【摘 要】文章介紹了濕法脫除煤氣中硫化物的幾種方法，并闡述了其基本原理。

【關(guān)鍵詞】濕法脫硫 濕式氧化法 化學(xué)吸收法 物理吸收法 物理-化學(xué)吸收法

一、前言

煤氣中硫化物嚴(yán)重腐蝕生產(chǎn)及運(yùn)輸中的設(shè)備和管道，造成隱患又造成合成氣催化劑的中毒失活，影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。加之全球?qū)Νh(huán)保的高度重視，因而必須根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同采用相應(yīng)的技術(shù)脫除煤氣中有毒硫化物〔1，2〕。

二、煤氣濕法脫硫方法及原理

煤氣凈化脫硫一般分為濕法脫硫和干法脫硫兩大類，本文主要介紹幾種濕法脫硫及其原理。濕法脫硫又可分為濕式氧化法、化學(xué)吸收法、物理吸收法和物理-化學(xué)吸收法。

三、濕式氧化法

濕式氧化法是利用吸收溶液中載氧體的催化作用，將吸收的H2S氧化成為硫磺，從而使吸收溶液獲得再生。該法主要有改良ADA法、栲膠法、氨水催化法等。

（一）改良ADA法

改良ADA法的脫硫反應(yīng)：吸收

H2S + Na2CO3 == NaHS + NaHCO3

在液相中ADA和V5+氧化HS-析出元素硫

2HS-+2HVO42-==HV2O5-+2S+3OH-

還原態(tài)ADA（蒽氫醌）被空氣中的氧再生，同時(shí)生成雙氧水。

雙氧水氧化V4+成V5+

HV2O5-+H2O2+OH-==2HVO42-+2H+

H2O2+HS- ==H2O+S+OH-

（二）栲膠法

栲膠法脫硫的硫回收率、氣體凈化度、溶液硫容量等項(xiàng)重要指標(biāo)，均可與改良ADA法相媲美。不會(huì)引起硫磺堵塞塔器問題。膠法脫硫的反應(yīng)過程如下：

a.堿性水溶液吸收H2S

H2S+Na2CO3==NaHS+NaHCO3

b.析出硫磺

2V5++HS-==2V4++H++S TQ（醌態(tài)）+HS-==THQ（酚態(tài)）+S

c.再生

TQ（醌態(tài)）+ V4++2H2O== THQ（酚態(tài)）+ V5++OH-

2THQ（酚態(tài)）+O2==2TQ（醌態(tài)）+H2O2

d.H2O2氧化四價(jià)釩和HS-

H2O2+V4+==V5++2OH-

H2O2+ HS-==H2O+S+OH-

（三）氨水催化法

該法以氨水為溶劑，以對(duì)苯二酚做催化劑，起初是用于焦?fàn)t氣脫硫，將此法進(jìn)一步改善后逐步推廣應(yīng)用于中小型氨廠中的半水煤氣脫硫〔1〕，因氨水來源方便且加入少量對(duì)苯二酚后又能回收硫磺，故成為國(guó)內(nèi)小型氨廠的主要脫硫方法。基本原理：

a.吸收 NH4OH+H2S==NH4HS+ H2O

b.析硫

c.再生

四、化學(xué)吸收法

化學(xué)吸收法吸收劑主要是弱堿性溶液，吸收劑與H2S進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成有機(jī)化合物，富液的再生通過提高吸收液溫度、降低壓力實(shí)現(xiàn)。屬于此類方法的有烷基醇胺法。

烷基醇胺是一類弱堿性的有機(jī)化合物，其水溶液可吸收H2S和CO2酸性氣體。常被用于氣體脫硫過程中的烷基醇胺包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺及甲基二乙醇胺等。

一乙醇胺（MEA）是其中堿性最強(qiáng)的，但與COS的反應(yīng)速度較慢。

甲基二乙醇胺（MDEA）是一種叔胺，它吸收H2S的選擇性遠(yuǎn)高于其它烷基醇胺。MDEA不易降解，腐蝕性小，該法在煉廠氣和液化石油氣脫硫裝置上得到廣泛應(yīng)用〔3〕。反應(yīng)基理：

2R3NH + H2S == （R3NH）2S

（R3NH）2S + H2S == 2R3NH2HS

五、物理吸收法

物理吸收的方法是用有機(jī)溶劑吸收的物理過程，在吸收富液壓力降低時(shí)放出H2S。

六、物理-化學(xué)吸收法

物理-化學(xué)吸收法兼有物理吸收和化學(xué)吸收兩種性質(zhì)，其吸收液由物理溶劑和化學(xué)溶劑組合而成。屬于此法的主要有環(huán)丁砜法、常溫甲醇法等。

（一）環(huán)丁砜法

該法吸收溶液由化學(xué)溶劑烷基醇胺，物理溶劑環(huán)丁砜和水混合而成。可使用的烷基醇胺包括MEA、MDEA及DIPA。一般基于吸收劑的用途確定溶液中環(huán)丁砜與水的比例，而醇胺通常選用較高濃度。在低酸性氣體分壓下，環(huán)丁砜溶液主要依靠化學(xué)作用吸收酸性氣體，改變分壓對(duì)溶液的平衡吸收量影響不顯著。在中等和高酸性氣體分壓條件下，環(huán)丁砜物理吸收作用增大，而在高酸性氣體分壓下趨向于接近環(huán)丁砜本身的吸收量。

（二）常溫甲醇法

常溫甲醇法以甲醇為基本溶劑，加入適量的DEA或其他烷基醇胺。常溫甲醇吸收溶劑，一方面H2S或CO2等酸性氣體溶解于甲醇，另一方面DEA等烷基醇胺與H2S、CO2、COS等酸性氣組分起化學(xué)反應(yīng)。在酸性氣分壓高時(shí)，主要是物理吸附，在酸性氣分壓低時(shí)，主要是化學(xué)吸附，兼有物理-化學(xué)吸收法的特點(diǎn)，具有凈化度高的優(yōu)勢(shì)。

七、結(jié)束語

近年來，化工科研發(fā)展成果顯著，煤氣凈化方面在攻堅(jiān)新技術(shù)的同時(shí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“先示范后推廣”的穩(wěn)步前進(jìn)，使符合我國(guó)國(guó)情的新工藝得到了市場(chǎng)化、工業(yè)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛志穎.中型氨廠脫硫技術(shù)的過渡與選擇[J].氮肥設(shè)計(jì)，1994，32（1）：48-51.

[2]唐宏青.現(xiàn)代煤化工新技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.