耿丹

摘要：盡管我國經(jīng)濟發(fā)展較快，但環(huán)境污染較為嚴(yán)重，為了保護生態(tài)環(huán)境、提高資源能源利用率、實現(xiàn)經(jīng)濟循環(huán)發(fā)展目標(biāo)，與煤氣相關(guān)的企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極改革和創(chuàng)新煤氣脫硫工藝，盡量實現(xiàn)煤氣全面凈化，緩解空氣污染。本文主要研究分析煤氣凈化濕法脫硫的化學(xué)工藝，希望能夠幫助相關(guān)企業(yè)提高煤氣凈化效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：煤氣凈化；濕法脫硫；化學(xué)工藝

前言：

煤氣凈化作為煤化領(lǐng)域的重要工作內(nèi)容，其凈化方法一直受到相關(guān)企業(yè)和工作人員的重視，尤其是脫硫這一關(guān)鍵性步驟，對煤氣凈化質(zhì)量具有直接性影響。煤氣凈化脫硫主要包括干法脫硫和濕法脫硫，通過調(diào)查我國現(xiàn)階段煤化領(lǐng)域的生產(chǎn)特點和工作流程，濕法脫硫更能保障煤氣凈化質(zhì)量，因此企業(yè)要重視該方法。

一、應(yīng)用濕法脫硫應(yīng)注意的問題

（一）控制鹽類積累

在對煤氣進行凈化處理時，經(jīng)常會因為化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量鹽類，鹽類留存于脫硫酸中并隨著脫硫酸的循環(huán)使用不斷積累，當(dāng)其積累數(shù)量超過一定限度時，會降低脫硫酸的凈化效果，影響煤氣脫硫效率。

（二）控制溫度

煤氣脫硫與溫度密切相關(guān)，想要有效利用濕法脫硫技術(shù)實現(xiàn)煤氣凈化，就必須控制好脫硫液與煤氣之間的溫度，保證脫硫反應(yīng)能夠充分發(fā)揮基本作用。通常情況下，在煤氣溫度為25攝氏度—35攝氏度時，脫硫液的溫度應(yīng)為35攝氏度—40攝氏度，避免因溫差過大而影響脫硫質(zhì)量。

（三）控制再生時間

再生環(huán)節(jié)是濕法脫硫處理的結(jié)尾環(huán)節(jié)，也是煤氣凈化過程的最重要環(huán)節(jié)，屬于濕法脫硫的核心技術(shù)。為了保證脫硫液在再生塔中能夠有效完成硫元素分離工作，相關(guān)工作人員要嚴(yán)格控制壓縮空氣的注入時間以及持續(xù)時間。

二、濕法脫硫工藝流程及新穎化學(xué)工藝

（一）工藝流程

1.煤氣降溫

如果焦?fàn)t排放出來的煤氣溫度過高，會嚴(yán)重影響脫硫工作，所以要用鼓風(fēng)機將其送入預(yù)冷塔進行降溫處理，對預(yù)冷塔的塔頂噴灑經(jīng)過冷卻的循環(huán)水，直接將煤氣降溫到30攝氏度左右，隨后才能進入下一環(huán)節(jié)。

2.煤氣脫硫

經(jīng)過冷卻降溫處理的煤氣會進入兩列脫硫塔，塔頂在煤氣完全進入后開始噴灑硫酸液，煤氣與硫酸液在逆流接觸過程中補充堿源，隨后開始脫氨脫苯，需要注意的是該過程應(yīng)全程封閉控制[1]。具體脫硫反應(yīng)如下：H2S+NH4OH→NH4HS+H2O；2NH4OH+H2S→（NH4）2S+2H2O；NH4OH+HCN→NH4CH+H2O；NH4OH+CO2→NH4HCO3；NH4OH+NH4HCO3→（NH4）2CO3+H2O。

3.再生循環(huán)

煤氣經(jīng)過脫硫，硫酸液在吸收了H2S和HCN后會先被送入反應(yīng)槽，再被抽送入再生塔，空氣機站將壓縮空氣引入再生塔硫酸液中，進行氧化反應(yīng)，其再生液體會通過調(diào)節(jié)器流回脫硫塔實現(xiàn)循環(huán)利用。再生塔內(nèi)部發(fā)生的反應(yīng)如下：基本反應(yīng)：NH4HS→ O2→NH4OH+S；（NH4）2S+ O2+H2O→2NH4OH+S；（NH4）2SX+ O2+H2O→2NH4OH+H2O。副反應(yīng)：2NH4HS+2O2→（NH4）2S2O3+H2O；2（NH4）2S2O3+O2→2（NH4）2SO4+2S。

