陳飛燕

（中科合肥煤氣化技術(shù)有限公司北京市分公司，北京 100080）

焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的工藝非常多，其中，HPF 法脫硫工藝是目前我國(guó)應(yīng)用最廣泛的一種工藝。HPF 法脫硫工藝中，HPF 催化劑屬于一種復(fù)合型催化劑，由多種物質(zhì)構(gòu)成，在再生和脫硫過程中，具備流動(dòng)性強(qiáng)、催化活性高等優(yōu)勢(shì)。

1 理論概述

1.1 煤氣脫硫的概念

H2S 是硫在煤氣中的主要表現(xiàn)形式，然而，在煤氣進(jìn)行燃燒的作用下，H2S 就會(huì)以SO2的形式存在，一旦SO2在空氣中的含量過高，就容易在局部地區(qū)形成酸雨，進(jìn)而對(duì)環(huán)境帶來(lái)危害。

我國(guó)相關(guān)規(guī)定指出：煤氣中排放出的SO2濃度不能超過900mg/m3；除此之外，SO2對(duì)高嶺土、陶瓷等行業(yè)生產(chǎn)出的產(chǎn)品有很大的影響，由此能夠看出，判斷爐煤中H2S 潔凈度的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)就是H2S 在煤氣中的脫除程度。

1.2 煤氣脫硫的方法

通常采用的煤氣脫硫的方法有兩種，分別是冷煤氣脫硫與熱煤氣脫硫。在我國(guó)，冷煤氣脫硫技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，在此基礎(chǔ)上，研發(fā)出了多種脫硫的方法。而熱煤氣脫硫目前正處于研發(fā)階段，一些功能還不健全。一般情況下，可以把冷煤氣脫硫劃分成濕法脫硫與干法脫硫兩種方式，其中，濕法脫硫中比較有代表性的包括ADA、栲膠法、改良ADA、砷堿法以及HPF 法。然而，相對(duì)于干法脫硫來(lái)講，活性炭法與氧化鐵法應(yīng)用相對(duì)廣泛。

1.2.1 濕法脫硫工藝

濕法工藝可劃分成兩種類型，分別是氧化法與吸收法。基于使用的催化劑或吸收液不同，因此，所采用的方法也存在很大差異。

（1）氧化法原理指的是煤氣中H2S 和Na2CO3發(fā)生氨液反應(yīng)或溶液反應(yīng)，將溶液中的載體吸收掉生成催化作用，在此基礎(chǔ)上，H2S 被吸收掉以后會(huì)隨之轉(zhuǎn)變成硫磺，進(jìn)而使吸收溶液再生。

（2）化學(xué)吸收法的原理指的是煤氣中的酸性介質(zhì)，如H2S 和弱堿性溶液發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生有機(jī)化合物，之后通過減少壓力、提升吸收液的溫度解吸酸性介質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)吸收液的再生。

（3）物理吸收法原理指的是利用有機(jī)溶劑完成吸收的物理過程，在吸收的過程中釋放出H2S。

1.2.2 干法工藝

（1）氧化鐵脫硫工藝原理指的在脫硫劑中的Fe2O3和煤氣中的H2S 生成吸收反應(yīng)的作用下產(chǎn)生的FeS 或Fe2S3。在氧氣和水的作用下會(huì)生成再生反應(yīng)，硫元素會(huì)隨之被析出。當(dāng)氧存在于煤氣中時(shí)，則需要在同一時(shí)間完成脫硫劑的再生和脫硫。

（2）活性炭脫硫原理指的是該主體有選擇地在其微孔中吸附硫化氫氣體，之后，在脫硫劑表面的助催化劑和負(fù)載催化劑的共同作用下，硫化氫分子會(huì)隨之與氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成單質(zhì)硫在微控制沉積，基于這種情況，活性炭脫硫劑的脫硫功能會(huì)逐步被削弱，因此，需要使用一個(gè)全新的脫硫劑。

2 HPF 脫硫工藝簡(jiǎn)介

2.1 HPF 脫硫的工藝流程

近年來(lái)，我國(guó)在進(jìn)行煤氣凈化時(shí)，大范圍使用了HPF 脫硫法，這種方法是由我國(guó)企業(yè)研發(fā)出來(lái)的，且發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。換句話說(shuō)，采用HPF 脫硫法進(jìn)行脫硫，本質(zhì)上屬于對(duì)原有的脫硫工藝進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)，在煤氣脫硫階段，大范圍采用了HPF 這種催化劑，一方面確保廢氣在排放過程中更加清潔，另一方面，使煤氣脫硫的質(zhì)量有所提高。相對(duì)于HPF 脫硫工藝來(lái)講，詳細(xì)內(nèi)容如下：

（1）煤氣降溫。煤氣從焦?fàn)t中排放出來(lái)通常是有溫度的，由此則對(duì)脫硫工作的進(jìn)行形成阻礙，所以降低煤氣的溫度是開展脫硫的前提。該工作通常由預(yù)冷塔負(fù)責(zé)，通過運(yùn)行制冷這道工序，使煤氣溫度有所下降，進(jìn)而達(dá)到脫硫的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）煤氣的脫硫。煤氣溫度下降后，緊接著，就要執(zhí)行脫硫程序，首先，需要在脫硫塔中導(dǎo)入脫硫程序；其次，利用化學(xué)制劑開展脫硫工作。在此基礎(chǔ)上，置換出煤氣中含有的氨化物與硫化物?；谠趯?shí)際操作的過程中會(huì)有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，所以在確保職工人身安全的同時(shí)，還應(yīng)保障脫硫塔具有良好的密閉性。

