关于HPF 脱硫方法及注意事项的研究

陈飞燕

（中科合肥煤气化技术有限公司北京市分公司，北京 100080）

焦炉煤气脱硫脱氰的工艺非常多，其中，HPF 法脱硫工艺是目前我国应用最广泛的一种工艺。HPF 法脱硫工艺中，HPF 催化剂属于一种复合型催化剂，由多种物质构成，在再生和脱硫过程中，具备流动性强、催化活性高等优势。

1 理论概述

1.1 煤气脱硫的概念

H2S 是硫在煤气中的主要表现形式，然而，在煤气进行燃烧的作用下，H2S 就会以SO2的形式存在，一旦SO2在空气中的含量过高，就容易在局部地区形成酸雨，进而对环境带来危害。

我国相关规定指出：煤气中排放出的SO2浓度不能超过900mg/m3；除此之外，SO2对高岭土、陶瓷等行业生产出的产品有很大的影响，由此能够看出，判断炉煤中H2S 洁净度的一个关键指标就是H2S 在煤气中的脱除程度。

1.2 煤气脱硫的方法

通常采用的煤气脱硫的方法有两种，分别是冷煤气脱硫与热煤气脱硫。在我国，冷煤气脱硫技术发展相对成熟，在此基础上，研发出了多种脱硫的方法。而热煤气脱硫目前正处于研发阶段，一些功能还不健全。一般情况下，可以把冷煤气脱硫划分成湿法脱硫与干法脱硫两种方式，其中，湿法脱硫中比较有代表性的包括ADA、栲胶法、改良ADA、砷碱法以及HPF 法。然而，相对于干法脱硫来讲，活性炭法与氧化铁法应用相对广泛。

1.2.1 湿法脱硫工艺

湿法工艺可划分成两种类型，分别是氧化法与吸收法。基于使用的催化剂或吸收液不同，因此，所采用的方法也存在很大差异。

（1）氧化法原理指的是煤气中H2S 和Na2CO3发生氨液反应或溶液反应，将溶液中的载体吸收掉生成催化作用，在此基础上，H2S 被吸收掉以后会随之转变成硫磺，进而使吸收溶液再生。

（2）化学吸收法的原理指的是煤气中的酸性介质，如H2S 和弱碱性溶液发生反应后产生有机化合物，之后通过减少压力、提升吸收液的温度解吸酸性介质，在此基础上，实现吸收液的再生。

（3）物理吸收法原理指的是利用有机溶剂完成吸收的物理过程，在吸收的过程中释放出H2S。

1.2.2 干法工艺

（1）氧化铁脱硫工艺原理指的在脱硫剂中的Fe2O3和煤气中的H2S 生成吸收反应的作用下产生的FeS 或Fe2S3。在氧气和水的作用下会生成再生反应，硫元素会随之被析出。当氧存在于煤气中时，则需要在同一时间完成脱硫剂的再生和脱硫。

（2）活性炭脱硫原理指的是该主体有选择地在其微孔中吸附硫化氢气体，之后，在脱硫剂表面的助催化剂和负载催化剂的共同作用下，硫化氢分子会随之与氧气发生反应，形成单质硫在微控制沉积，基于这种情况，活性炭脱硫剂的脱硫功能会逐步被削弱，因此，需要使用一个全新的脱硫剂。

2 HPF 脱硫工艺简介

2.1 HPF 脱硫的工艺流程

近年来，我国在进行煤气净化时，大范围使用了HPF 脱硫法，这种方法是由我国企业研发出来的，且发挥着至关重要的作用。换句话说，采用HPF 脱硫法进行脱硫，本质上属于对原有的脱硫工艺进行改进，同时，在煤气脱硫阶段，大范围采用了HPF 这种催化剂，一方面确保废气在排放过程中更加清洁，另一方面，使煤气脱硫的质量有所提高。相对于HPF 脱硫工艺来讲，详细内容如下：

（1）煤气降温。煤气从焦炉中排放出来通常是有温度的，由此则对脱硫工作的进行形成阻碍，所以降低煤气的温度是开展脱硫的前提。该工作通常由预冷塔负责，通过运行制冷这道工序，使煤气温度有所下降，进而达到脱硫的标准。

