焦炉煤气干法脱硫脱萘技术研究

朱宏亮 王寅寅（河钢邯钢能源中心，河北邯郸 056003）

焦炉煤气干法脱硫脱萘技术研究

朱宏亮 王寅寅
（河钢邯钢能源中心，河北邯郸 056003）

焦炉煤气利用湿法脱硫脱萘之后，往往存在着霉气当中硫化氢和萘的成分含量依然较高的现象。基于冷轧薄板的生产、PSA技术制氢以及炼钢的需要，我们需要对焦炉煤气进行金细化的处理，来使得其达到下一个程序的标准。因为500#、600#的配置对脱硫、脱萘产生了影响，所以在实际进行配置的时候，我们对两种工艺进行了比较，并且对脱硫剂以及活性炭进行选择，技术方法作如下分享。

焦炉煤气 干法 脱硫 脱萘

以往，我们使用湿法脱硫脱萘之后，焦炉煤气当中的硫化氢以及萘的含量依然较高。给予冷轧薄板生产技术以及PSA炼钢制氢技术生产的需要，我们通常设置500#、600#来脱硫、脱萘，同时还对焦炉煤气进行了精制，来满足下一道工序的需要［1］。然而在实际操作中，这两种方法对脱硫、脱萘产生了一定的影响，所以我们需要对实际脱硫、脱萘技术进行探究，以求得可以应用于生产的更好的方法。

1　煤气净化工艺分析

1.1煤气净化流程

上文中所提到的制氢以及供应冷轧薄板、炼钢提纯煤气等工序都是配置了500#、600#的脱硫、脱萘技术，都是采用干法来精制焦炉煤气［2］。焦炉煤气需要需要首先经过电捕焦油器，脱除一些煤气中的杂质，接着经过加压机的加压，汇入500#脱硫塔中，通过脱硫剂来脱除煤气中的硫化氢；接着涌入600#，在活性炭的搅拌之下，脱除了煤气当中的萘，从而为下一道工序做好了准备［3］。

1.2煤气净化方式的选择

混合煤气当中往往由一定比例的高炉煤气以及焦炉煤气组成，成分具有复杂性，有害成分的含量以及物理化学性质差异大，这无疑加大了净化的难度。目前情况下，我们比较常用的净化方法主要是干法以及湿法。其原料煤气的杂质含量情况参见表1。

我们根据上表的数据并且结合混合煤气中的湿法、干法两种处理方法的特点，选择成本低廉、容易操作的方法来进行脱硫脱萘［4］。干法主要指的是用粉尘吸收剂、吸附剂或者催化剂等来进行一次性的脱除硫化氢、萘、焦油、灰尘等，来满足使用要求的净化煤气方法。

表1　原料中煤气杂质的含量/（mg·Nm—3）

2　焦炉煤气干法脱硫脱萘原理

2.1脱硫

（1）采用吸附剂脱硫。这种方法主要是利用气态的H2S和空气当中的O2常温下发生氧化反应，从而释放热量：

2H2S+O2=2H2S+2S+O

由于这种反应速度较慢，所以我们往往使用活性剂来做作为催化剂、吸收剂来加快反应的速度。吸附剂的内部空隙往往存在一定的吸附力，并且对于气体的分子有吸附作用。水蒸气在吸附剂当中除了存在多分子层吸附，还有毛细血管凝结的作用。我们在室温下进行脱硫的时候，吸附剂里边的空隙会容易凝结产生薄水膜，从而使得混合煤气当中的溶水性硫化氢吸附起来相对较为容易，进而加速了脱硫的速度。

（2）利用氨脱硫的方法。氨可以使得吸附剂内部的空隙液膜呈现弱碱性，从而有利于吸附酸性的H2S分子，其反应主要如下：

4NH3+2H2S+3O2=2（NH4）2SO3

2NH3+H2S+2O2=（NH4）2SO4

从上面的化学方程式中，我们可以发现，煤气中的氨成分越多，在进行脱硫的时候就及其容易生成硫的含氧酸盐。我们可以看出采用吸附剂来脱除硫的反应机制相对复杂，根据其净化过程当中的特点，大体上可以分成吸附作用、催化作用以及转化作用。吸附主要就是依靠吸附剂的自由力场，通过催化剂与硫化物之间的分子力产生的硫化物，这样有机硫的脱除率甚至可以达到70%。

（3）采用脱硫剂脱硫。脱硫剂我们通常采用常温以及高效的氧化铁脱硫剂，其具有高硫容量、活性高，阻力小、精度高、可以再生等优势。常温下基本可以将硫全部脱除。当含有硫的煤气通过催化剂的时候，气体当中的硫化氢便可以和脱硫剂发生反应从而生成硫化铁，其反应方程式如下：

这种方式由于煤气当中存在着少量的氧气，并且生成的硫化铁再进一步氧化就可以析出硫磺，所以，当混合煤气中的O2/H2S大于等于2.5的时候，脱硫的再生过程便不断进行，这就导致了脱硫剂空隙的堵塞从而失效。

2.2脱萘

由于吸附剂具有十分强大的吸附作用，使得萘和不饱和的烃也可以在表面发生聚合反应，产生大分子的聚合物。所以，吸附剂可以去硫的同时，也会对煤焦油、萘拥有极强较好的净化作用。

2.3吸附剂的再生原理

吸附剂在使用一段时间之后，大量的萘、H2S、NH3、HCN等便会被吸附在表面的空隙当中从而失效。这个时候，我们必须除去焦油和萘，从而恢复其吸附的能力。吸附剂再生便是通过加压之后的净化煤气实现。净化煤气被加热到120摄氏度至130摄氏度之后，和吸附剂产生接触，吸附剂随之被加热，并且其上面吸附的萘被解析出来，随着煤气被排出，这样就使得吸附剂可以再生。

3　效果分析

（1）煤气的杂质净化的效果显著。事实证明，干法净化煤气的效果显著，净化之后煤气的杂质含量经过检验远远低于设计的要求，效果非常的理想。焦炉煤气经过处理之后，大多数的杂质被深度脱除，质量显著提升。（2）经济效益提升。经过干法净化之后的煤气，杂质大幅度降低，这便减少了热处理炉的辐射管、煤气的管道以及阀门的腐蚀，从而延长了使用的寿命。

4　结语

干法脱硫脱萘技术流程简单、操作方便、适应杂质的能力强，经过净化之后的煤气杂质含量可以满足要去，投资少、占地面积小。并且其根据杂质的物理化学性质，采用了分段的净化工艺，从长远上来看减少了电能的消耗，运行成本大大降低。

［1］杨培，董浩，张楠，雷晓民.混合煤气干法脱硫脱萘净化技术的应用［J］.宽厚板，2013（01）：20-22.

［2］王书民，陈晓强，王峻，姜涛.焦炉煤气吸附装置解吸气的综合利用［J］.冶金动力，2013（06）：19-23.

［3］张维祥，杨兵.煤气干法脱硫技术的应用［J］.科技风，2014（09）：91+93.

［4］万卓耿.干法脱萘在三钢的应用［J］.冶金动力，2015（09）：23-24+26.

朱宏亮（1985—），男，辽宁调兵山人，本科，毕业于辽宁科技大学，助理工程师，研究方向：焦炉煤气净化混合加压。