（3）再生循環(huán)。煤氣完成脫硫工作后，會(huì)隨之進(jìn)入到脫苯、脫氨階段。采用化學(xué)液體脫硫時(shí)有眾多的硫化物存在，當(dāng)再生塔導(dǎo)入這部分液體后，添加HPF 制劑隨之會(huì)生成化學(xué)反應(yīng)，在物理作用下，再生后的脫硫液體可重復(fù)使用，但是，液體中的硫化物會(huì)隨之被分離出來(lái)，自行流入泡沫槽中，最終執(zhí)行固化操作。

2.2 HPF 脫硫技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題

在我國(guó)，HPF 脫硫技術(shù)目前正處于發(fā)展階段，在實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)的階段，通常在技術(shù)上會(huì)存在一些缺陷，進(jìn)而對(duì)后續(xù)脫硫的工作形成阻礙?；谶@種情況，工作人員則需要對(duì)HPF 脫硫法有一個(gè)準(zhǔn)確的認(rèn)知，同時(shí)，加大對(duì)HPF 脫硫技術(shù)應(yīng)用過程中存在問題的關(guān)注力度。

2.2.1 重視技術(shù)管理，控制鹽類積累

化學(xué)方法在對(duì)煤氣進(jìn)行脫硫時(shí)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在化學(xué)反應(yīng)階段，鹽類物質(zhì)會(huì)隨之生成。這部分鹽類物質(zhì)通常會(huì)存儲(chǔ)在脫硫液中，伴著脫硫液的循環(huán)次數(shù)逐漸增多，鹽會(huì)隨之堆積。從理論的維度分析，對(duì)煤氣進(jìn)行脫硫過程中受少量鹽類物質(zhì)的影響不大，然而，當(dāng)鹽在脫硫液中的含量超標(biāo)時(shí)，脫硫的效果會(huì)隨之被削弱，進(jìn)而對(duì)煤氣脫硫的質(zhì)量產(chǎn)生消極的影響。所以，在開展脫硫過程中，工作人員應(yīng)科學(xué)控制鹽在脫硫液中的含量，確保脫硫工作正常運(yùn)行。

2.2.2 注重溫度的控制

煤氣的脫硫和溫度聯(lián)系非常緊密，為了保障HPF 脫硫技術(shù)的順利進(jìn)行，首先，需要合理操控脫硫液和煤氣的溫度，確保溫度與脫硫反應(yīng)的要求相符，從而加快反應(yīng)速率。當(dāng)脫硫液的溫度非常高時(shí)，溶液表面的氨氣分壓會(huì)隨之上升，氨在脫硫液中的含量會(huì)下降，同時(shí)，脫硫的效率會(huì)隨之降低。然而，當(dāng)脫硫液溫度非常低時(shí)，再生反應(yīng)的過程會(huì)受到阻礙，所以，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，需要控制脫硫液溫度在30～35℃的范圍內(nèi)，煤氣溫度在28 ～30℃的范圍內(nèi)。

2.2.3 嚴(yán)格控制再生時(shí)間

利用HPF 脫硫法對(duì)煤氣進(jìn)行脫硫時(shí)，在執(zhí)行部分環(huán)節(jié)時(shí)需要把握好時(shí)間。再生環(huán)節(jié)的煤氣脫硫過程對(duì)時(shí)間就具有非常嚴(yán)格的要求。再生環(huán)節(jié)是HPF 脫硫法的核心，在煤氣脫硫階段發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，標(biāo)志著煤氣脫硫接近尾聲。在該階段，在再生塔中導(dǎo)入脫硫液后會(huì)分離出硫元素。為了確保分離工作的順利完成，操作人員則需要控制好壓縮空氣持續(xù)和注入的時(shí)間，保障硫元素和脫硫液的順利分離。

2.2.4 注重脫硫效率的提高

利用HPF 對(duì)煤氣進(jìn)行脫硫時(shí)，噴射器能夠提供空氣，通常情況下，上氣液和空氣接觸后便變成泡沫的形態(tài)自行向下流動(dòng)，進(jìn)而使混合更加高效，氣液接觸面在更新的同時(shí)還會(huì)逐步擴(kuò)大，再生時(shí)間相對(duì)較短，且傳質(zhì)效率較高。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，噴射器會(huì)被煤氣中的硫和雜質(zhì)堵塞，導(dǎo)致吸力被削弱，自吸空氣的含量已無(wú)法滿足再生需求，進(jìn)而對(duì)再生效果產(chǎn)生消極影響。除此之外，噴射氧化再生過程中消耗的時(shí)間比較少，在脫硫液系統(tǒng)中會(huì)有少量的硫存在，進(jìn)而對(duì)脫硫效率產(chǎn)生消極的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，H2S 在煤氣中屬于一種有毒氣體，所以，為了將煤氣中H2S 去除掉，避免對(duì)環(huán)境造成大面積污染，相關(guān)機(jī)構(gòu)則需要制定科學(xué)合理的解決方案，在此基礎(chǔ)上，提升煤氣質(zhì)量?；谟幸徊糠制髽I(yè)采用的是H2S 脫硫工藝對(duì)煤氣進(jìn)行脫硫，且成效十分顯著，所以，需要加大采用該技術(shù)在脫硫時(shí)潛在問題的關(guān)注力度，例如，控制鹽類積累，科學(xué)控制溫度，加大對(duì)技術(shù)管理的關(guān)注力度，著重提高脫硫的效率。