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酒鋼【集團(tuán)】有限責(zé)任公司 甘肅嘉峪關(guān) 735100

HPF法煤氣脫硫工藝是焦化行業(yè)上一種相對(duì)成熟的濕式氧化法脫硫工藝。該工藝是以煤氣中的氨為堿源的液相催化氧化法塔式焦?fàn)t煤氣脫硫工藝，以ZL（磺化酞菁鈷和金屬離子類）為催化劑，脫硫液在脫硫塔內(nèi)吸收煤氣中的氨與煤氣中的H2S進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，吸收H2S形成脫硫富液在催化劑的作用下，用空氣進(jìn)行氧化再生，從煤氣中脫出的H2S最終在脫硫液中被轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫分離出來，得到硫磺產(chǎn)品。由于該工藝的脫硫效率受諸多條件因素影響，目前采用該工藝的各焦化廠脫硫效果差距較大。本文以酒鋼焦化廠煤氣脫硫?qū)嶋H生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，在對(duì)相關(guān)條件因素進(jìn)行對(duì)比分析的基礎(chǔ)上，確定了相對(duì)條件下影響HPF法脫硫效率的主要原因。

一、酒鋼焦化廠脫硫工藝概況

酒鋼焦化廠一回收煤氣脫硫系統(tǒng)于2007年8月建成投產(chǎn)，該系統(tǒng)采用HPF氨法3塔串聯(lián)脫硫工藝，利用焦?fàn)t煤氣中自身的氨為堿源進(jìn)行脫硫，設(shè)計(jì)煤氣處理能力為9.0×104m3/h，進(jìn)口H2S含量8g/m3以下，出工段煤氣H2S含量要求為150 mg/m3以下。

二、脫硫效率影響因素分析

反應(yīng)溫度、氣液接觸面積、脫硫液和煤氣中含氨量、脫硫液副鹽含量、脫硫液再生效果等是目前行業(yè)上公認(rèn)的影響HPF法脫硫效率的主要原因。但在不同條件下，上述原因?qū)γ摿蛐实挠绊懗潭冉厝徊煌?，?yīng)根據(jù)實(shí)際工況具體分析。

1.反應(yīng)溫度的影響

反應(yīng)溫度取決于煤氣溫度和脫硫液溫度，其影響脫硫效率的機(jī)理是：①脫硫液溫度越高，液面上氨的分壓越大，煤氣中的氨越難被脫硫液吸收，導(dǎo)致脫硫液含氨量偏低，②溫度越高，硫化氫氣體在脫硫液中溶解度下降，導(dǎo)致吸收推動(dòng)力小，③吸收H2S的過程本身是放熱反應(yīng)，溫度越低，吸收推動(dòng)力越大。

2.氣液接觸面積的影響

從表2和表3中可以看出，當(dāng)氣液接觸面積一定時(shí)，即使其它條件滿足工藝要求，在煤氣量超過系統(tǒng)處理極限后，脫硫效率將顯著下降。

在實(shí)際生產(chǎn)中，進(jìn)入系統(tǒng)的煤氣量可以通過調(diào)整焦?fàn)t結(jié)焦時(shí)間來控制，氣液接觸面積往往因脫硫塔內(nèi)填料堵塞而減小，而且不可逆轉(zhuǎn)，進(jìn)而造成系統(tǒng)阻力上升，需要停工更換塔內(nèi)填料。所以，HPF法煤氣脫硫工藝塔內(nèi)填料運(yùn)行狀況對(duì)于脫硫效率至關(guān)重要。填料堵塞的主要原因：①煤氣中焦油、萘含量過高，進(jìn)入脫硫系統(tǒng)后與脫硫液中懸浮硫混合堵塞填料，同時(shí)焦油、萘還會(huì)影響脫硫液的再生，阻礙氧化再生反應(yīng)的進(jìn)行，影響單質(zhì)硫析出，增加了貧液中的懸浮硫含量，造成惡性循環(huán)；②氧化再生所需風(fēng)量不足，再生反應(yīng)不充分，單質(zhì)硫析出少，隨貧液進(jìn)入脫硫塔內(nèi)堵塞填料；③熔硫系統(tǒng)生產(chǎn)異常，回塔清液懸浮硫和副鹽含量過高，造成填料堵塞。

表2 2012年相同配煤比下，相同反應(yīng)溫度下（煤氣31℃，脫硫液38℃），三塔運(yùn)行時(shí)不同煤氣量下脫硫效率

表3 2014年相同配煤比下，相同反應(yīng)溫度下（煤氣33℃，脫硫液40℃），兩塔運(yùn)行時(shí)不同煤氣量下脫硫效率

3.脫硫液副鹽含量的影響

為避免影響HPF法脫硫效率，一般要求副鹽濃度＜250g/L，可通過置換一定量的脫硫液來控制副鹽濃度。在實(shí)際生產(chǎn)中，僅僅根據(jù)副鹽濃度的檢驗(yàn)結(jié)果來提前判斷是否需要置換脫硫液的可操作性不強(qiáng)，需要通過脫硫液外觀、PH、懸浮硫等指標(biāo)綜合判斷。而脫硫反應(yīng)和氧化再生反應(yīng)的溫度無疑是影響副鹽生成速率的關(guān)鍵因素，溫度越高，副鹽生成越快，從而又回歸到控制反應(yīng)溫度的問題上了。

小結(jié)

HPF法煤氣脫硫效率雖受諸多因素的影響，但在一定的生產(chǎn)條件下，其效率往往取決于某些關(guān)鍵因素。在實(shí)際生產(chǎn)中，要提高脫硫效率，應(yīng)結(jié)合反應(yīng)原理，針對(duì)要因采取改進(jìn)措施。