徐勋达,胡璐
(武汉国力通能源环保股份有限公司,湖北 武汉430206)
[摘 要]焦炉煤气中H2S的脱除与硫资源化利用是焦化厂重要的生产环节与研究课题,常用焦炉煤气湿法氧化脱硫技术主要有PDS法、888法、改良ADA法、络合铁法,焦炉煤气硫资源化利用技术主要有脱硫废液提盐、硫泡沫制酸、GLT零废液技术。焦化厂在选择焦炉煤气湿法氧化脱硫及硫资源化利用技术路线时,应结合自身实际情况综合考虑,选择合适的技术路线。为此,针对PDS法/888法+脱硫废液提盐、PDS法/888法+硫泡沫制酸、改良ADA法+脱硫废液提盐、络合铁法+GLT零废液技术这4种组合技术路线,在相同目标条件下进行经济性对比分析,结果表明,无论是初始投资还是年综合运行费用,采用络合铁法+GLT零废液技术均是最节省的,脱硫系统吨焦综合成本可降至1.225元,可助力企业降本增效。
[关键词]焦炉煤气;湿法氧化脱硫;硫资源化利用技术;PDS法/888法+脱硫废液提盐;PDS法/888法+硫泡沫制酸;改良ADA法+脱硫废液提盐;络合铁法+GLT零废液技术;对比分析
[中图分类号]TQ028.2+5 [文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2026)05-0066-04
0 引 言
焦化厂炼焦过程中会副产大量焦炉煤气,焦炉煤气中除含有高利用价值的H2、CO、CH4以及苯、焦油等组分外,还有一定浓度的H2S,据炼焦配煤含硫量的不同,焦炉煤气中的H2S含量一般在3~12 g/m3(标态,下同)[1]。湿法氧化脱硫是当前焦化厂普遍采用的焦炉煤气净化技术,其基本原理是利用含有脱硫催化剂的碱性脱硫液在脱硫塔内与焦炉煤气中H2S接触反应,将H2S催化氧化转化为单质硫和含硫副盐,并最终在再生塔内生成含硫含盐的硫泡沫[2]。
另一方面,焦炉煤气中的H2S也是一种宝贵的硫资源,常用于生产硫磺、硫酸以及硫酸铵、硫氰酸铵等产品[3]。焦炉煤气湿法氧化脱除H2S的过程中会产生含硫含盐的硫泡沫,焦化厂可对此硫泡沫予以回收利用,常用硫资源化利用途径据回收产品的不同而不同,简言之,焦炉煤气中H2S的脱除与硫资源化利用是焦化厂重要的生产环节与研究课题。以下对焦炉煤气常用的湿法氧化脱硫技术及配套的硫资源化利用技术作一介绍,并对不同技术路线进行对比分析。
1 常用焦炉煤气湿法氧化脱硫技术
常用焦炉煤气湿法氧化脱硫技术据所用脱硫催化剂的不同,主要可分为PDS法、888法、改良ADA法、络合铁法[2, 4],其对比分析见表1。可以看到,这4种湿法氧化脱硫技术的脱硫效率均很高,均可满足焦炉煤气脱硫的基本需求,各有千秋:PDS法和888法,所用脱硫催化剂主要组分均为磺化酞菁钴盐,有着类似的脱硫原理,均以焦炉煤气中的氨为碱源,焦炉煤气净化过程中一般为前置的氨法脱硫而无需单独补充碱源;改良ADA法,需单独补加纯碱作为碱源,一般为后置的钠法脱硫;络合铁法,既可以以焦炉煤气中的氨为碱源,也可以补加纯碱或液碱作为碱源,其应用场景更广。
不同湿法氧化脱硫技术之硫回收率不同也是一个很大的技术差异,这主要是由脱硫催化剂不同的反应机理所决定的。PDS法、888法及改良ADA法均为非选择性的催化氧化,脱硫过程副反应多,同时改良ADA法副反应还受碱源中钠离子影响,故这3种湿法氧化脱硫技术的硫回收率均不高,均只有50%左右,实际脱硫过程中副盐生成量较多。络合铁法脱硫为高选择性的定向催化氧化,且脱硫反应不可逆,脱硫过程硫回收率很高,可达99%,实际脱硫过程中副盐生成率可控制得很低;不过需要说明的是,络合铁法脱硫实际硫回收率也受催化剂稳定性、工艺条件等因素的影响。相较于其他湿法氧化脱硫技术,络合铁法脱硫还有硫容高的优点,更能适应焦化生产过程中脱硫负荷的变化,尤其是炼焦配煤使用高硫煤时,在脱硫设备与其他工艺条件不变的情况下更有利于脱硫效果的稳定。
2 焦化厂常用硫资源化利用技术发展趋势
目前,焦化厂可选用的焦炉煤气硫资源化利用技术主要有脱硫废液提盐技术、硫泡沫制酸技术和GLT零废液技术[3-5],据相关文献,对这3种焦炉煤气硫资源化利用系统的能耗成本与技术特点进行对比(如表2)。
2.1 脱硫废液提盐技术
脱硫废液提盐技术是焦化厂起初最为常用的硫资源化利用技术,相对成熟的工业化应用的提盐技术主要为分步结晶法,其技术原理是利用脱硫废液中3种主要副盐组分(硫代硫酸盐、硫酸盐和硫氰酸盐)的溶解度差异进行分离并回收各类盐产品。在分步结晶法的技术发展与市场需求的不断变化过程中,回收的盐产品最初为三种组分的混盐,后逐步发展为回收硫代硫酸盐和硫酸盐的两组分混盐以及单一硫氰酸盐,目前基本为硫酸盐(硫代硫酸盐通过氧化转化为硫酸盐)和硫氰酸盐这两种精盐产品。以提取精盐为例,分步结晶法的主要工序有活性炭脱色、氧化过滤分离、负压蒸发浓缩、硫酸盐结晶分离、硫氰酸盐结晶分离以及含氨尾气处理与回收。脱硫废液提盐涉及到大量废液的蒸发浓缩操作,能耗较高,为保证盐产品的纯度,操作过程要求严格,实属精细化工操作范畴;而且,生产过程中盐腐蚀问题不可忽视,系统检修频繁。此外,盐产品的收益受产品纯度与市场行情影响较大,近年来较少新建脱硫废液提盐装置。
2.2 硫泡沫制酸技术
更多内容详见《中氮肥》2026年第5期