脱硫煤气硫化氢含量增高的原因
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羹工艺与设备羹
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际五钇工
脱硫煤气Ｈ２Ｓ含量增高的原因
高训章
（石家庄焦化集团有限公司，河北石家庄０５００１７）
ＶｏＬ３２№ｌｌ
Ｎｏｖｅ．２００９
［摘要】通过对焦炉煤气脱硫工艺原理分析，探讨了影响净煤气脱除硫化氢因素，找到了生产中存在的问题，制定措施，改善脱硫效果，提高煤气质量。
［关键词］煤气脱硫；影响因素；措施；煤气质量【中图分类号】ＴＯ
５４６．５
【文献标识码】Ｂ【文章编号】１００３－５０９５（２００９）１１－００３０－０２
１煤气脱硫工艺简述
在现有焦化厂煤气湿法脱硫工艺中，焦炉煤气脱
除ＮＨ。、Ｈ２ｓ是靠ＮＨ３／Ｈ２Ｓ循环洗涤来完成。该工艺的优点是脱硫洗涤剂是焦炉煤气中的一种组分，不需另购买洗涤剂。电捕焦油器后约２２℃煤气自下而上通过
凰（ｉ瘦）＋ＨＣ，０３－产昔ＮＨ２Ｃ０叶印
ＮＩ－１３（液）＋ＨＣ时产釜硼．＋＋ＣＯ产删，（液）＋ＨｃＮ（液）芦釜舳．＋＋ＣＮ－
（３）（４）（５）
反应（１）、（３）、（４）平衡常数．－Ｔ暑ｔ示如下：
墨＝呻．＋］ｍｓ－］／［ＮＨＪＰ＾。
焉＝Ｄ姗２ｃｏｏ－］／Ｄ哪．＋］田００３．］
（６）（７）（８）
脱硫塔；来自洗氨塔上段的半富氨水和剩余氨水混合送到脱硫塔顶部喷洒。在脱硫塔上段，吸收煤气中大
部分氨，产生的富氨水经冷却和来自脱酸塔的脱酸贫液送到脱硫塔下段（脱硫段）喷洒，脱除煤气中大部分
墨＝Ｄ岫＋］［ｃｏ＃－］／呻０ｍＣ０妇
氨吸收ｃ０。气体的特殊反应是生成氨基甲酸铵，此反应即使在气相亦能很快进行。氨水溶液吸收煤气
硫化氢。脱硫塔下段产生的Ｈ，Ｓ富液从塔底抽出送入富液槽，温度约为２５℃。脱硫富液送到脱酸塔，主要
酸性气体Ｈ书、ＣＯ：、ＨＣＮ在１００℃时，从富液中解析出来，含有Ｈ２Ｓ、ＣＯ：、ＨＣＮ酸性气体从脱塔顶逸出，进行氧
中的｝泌是借助于选择性吸收而达到脱硫的目的。当
气液两相接触面积很大时，接触时间很短，氨水对Ｈ，Ｓ
的吸收速度比对ｃ０２的吸收速度大８０倍左右。
根据液相组成、温度可求得Ｈ２ｓ的平衡分压及煤气中平衡时Ｈ２Ｓ含量。
化，生成硫磺或硫膏。
脱酸水一部分经冷却（２２℃），作为循环洗液送到脱硫塔下段。剩余的脱酸水一部分由流量控制送到挥发氨蒸馏塔，其余部分送到固定氨蒸馏塔。两蒸氨塔顶蒸出的氨气送氨分解炉。挥发氨蒸馏塔塔底排出的气体水，经冷却器送到洗氨塔顶喷洒吸收煤气中的
ＮＨ３。
＆。；眦＋］田ｓ－］／Ｆ．腿ＩＫ，
‰＝［Ⅻｑ／ｊ：；．‘
Ｐｍ＝呻。＋］田ｃ０３－］／尼呻ａ
氨水脱硫过程既是一个气体进入液体的扩散过
程又是一个化学反应过程，同时受扩散和化学两个因
素的综合影响，扩散因素有温度、传质面积、液气比、
洗涤液入口浓度等；化学因素有温度、洗涤液组成、化
含有少量Ｈ２Ｓ、Ｎｉｌ。的煤气进入洗氨塔底部，煤气
学反应种类、反应进行程度等。２影响因素
２．１
自下而上流经洗氨塔。在洗氨塔碱洗段用稀碱液ＮａＯＨ吸收Ｈ２Ｓ、ＣＯ。、ＨＣＮ。在洗氨塔上段，煤气与来自挥