（二）新穎化學(xué)工藝

1.烷基醇胺脫硫

烷基醇胺脫硫化學(xué)工藝被劃分為煤氣凈化濕法脫硫的新式技術(shù)，正逐漸被相關(guān)企業(yè)應(yīng)用于實際煤氣凈化過程。與其他濕法脫硫流程相比，經(jīng)過烷基醇胺協(xié)助的濕法脫硫能夠縮減物質(zhì)受到的腐蝕程度，由于可降解程度較高，所以具有更強的吸納性，可以提升煤氣被吸納的速度和效率，通過調(diào)查研究顯示，當(dāng)前我國大多數(shù)濕法脫硫使用的溶劑都包含醇胺，例如撫順石化公司使用的甲基二乙醇胺（MDEA）。由于先使用烷基醇胺，后融入硫元素，會使循環(huán)狀態(tài)下的溶劑總量減小，所以對縮減消耗總體投入具有重要影響，另外利用甲基二乙醇胺調(diào)配的水溶劑能夠充當(dāng)適當(dāng)?shù)幕钚詣?，可以提高煤氣凈化濕法脫硫的質(zhì)量和效率，在一定程度可以調(diào)控活化劑投入總量和調(diào)控再生塔的操作壓力。

甲基二乙醇胺與二氧化硫的反應(yīng)基本情況為：2RNH2+H2S=（RNH3）2S ；（RNH3）2S+H2S=2（RNH3）HS 。從該反應(yīng)中可以發(fā)現(xiàn)，在甲基二乙醇胺溶液中添加少量活性劑，對脫硫處理的影響較大，所以增添活性劑的溫度保持在25攝氏度—60攝氏度為最佳，壓力最好保持在7.0MPa及以下[2]。烷基醇胺脫硫能夠有效降低凈化投資和資源消耗，如果保持適當(dāng)?shù)亩趸紨?shù)量，就能提高硫元素的回收循環(huán)利用率。由于甲基二乙醇胺溶劑的堿性較小，結(jié)合與之配套的相應(yīng)脫硫裝置，能夠有效提高溶劑濃度，從而提高煤氣凈化質(zhì)量。

2.栲膠制劑脫硫

栲膠制劑脫硫經(jīng)過長時間的應(yīng)用和改進，逐漸被納入焦化流程，在煤氣脫硫上取得了較為顯著的效果，成為濕法脫硫處理進程的特有分支。由于栲膠本身含有堿性，所以使用栲膠制成的水溶液制劑在吸納外在煤氣時，能夠?qū)怏w替換成單質(zhì)，在經(jīng)過吸收處理后，栲膠制劑溶液會被送入再生槽，隨后完成煤氣凈化的循環(huán)利用。栲膠制劑脫硫法主要是利用栲膠堿性水溶液吸收煤氣，一般情況是作為催化劑實現(xiàn)二氧化硫的硫單質(zhì)轉(zhuǎn)化分解，具有“可用資源多，摒除脫硫附帶的毒性”這兩點獨有優(yōu)勢，在濕法脫硫中使用栲膠制劑溶液，能夠有效降低脫硫塔阻塞情況。其具體反應(yīng)機理如下：第一，栲膠堿性溶液吸收與氧化硫：Na2CO2+H2S=NaHS+NaHCO3；NaHCO2H2S=NaHS+CO2+H2O；第二，硫氫化鈉與偏釩酸鈉經(jīng)過反應(yīng)形成焦釩酸鈉，解析硫單質(zhì)：2NaHS+4NaVO3+H2O=Na2V4O9+4NaOH+2S。栲膠制劑脫硫法的脫硫性能較好，能夠被廣泛應(yīng)用于煤氣實際凈化處理中，不僅不會造成過于嚴(yán)重的硫性腐蝕，還能提高濕法脫硫的效率和質(zhì)量，但是該法具有較高的可選擇性，脫硫精確度有待提高，所以企業(yè)在使用該法時要注意后續(xù)流程的加工處理。

3.理化吸收脫硫

煤氣理化吸收脫硫方式又被稱為綜合吸收脫硫，使用的必備脫硫溶液混合了純水、吸收劑和烷基醇胺，其中吸收劑的種類為環(huán)丁砜，由于環(huán)丁砜具有本體綜合性，所以能夠當(dāng)做吸收劑使用。通過理化吸收進行脫硫時，要設(shè)定特定溫度，使必備溶液可以被慢慢溶解，通過溶解獲得的硫化氫可以被吸納，通過烷基醇胺反應(yīng)能夠獲取絡(luò)合物[3]。酸法吸收體現(xiàn)出理化吸收脫硫的雙重作用，為濕法脫硫增添了靈活且可用的屬性，即便分壓發(fā)生變更，必備溶液仍然可以保持吸收平衡。

結(jié)束語：

綜上所述，脫硫是煤氣凈化的基本要求，是煤化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要需求，也是保護空氣環(huán)境的必然趨勢，企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視煤氣脫硫工作。濕法脫硫是當(dāng)前企業(yè)最常使用的凈化方法，能夠有效提升脫硫效率，企業(yè)在具體處理過程中，要結(jié)合實際生產(chǎn)狀況、流程、費用和目標(biāo)采用具有針對性的化學(xué)工藝，保障脫硫效果。

參考文獻：

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[3]張均龍.石油煉化企業(yè)煙氣脫硫技術(shù)研究進展[J].青島科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，36（S2）：14-15.