hpf氨法脱硫工艺的开发

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1、HPF氨法脱硫工艺的开发*方　蔚　朱学初(无锡市焦化厂，无锡214026)关键词　HPF脱硫工艺　催化剂　硫容中图分类号　TU996.61　TQ546.5　　我厂长期进行了氨法脱硫的试验及生产，曾采用H法氨法脱硫工艺，但脱硫效率低，煤气质量差。在这种情况下，我们开发了HPF氨法脱硫新工艺并取得成功。二年来在满足工艺要求的条件下，脱硫效率可保持在99%以上，显示了该工艺良好的发展前景。1　HPF脱硫工艺介绍　　HPF脱硫工艺是利用焦炉煤气中的氨作吸收剂，以HPF为催化剂的湿法氧化脱硫，首先把煤气中的H2S转化成硫氢铵盐

2、，在空气的氧化下转化成元素硫，吸收液得到再生。反应式如下：(1)吸收反应　　NH3+H2ONH4OH　　NH4OH+CO2HPFNH4HCO3　　NH4OH+H2SHPFNH4HS+H2O　　2NH4OH+CO2(NH4)2CO+H2O　　NH4OH+HCNNH4CN+H2O　　NH4CN+SNH4SCN(2)再生反应　　　　　　　　　(3)付反应　　2NH4HS+2O2(NH4)2S2O3+H2O　　2(NH4)2S2O3+O22(NH4)2SO4+2S↓　　HPF在脱硫和再生全过程中均有催化作用。工艺流程示意见图

3、1。1-1号脱硫塔;2-2号脱硫塔;3-1号再生塔;4-2号再生塔;5-1号水封槽;6-2号水封槽;7-1号反应槽;8-2号反应槽;9-循环泵;10-循环泵;11、12-液位调节器;13-泡沫槽;14-熔硫釜;15-中间槽;16-冷却盘图1　HPF脱硫工艺流程图　　此工艺流程基本与ADA脱硫相同。进入脱硫工段的煤气依次进入串联的空喷脱硫塔和填料脱硫塔，与脱硫液逆向接触，煤气脱除了H2S和HCN去脱氨；1号和2号脱硫塔有自己独立的再生系统，吸收了H2S和HCN的脱硫液分别送入各自对应的再生系统，在空气作用下溶液得到再生

4、，循环使用；硫泡沫自流入泡沫槽，经搅拌澄清分层，进一步熔融生成硫磺产品。我厂脱硫主要工艺指标见表1。表1　HPF脱硫生产控制指标一览表工艺指标单位控制范围煤气处理量m3/h13000～16000煤气温度℃≤35吸收前煤气含H2Sg/m3≤10吸收后煤气含H2Sg/m3≤0.050溶液循环量m3/h(350～450)×2再生空气量m3/h(400～500)×2脱硫液中游离氨g/l4～62　HPF脱硫工艺的开发2.1　脱硫位置的选择　　我厂新焦炉原设计采用二级ADA脱硫工艺，煤气净化流程为：焦炉→集气管→横管式初冷器→

5、风机→电捕焦油器→吸氨塔→预冷塔→空喷脱硫塔→填料脱硫塔→终冷塔→吸苯塔。　　焦炉投产时，考虑到以氨为碱源的脱硫工艺在我厂有多年经验，且ADA脱硫所产生废液无法处理，故在原ADA脱硫装置上采用了H法氨法脱硫，因此把脱硫改在了吸氨之前，煤气净化流程变为：初冷→风机→电捕→预冷→脱硫→脱氨→吸苯。　　经过工艺调整，以H为催化剂的氨法脱硫效率达到了90%，但出口煤气含H2S仍高达500～800mg/m3。2.2　催化剂的选择　　由于H法氨法脱硫效率低，塔后H2S含量仍很高，不能满足城市煤气要求，因此我们开始选择更好的催化剂

6、。开始选用了PF复合催化剂，但脱硫效率不稳定，波动大，在此情况下我们又添加了H催化剂，脱硫情况好转。我们开始摸索HPF最佳配比，在其它操作条件不变前提下，找到了HPF复合催化剂的控制浓度和最佳配比，在此浓度配比下催化剂可发挥最大的催化活性，脱硫效率提高到了98%以上。2.3　操作条件的优化　　(1)温度：尽管HPF催化效果较好，高温天气下，氨挥发导致脱硫液中游离氨低于3g/l，脱硫效率也受到影响。为了增加脱硫液中氨含量，要求温度尽可能低，最好使入塔煤气温度控制在25～35℃，这使吸收过程进行完全；通过实验还发现脱硫液

7、温度在35～40℃时催化活性最大，再生过程可很快完成，而液温过高过低都不利于脱硫效率的提高。　　(2)液气比：理论上讲溶液循环量越大越有利于脱硫的进行，因此我们逐渐加大循环量进行试验。发现当循环量大到液气比为33%时，循环量再增加，效率的提高已不明显。故一般我们把循环量控制在450～500m3/h，液气比为31%～33%。　　(3)再生空气量：通过实验，我们发现空气量过小会使系统中硫泡沫太少；空气量过大又使硫泡沫太多，后系统来不及处理造成溢塔，这两者都会影响脱硫效果。最佳的再生空气量应使溶液的悬浮硫控制在1～1.5g

8、/l，因此空气量应在450～550m3/h，而且压力要稳定。2.4　催化剂投加方式　　开始时投加催化剂，我们仅仅是称量后直接加入反应槽，后来发现这样做会使催化剂浓度不均匀而且流失严重。改进的投加方式为，称量好的HPF先于反应槽上方的溶解槽中充分溶解后，再连续滴加入脱硫系统中。这样系统中催化剂浓度比较稳定，脱硫效率才不发生波动，同时催化剂流失现象