发氨蒸馏塔的汽提水逆流接触，进一步吸收煤气中的ＮＨ。，产生半富氨水，经冷却送入脱硫塔顶部。
稀氨水主要反应：
Ｃ０２的影响
在脱硫过程中随着氨水对Ｃ０２的吸收，洗液中游
离氨含量降低，生成的氨盐数量增多。由式（６）可知氨盐浓度增高，硫化氢平衡分压增大，煤气中硫化氢含
肌（液）＋峪（液）产ｊＭｐ
［收稿日期］２００９－０６—２６
Ｈｓ’
（１）（２）
Ｎｉｌ３（液）＋Ｃ０２（液）＋Ｈ２０产釜Ｎ｝Ｉ‘．＋Ｈｃ町
量增大，降低了脱硫效率；氨水吸收ｃｏ，分两步进行，Ｃ０２首先和水反应生成碳酸，碳酸电离为ＨＣ０３．、ｃ０产与氨水反应生成ＮＩＵＩＣＯ。、ＮＨ２ＣＯＯＮＨ。。由于二氧化碳水合速度较慢，所以为氨水吸收二氧化碳的控制反应：
［作者简介】高训章（１９７９－），男，助理工程师，主要从事技术
研发工作．
第ｌｌ期高训章：脱硫煤气Ｈ２ｓ含量增高的原因
－３１。
氨水吸收硫化氢时，硫化氢仑ｌ“完整分子”进入水中并迅速与氨反应，只要减少气膜阻力，硫化氢很快被氨吸收。氨水吸收硫化氢和二氧化碳的反应速度不同，
缩短气液接触时间、提高气速、降低气膜阻力有利于选择吸收硫化氢，气液接触时间控制在５Ｓ以内。延长接触时间增加了二氧化碳的吸收。２．２液气比的影响
在接触时间、设备条件相同时，脱硫效率与洗涤
氨气量，脱酸贫液挥发氨含量在２６ｇ／Ｌ以上，保证氨硫比＞７．５。
３．２适量增加洗涤液流量提高气液比。剩余氨水流
量由２５ｍＶｈ提高到３２ｍＶｈ，脱酸贫液流量增加到
６０
ｍａ／ｈ，汽提水由３３ｍＶｈ提高到３７ｍＶｈ。根据煤
气流量的变化及时调整洗涤液流量。
３．３降低洗液温度。清扫换热器、冷却器提高换热效
果，入塔洗涤液温度控制在２４℃以下。
３．４脱硫塔脱硫段降低洗涤液入口，以缩短煤气与洗涤液的接触时间，降低脱硫富液二氧化碳含量。３．５增加化验频次，分析脱硫塔前、后煤气组成的变
液中氨和煤气中的硫化氢的比值有关。液气比为洗涤液流量与煤气流量之比，原则上液气比越大对煤气脱
硫越有利。
２．３洗涤液质量的影响
由式（６）可知在洗涤液中硫化氢和二氧化碳浓度
化，分析脱酸贫液、脱硫富液组成、洗氨塔后煤气的组
成。根据化验结果及时调整方案和措施。４效果
越高，硫化氢气相分压越大，对煤气的脱硫效率越低。增加洗涤液氨的浓度，有利脱硫反应，提高脱硫效率。
影响脱硫效率的主要因素是脱硫过程中的氨硫比，欲获得较高的脱硫效率，氨硫比要在８以上。
经过一段时间的调整，煤气净化指标基本达到要
求。质量指标见表１。
表１
时间
ｌＺ４
２．４温度的影响
氨水吸收硫化氢反应是放热反应，提高温度促使脱硫反应的平衡向左移动，不利于氨吸收硫化氢，洗涤液中硫化氢分压增高。所以洗涤液温度尽可能控制得低些。脱硫温度取决于煤气集合温度和入塔的洗液
温度。
丝墼茎婆丝：！——脱硫富液／ｇ．Ｌ．
ＦＮＨ３
２５．１４
煤气／ｇ・一
Ｈ，Ｓ
ｏ．４４０
Ｈ２Ｓ
３．６４
Ｃ瓴ＦＮＨ，
６．８ｌ
ｌ６．０７
Ｈ茹
４．１４
ｃｏ＝ＨＣＮ
９．４７
１．Ｚ４
Ｎｌ｛３
ｏ＿０７９
１２５２７．２６屯０９１２－６
２５．１４
８．１４１７．５８１６．４１
４．２８４．２８４．７３４．５４
