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第五节 焦炉煤气脱硫脱氰 焦炉煤气中含硫化氢4~8g/m3，氰化氢0.5~2g/m3。两者都是有害杂质，既腐蚀设备，又污染环境，危害人体健康。因此，焦炉煤气必须脱硫脱氰。目前，世界各国对焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的含量作了限制，规定焦炉煤气用于冶炼优质钢时，硫化氢允许含量为1~2g/m3；用作城市煤气时，硫化氢允许含量低于20mg/m3，氰化氢含量低于5．0mg/m3；供化工合成工业时，硫化氢允许含量为1~2mg/m3。 焦炉煤气脱硫脱氰有干法和湿法两种工艺。 一、干法脱硫 干法脱硫是一种比较古老的脱硫方法。这种方法的工艺和设备都比较简单，操作和维修也比较容易，至今一些小焦化厂仍在使用。但该法为间歇操作，占地面积大，脱硫剂的更换和再生工作的劳动强度大，现代化的大型焦化厂已不再采用。 干法脱硫通常以氢氧化铁为脱硫剂。当焦炉煤气通过脱硫剂时，煤气中的硫化氢与氢氧化铁接触，生成硫化铁，这是吸收反应。硫化铁与煤气中氧接触，在有水分的条件下，硫化铁转化为氢氧化铁并析出元素硫，这是再生反应。干法脱硫的过程就是吸收反应和再生反应的多次循环。其反应式为： Fe2O3·H2O+3H2S→Fe2S·H2O+3H2O Fe2S3·H2O+O2→Fe2O3·H2O+3S 干法脱硫的主要设备有箱式和塔式两种。 箱式脱硫器如图4-18所示。它是用钢板焊制或用钢筋混凝土制成的长方形箱体，内壁涂沥青或沥青漆。为了防止漏气，箱盖做成水封式，或用由螺栓压紧的橡皮垫圈密封。箱高1. 5~2m，箱内水平木格上装有四层脱硫剂，每层厚0. 3~0. 4m，上下各留有空间，使气流分布均匀 图4-18 箱式脱硫器 塔式脱硫器如图4-18所示。它是由钢板制成的直立圆筒，直径为6~9m，高为12~18m。塔内叠置10~14个吊筐，筐中央留有圆孔，上下连接形成一条圆形直立通道。每一筐内置有以木栅支承的两层脱硫剂。煤气从塔底进入中心通道，并均匀分布到各个吊筐中，通过脱硫剂后进入吊筐与塔壁间的环形空隙内，随后由塔侧排出。一般四塔串联为一组，并有两个备用塔。一个塔存放废脱硫剂，一个塔存放新脱硫剂。 二、 湿法脱硫脱氰 湿法脱硫脱氰可分为吸收法和氧化法两类方法，见表4-2 表4-2 焦炉煤气脱硫脱氰湿法工艺分类 方 法 名 称 脱硫效率 脱氰效率 吸收液 催化剂 吸收液再生介质 废液处理 吸 收 法 氨水法 90~98 50~75 2%~3%氨水 水蒸气 生化处理 真空碳酸盐法 90~98 85 6%~8%碳酸钠溶液 水蒸气（真空下） － 单乙醇胺法 90~98 90 15%~18% MEA溶液 水蒸气 生化处理 氧 化 法 砷碱法 95~98 90 3%碳酸钠溶液 三氧化二砷 空气 难处理 改良蒽醌二磺酸法 99 90 3%碳酸钠溶液 萘醌二磺酸偏钒酸钠 空气 － 萘醌二磺酸法 99 90 2%~3%氨水 萘醌二磺酸 空气 湿式氧化处理硫酸铵 苦味酸法 99 90 3%氨水 苦味酸 空气 燃烧制硫酸 对苯二酚法 99 90 氨水 对苯二酚 空气 燃烧制硫酸 吸收法脱硫脱氰是以碱性溶液作吸收剂，吸收煤气中的硫化氢和氰化氢，然后用加热汽提的方法将上述酸性气体从吸收剂中解吸出来，用以制造硫磺或硫酸，吸收剂冷卸后循环使用。吸收法按所用吸收剂的不同，分为氨水法、碳酸盐法和单乙醇胺法三种。 氧化法脱硫脱氰是以含有氧化催化剂的碱性溶液作吸收剂，吸收煤气中的硫化氢和氰化氢，再在催化剂作用下析出元素硫。吸收剂用空气氧化法再生后循环使用。氧化法脱硫脱氰按所用氧化催化剂的不同，分为砷碱法、蒽醌二磺酸法、萘醌二磺酸法、苦味酸和对苯二酚法等。 湿法脱硫脱氢的主要设备有脱硫塔、解吸塔和再生塔等。 图4-19塔式脱硫 图4-20 填料式脱硫塔 脱硫塔有填料塔、空喷塔和板式塔等形式。常用的是填料塔，如图4-20所示。填料塔由圆筒形塔体和堆放在塔内对传质起关键作用的填料等组成，内有喷淋、捕雾等装置。常用的填料有木格栅、钢板网和塑料花形填料等。焦炉煤气和吸收液分别从塔底和塔顶进入塔内，气液两相逆流接触传质，脱去硫化氢和氰化氢的煤气从塔顶排出，带反应物的脱硫液从塔底排出。 解吸塔的作用是，在塔内利用水蒸气的加热和汽提作用，对吸收了硫化氢等酸性气体的脱硫液进行解吸，从而将硫化氢等酸性气体从中分离出来。解吸塔的结构如图 浮4-21所示。它由圆筒形塔体和塔内的喷淋装置、填料及塔板组成。水蒸气和脱硫液分别从下部和上部进入解吸塔，汽液两相逆流接触。硫化氢等酸性气体从塔顶排出，用来制取硫磺或硫酸。再生吸收液从塔底排出，送回脱硫塔循环使用。 再生塔的作用是用来氧化和再生脱硫脱氰溶液。再生塔大多为圆柱形空塔，如图4-22所示。有的还在空塔内设几层筛板。塔