（2）煤气的脱硫。煤气温度下降后，紧接着，就要执行脱硫程序，首先，需要在脱硫塔中导入脱硫程序；其次，利用化学制剂开展脱硫工作。在此基础上，置换出煤气中含有的氨化物与硫化物。基于在实际操作的过程中会有化学反应产生，所以在确保职工人身安全的同时，还应保障脱硫塔具有良好的密闭性。

（3）再生循环。煤气完成脱硫工作后，会随之进入到脱苯、脱氨阶段。采用化学液体脱硫时有众多的硫化物存在，当再生塔导入这部分液体后，添加HPF 制剂随之会生成化学反应，在物理作用下，再生后的脱硫液体可重复使用，但是，液体中的硫化物会随之被分离出来，自行流入泡沫槽中，最终执行固化操作。

2.2 HPF 脱硫技术应用过程中应注意的问题

在我国，HPF 脱硫技术目前正处于发展阶段，在实际应用该技术的阶段，通常在技术上会存在一些缺陷，进而对后续脱硫的工作形成阻碍。基于这种情况，工作人员则需要对HPF 脱硫法有一个准确的认知，同时，加大对HPF 脱硫技术应用过程中存在问题的关注力度。

2.2.1 重视技术管理，控制盐类积累

化学方法在对煤气进行脱硫时发挥着至关重要的作用，在化学反应阶段，盐类物质会随之生成。这部分盐类物质通常会存储在脱硫液中，伴着脱硫液的循环次数逐渐增多，盐会随之堆积。从理论的维度分析，对煤气进行脱硫过程中受少量盐类物质的影响不大，然而，当盐在脱硫液中的含量超标时，脱硫的效果会随之被削弱，进而对煤气脱硫的质量产生消极的影响。所以，在开展脱硫过程中，工作人员应科学控制盐在脱硫液中的含量，确保脱硫工作正常运行。

2.2.2 注重温度的控制

煤气的脱硫和温度联系非常紧密，为了保障HPF 脱硫技术的顺利进行，首先，需要合理操控脱硫液和煤气的温度，确保温度与脱硫反应的要求相符，从而加快反应速率。当脱硫液的温度非常高时，溶液表面的氨气分压会随之上升，氨在脱硫液中的含量会下降，同时，脱硫的效率会随之降低。然而，当脱硫液温度非常低时，再生反应的过程会受到阻碍，所以，在实际生产过程中，需要控制脱硫液温度在30～35℃的范围内，煤气温度在28 ～30℃的范围内。

2.2.3 严格控制再生时间

利用HPF 脱硫法对煤气进行脱硫时，在执行部分环节时需要把握好时间。再生环节的煤气脱硫过程对时间就具有非常严格的要求。再生环节是HPF 脱硫法的核心，在煤气脱硫阶段发挥着至关重要的作用，标志着煤气脱硫接近尾声。在该阶段，在再生塔中导入脱硫液后会分离出硫元素。为了确保分离工作的顺利完成，操作人员则需要控制好压缩空气持续和注入的时间，保障硫元素和脱硫液的顺利分离。

2.2.4 注重脱硫效率的提高

利用HPF 对煤气进行脱硫时，喷射器能够提供空气，通常情况下，上气液和空气接触后便变成泡沫的形态自行向下流动，进而使混合更加高效，气液接触面在更新的同时还会逐步扩大，再生时间相对较短，且传质效率较高。在实际生产过程中，喷射器会被煤气中的硫和杂质堵塞，导致吸力被削弱，自吸空气的含量已无法满足再生需求，进而对再生效果产生消极影响。除此之外，喷射氧化再生过程中消耗的时间比较少，在脱硫液系统中会有少量的硫存在，进而对脱硫效率产生消极的影响。

3 结语

总而言之，H2S 在煤气中属于一种有毒气体，所以，为了将煤气中H2S 去除掉，避免对环境造成大面积污染，相关机构则需要制定科学合理的解决方案，在此基础上，提升煤气质量。基于有一部分企业采用的是H2S 脱硫工艺对煤气进行脱硫，且成效十分显著，所以，需要加大采用该技术在脱硫时潜在问题的关注力度，例如，控制盐类积累，科学控制温度，加大对技术管理的关注力度，着重提高脱硫的效率。