１０．８４１．１ｌ９．３１８．１６１１．０９
１．３１．０５
０．４７２ｏ．５０９ｏ．４９０
０．０７５０．０８５０．０６００．０２０
３．９９６．６３
１２１ｌ２９．３６屯０９ｌ幺１２２９．７
ｔ２１
１ｏ．５４１＆２９９．１５
１８．０８
Ｌ０８０。５０６
２．５氨硫黾气和焦油精制废水的影响
氨硫尾气含ｓ０。气体，经冷凝液喷洒吸收生成亚
硫酸，进入机械化澄清槽、剩余氨水槽，亚硫酸和氨水
１垒！垒至璺：皇兰生墨璺璺：！垒！垦墨垒垒：堡曼！堕旦曼堡２１Ｑ：曼Ｑ璺堡Ｑ！曼．
５结论
煤气硫化氢指标稳定首先要严格控制氨硫比。脱
硫塔前焦炉煤气（荒煤气）含Ｈ２Ｓ含ＮＨ３
１．９１－一２．８９
４．６５＂＇５．５３ｇ／ｍａ、
反应，生成固定铵盐ＮＨ４＋。由Ｒ产呻。十］［ＭＳ－］／聃ｌ墨
可知，固定铵盐增加，硫化氢平衡分压增高，煤气中硫化氢含量增加。
焦油精制废水含有酸性介质，洗涤提酚的硫酸钠水ｐＨ值在２～３之间，含有游离硫酸和磺化物，改水
ｇ／Ⅲ３。计算氨硫比为７．０４。理论要
求ＮＨ３／Ｈ。Ｓ＞７．５。要保证ＮＨ３／Ｈ２ｓ比，加强脱酸塔操
作，尽可能地把酸气蒸出去，提高贫液游离氨含量，贫
液游离氨含量＞２８ｇ／ｍ３，含Ｈ２Ｓ＜２．６ｇ／ａｍａ，方可保
送入剩余氨水槽，硫酸和氨反应，生成硫酸铵。硫酸铵
电离为ＮＨ。＋和ｓ０４｝，同理可知，增大了硫化氢的平衡分压，降低了脱硫效率。３依据原因分析制定措施
证ＮＨｓ／Ｈ奎Ｓ＞７．５（半富氨水、剩余氨水含ＮＨ３、Ｈ２ｓ忽
略不计）。在生产装置、煤气发生量、荒煤气组成基本一定时，脱酸贫液质量影响ＮＨ。／Ｈ２Ｓ比，对煤气脱硫起着主导作用。其次，要严格控制洗液入塔温度，洗液
３．１提高脱酸贫液挥发氨含量，降低脱酸贫液二氧化碳、固定氨含量。提高脱酸塔顶温度，调节脱酸塔底
ＴｈｅＲｅａｓｏｎｏｆ
温度控制在２３℃以下。第三控制洗液中盐类物质和
氨的碳化度风
ＯｖｅｎＧａｓ
ＨｚＳ
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ＧＡ０Ｘｕｎ－ｚｈａｎｇ
（ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＣｏｋｉｎｇ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＧｒｏｕｐＣｏ．．Ｌｔｄ．Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００３１，Ｃｈｉｎａ）
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ａｎｄ
ｏｐｔｉｍｉｚｅ
ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙ
ｏｆｏｏＧ．
Ｋ｜ｙ
ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆ嵴ｆｒｏｍ
ｃ０Ｇ：ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ
ｆａｃｔｏｒｓ；ｍｅａｓｕｒｅｓ；ｑｕａｌｉｔｙｏｆＣＯＧ