在炼焦过程中,炼焦煤中的硫有15%~35%转入到焦炉煤气中,其中95%以上以硫化氢的形式存在。焦炉煤气中一般每立方米含有4~8克硫化氢和1~2.5克的氰化氢,二者都是有害杂质,既危害人体健康又腐蚀损坏设备。因此,焦炉煤气作为燃料使用之前必须进行脱硫脱氰。焦炉煤气净化过程中脱出硫化氢所用脱硫剂都含有碱性物质,因此在脱硫过程中可同时脱除氰化氢。
焦炉煤气脱硫脱氰有干法和湿法两种工艺。干法工艺是英国于1809年发明的,起初是用消石灰为脱硫剂脱除煤气中的硫化氢,1948年改用氢氧化铁作脱硫剂。这种脱硫方法的工艺和设备都比较简单,操作和维修也比较容易,但需要间歇操作,占地面积大,脱硫剂的更换和再生工作的劳动强度大,一般在精脱硫上使用较为广泛。湿法工艺出现于20世纪20年代初,现代化的大型焦化厂均采用此法。湿法工艺又分为吸收法脱硫脱氰和氧化法脱硫脱氰两种,使用的设备主要有脱硫塔、解吸塔、再生塔和氧化反应塔等。吸收法脱硫脱氰工艺主要有氨水法、真空碳酸盐法和单乙醇胺法;氧化法脱硫脱氰工艺主要有改良ADA法(改良蒽醌二磺酸钠法)、萘醌二磺酸法、苦味酸法和HPF法(见表)。
方法 | 名称 | 脱硫效率/% | 脱氰效率/% | 吸收液 | 催化剂 | 吸收液再生介质 | 废液处理方法 |
吸 收 法 | 氨水法 | 90~98 | 50~75 | 氨水 | 水蒸气 | 生化处理 | |
真空碳酸盐法 | 90~98 | 85 | 碳酸钾(钠)溶液 | 水蒸气 (真空下) | 加热水解或还原分解 | ||
单乙醇胺法 | 90~98 | 90 | 乙醇胺溶液 | 水蒸气 | 生化处理 | ||
氧 化 法 | 改良ADA法 | 99 | 90 | 碳酸钠溶液 | 蒽醌二磺酸、偏矾酸钠 | 空气 | 提盐处理 |
萘醌二磺酸法 | 99 | 90 | 氨水 | 萘醌二磺酸 | 空气 | 湿式氧化处理制取硫酸铵 | |
苦味酸法 | 99 | 90 | 氨水 | 苦味酸 | 空气 | 燃烧制硫酸 | |
HPF法 | 99 | 90 | 氨水 | HPF | 空气 | 燃烧制硫酸 |
此外,焦炉煤气中含有的有机硫主要以二硫化碳、羰基硫和噻吩等形式存在,大部分在煤气脱苯单元随苯一起被脱除。