气会自燃产生二氧化硫，并放出大量热，危害生产安全。若用未脱硫的焦炉煤气作为合成原料气，会造成催化剂中毒。若用于冶炼，将影响冶炼优质钢的质量。1脱硫方法根据脱硫剂物理形态不同，可将脱硫方法分为干法和湿法两类。干法脱硫根据煤气用途不同可采用不同的脱硫剂，包括氢氧化铁法、活性炭法、氧化锌法等。湿法脱硫是以碱性溶液（碳酸钠溶液或氨水）进行化学吸收，包括改良蒽醌二磺酸钠法（改良ADA法）、拷胶法、PDS法、HPF法等。湿法脱硫具有处理能力大、脱硫与脱硫剂再生均能连续进行、劳动强度小、在脱除硫化氢的同时也能脱除氰化氢等优点。但湿式脱硫法也存在脱硫液循环使用及脱硫废液再利用的问题。HPF法脱硫是利用焦炉煤气中的氨作吸收剂，加入对苯二酚-双环酞氰钴六磺酸铵-硫酸亚铁（HPF）复合型催化剂的湿式氧化脱硫法。首先把煤气中的硫化氢等酸性组分转化为硫氢化铵等酸性铵盐，再经空气氧化转化为元素硫。本文以氨为碱源的HPF法脱硫为例探讨脱硫液的处理及应用。2 HPF法脱硫废液处理2.1 HPF法脱硫简介以氨为碱源的HPF法煤气脱硫的主要反应如下。NH3+H2O→ NH4OHH2S+NH4OH→ NH4HS+H2ONH4OH+HCN→ NH4CN+H2ONH4OH+CO2→NH4HCO3NH4HS+NH4HCO3+(x-1)S→(NH4)2Sx+CO2+H2ONH4CN+(NH4)2Sx→NH4SCN+(NH4)2Sx-1NH4HS+1/2O2→S↓+NH4OH(NH4)2Sx+1/2O2+H2O→ xS↓＋2NH4OH2NH4HS＋2(NH4)2S2O3+H2O2(NH4)2S2O3+O2→2(NH4)2SO4+2S↓HPF法脱硫时需要加入催化剂，以促进反应的进行，使用的催化剂是由对苯二酚、双环太氰钴六磺酸铵（PDS）、硫酸亚铁组成的水溶液，其中还含有少量的ADA、硫酸锰、水杨酸等助催化剂。由于煤气组成复杂，在脱除硫化氢的过程中，会发生其他副反应，导致副产产物众多，特别是副产盐硫氰酸铵和硫代硫酸铵会影响脱硫液的质量，降低脱硫效果。2.2脱硫废液的产生

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煤气经过预冷后进入脱硫塔，与塔顶喷淋的脱硫液逆流接触，以吸收煤气中的硫化氢和氰化氢，同时吸收煤气中的氨来补充脱硫液的碱源。脱硫塔后煤气中的硫化氢含量可降至50mg/m3左右，送入硫酸铵工段。吸收了硫化氢和氰化氢的脱硫液从塔底流入反应槽反应，再用脱硫液循环泵送入再生塔再生。自再生塔底部通入压缩空气，使溶液在塔内氧化再生。再生后的溶液从再生塔顶的液位调节器自流回脱硫塔循环使用。由于脱硫剂的再生反应受再生空气量、再生时间及反应程度的限制，脱硫剂的脱硫能力不能完全恢复，并且随着脱硫液的不断循环，硫氰酸铵和硫代硫酸铵的积累导致脱硫能力不断下降，需要将部分脱硫液从脱硫循环系统中分出，作为脱硫废液外排。脱硫废液的主要组成见表1。表1脱硫液及脱硫废液的成分分析
项目PDSmg/LpH值悬浮硫g/L挥发氨g/L硫代硫酸铵g/L硫氰酸铵g/L
脱硫液30.128.701.099.49101.7578.72
脱硫废液158.128.404.096.20161.05128.31
2.3脱硫废液的常用处理方式目前,多数焦化企业处理脱硫废液都是将其送往配煤车间，均匀少量地喷洒在单种煤上。将脱硫废液回兑入配煤后，会使配煤水分增加0.4％～0.6%,焦炭含硫量增加0.03%～0.05%。虽对焦炭热态强度无较大影响，但会造成焦炭硫分增加，焦炭质量等级降低。虽然脱硫液兑入配煤后，可暂时解决脱硫废液的处理问题，但硫分在焦炭生产中重新进入煤气循环系统，部分积累硫分仍然需要再次脱除，造成脱硫系统负荷升高。2.4从脱硫废液提取铵盐脱硫废液中含有大量的PDS、悬浮硫、挥发氨、硫氰酸铵、硫代硫酸铵、硫酸铵、对苯二酚等物质，而硫氰酸铵和硫代硫酸铵是影响脱硫效果的主要因索，同时它们具有较高的回收价值。将脱硫废液回集提取铵盐，既可以解决脱硫废液的处理问题，还可生产出质量较好的化工原料。要得到纯度较高的硫氰酸铵和硫代硫酸铵产品，需要对脱硫废液进行脱色、过滤、浓缩、降温结晶、提纯分离、离心过滤、干燥等一系列处理过程。首先应将脱硫废液用活性炭脱色，然后过滤掉其中的悬浮硫。将收集的脱硫废液在蒸馏釜中蒸发浓缩，分离出硫代硫酸铵。脱除硫代硫酸铵的废液送入多效蒸发器，通过控制温度和压力，将硫氰酸铵分离出来。多效蒸发过程中需要加入催化剂，以促进反应进行。多效蒸发器控制第一效加热温度为105℃，并用真空泵将其抽至-0.08MPa。脱硫废液经上述处理后，硫氰酸铵和硫代硫酸铵含量可由280g/L降低到10g/L左右，提取率达到97％以上，可重新送到脱硫系统循环利用，较好地解决了脱硫废液两盐较高的问题。3结语HPF法煤气脱硫产生的脱硫废液难以彻底解决，通过提取硫氰酸铵和硫代硫酸铵两盐可恢复脱硫液的脱硫能力，使其可以重新进入脱硫系统循环使用，同时提取出的两盐具有较高的经济价值，该处理方法符合循环绿色经济的要求，值得推广。

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