PDS湿法脱硫在焦炉煤气二级脱硫中的几种应用形式

何秀风

(山西国控环球工程有限公司，山西 太原　030024)

随着《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)的执行，尾气中的SO2排放量作为一个硬性指标成为各焦化厂争相达到的状态，而为了确保SO2的达标排放，作为热源的回炉煤气中的H2S含量也需严格控制。目前，各焦化厂经过前期化产阶段的脱硫后，H2S含量大多在200 mg/Nm3以上，甚至有些单位因为焦炉扩产或煤种变化，回炉煤气中的H2S含量达到1000 mg/Nm3左右[1]，对于这种情况，新上一套脱硫装置势在必行，而这种情况下的脱硫工艺大多采用PDS湿法脱硫工艺。

1　几种PDS精脱硫工艺形式

PDS精脱硫工艺是指以PDS为催化剂的脱硫工艺，由东北师范大学开发[2]，其中P是phthalocyanine(酞氰)的字头，D为dinucleus(双核)的字头，S为sulfonation(磺化)的字头，“PDS”的综合意思就是“双核磺化酞氰化合物”，这里指的是双核磺化酞氰钴[3]。根据所选脱硫再生设备的不同，PDS精脱硫工艺又分为几种形式。

1.1　高塔再生工艺

高塔再生工艺是从国外引进的技术，沿用至今，现在很多企业还在使用，其工艺流程如图1所示。

脱硫富液依靠再生泵送入再生塔的底部，与空压机送来的空气并流向上，进行氧化再生，再生后的脱硫贫液依靠位差直接流入脱硫塔中，与煤气接触进行反应。

图1　高塔再生工艺流程方框图

高塔脱硫的优点是：再生稳定。

高塔脱硫的缺点是：①再生设备大，初期投资费用高；②再生设备体积大，母液制备量大；③再生空气由空压站供给，非单独工艺用气，容易因其他用户用气而造成空气量的大幅度波动而影响再生效果；④母液在再生塔中的停留时间长，增大了副盐生成的可能性；⑤再生部位在高空，不便于观察和操作，且地基要求强度高等。

1.2　低槽再生工艺

低槽再生工艺是我国自主研发的技术，最早在上世界80年代，起源于小氮肥行业，之后引入到焦化行业，其工艺流程如图2所示。

图2　低槽再生工艺流程方框图

低槽再生时脱硫富液依靠再生泵送入再生槽上设置的自吸式喷射再生器中，与吸入的再生空气反应完成再生，再生后的脱硫贫液依靠脱硫泵送入脱硫塔中。虽然再生槽高度低，但由于再生泵还需提供自吸式喷射器自吸空气的能量，所以，与高塔再生相比，并不太节能。

低槽再生工艺的优点是：再生设备小，初期投资费用低。

低槽再生工艺的缺点是：①再生空气靠喷射器主动吸入，空气量不可调节，母液采用低压力时，自吸空气量不足，再生效果不好；②喷射器母液压力高于0.4MPa时，能耗高等。

1.3　一体塔工艺

一体塔工艺最早起源于上海范文松的专利[4]，后来鞍钢设计院[5]较多采用，其实质就是对低槽再生和脱硫设备立体集成，将再生槽设置于脱硫塔之上，工艺流程图如图3所示。

图3　一体塔工艺流程方框图

脱硫富液依靠再生泵送入一体塔上设置的自吸式喷射再生器中，与低槽再生工艺相同，与自吸进入的空气反应，完成再生，再生后的脱硫贫液靠位差自流进入塔下部的脱硫段中，与煤气接触进行脱硫反应。一体塔工艺中虽然只有再生泵，但泵的扬程集合了低槽再生工艺中脱硫泵和再生泵的扬程，能耗并没有减少。

一体塔工艺的优点是：①工艺流程简化，设备数量少；②装置占地面积小等。

一体塔工艺的缺点是：①再生的实质还是自吸喷射再生，

保留了自吸喷射器的缺点；②再生部位它高空，不便于观察和操作，且地基处理强度要求高等。

1.4　综合塔工艺

综合塔工艺是山西源辉节能科技有限公司自主开发的一种技术，它的主要设备有两项，均为国家发明专利产品，其工艺流程如图4所示。

图4　综合塔工艺流程方框图

综合塔与一体塔的不同是，脱硫部分在上，再生部分在下，脱硫贫液依靠脱硫泵送入综合塔脱硫部分，与煤气接触进行脱硫反应，吸收了H2S的脱硫富液，自流进入塔下的再生部分，在低压双射流再生器中与主动供入的再生空气混合再生，再生后的脱硫贫液进入贫液槽中，从而完成了溶液的闭路循环。

综合塔工艺的优点：①设备占地面积小；②再生空气主动供给，空气量可调；③低压双射流再生器母液压力需要0.04～0.06MPa，再生空气压力0.02～0.03MPa，能耗小。

综合塔工艺的缺点：①再生空气主动供入，可以主动调节，同时也增加了操作量；②目前工业化应用不太多，有待实践检验。

2　结论

对于各焦化厂需要补充的精脱硫系统，往往场地有限，一体塔和综合塔工艺较优，另外，如将溶液槽与脱硫再生设备立体化集成后，还可进一步减少装置占地；考虑再生效果的稳定性，高塔再生工艺较优，综合塔工艺属于近年来新兴起的工艺，有待实践检验；对于新开发的工艺应对人性化、智能化、大型化等方面予以考虑。

[1]高翔.焦炉煤气一塔式脱硫技术研究及应用[J].洁净煤技术,2017(3):128-132.

[2]黄志学.化工生产流程图解[M].北京:化学工业出版社,1990.

[3]张红兵.PDS脱硫技术在焦化行业的应用[J].山西化工,2006(6):51-52.

[4]范文松.一种脱硫再生装置:CN,2675678[P].2005-02-02.

[5]鞍山钢铁集团公司.采用液相催化氧化法进行气体脱硫的工艺方法和装置:CN,1088391C[P].2002-07-31.