介绍了焦炉煤气的脱硫系统工艺，生产中脱硫废液的产生过程及危害，对目前存在的方法进行了分析和比较。煤气中绝大部分的硫以硫化氢的形式存在，对煤气管道、煤气相关设备具有一定的腐蚀作用。煤气的脱硫不仅可以提高煤气的质量，达到工艺的使用标准，所以必须予以脱除。酒钢焦化厂脱硫系统采用HPF法对煤气中的硫进行脱除。

1  HPF脱硫工艺

1.1HPF脱硫工艺原理

HPF脱硫工艺利用蒸氨工段的氨作为碱源，以HPF为复合型催化剂的湿式氧化法脱硫。HPF脱硫的催化剂是由双核酞菁钴六磺酸铵（PDS）、对苯二酚（H）和硫酸亚铁（F）组成。HPF对脱硫脱氰过程和再生过程均有催化作用。催化剂将煤气中的H2S、HCN等酸性气体转化为硫氢酸铵等盐类，从而使焦炉煤气得到净化。

1.2HPF法脱硫工艺流程

HPF法脱硫工艺流程。从冷凝鼓风工段来的约50℃的煤气进入洗萘塔，在塔内煤气与塔顶喷洒的循环氨水逆向接触，除去煤气中的大部分萘和焦油，氨水用泵送至机械化氨水澄清槽。洗萘后的煤气进入预冷塔，在此进行冷却温度降至30℃左右进入脱硫塔，與塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触以吸收煤气中的硫化氢、氰化氢，脱硫后的煤气进入下一工序。吸收了硫化氢、氰化氢的脱硫液从脱硫塔塔底用富液泵送往再生槽。经富液泵加压后，通过喷射器喷咀时形成射流并产生局部负压，自动将空气吸入。此时气液两相被高速均匀分布，处于高度湍动状态，经收缩区、喉管、扩散管、尾管强化反应后、进入再生槽内进行氧化再生。通过筛板均匀分布上浮，进行单质硫浮选。即在空气的作用下，互相碰撞增大结成小硫团，聚集形成泡沫层利用位差自流入泡沫槽。再生后的脱硫液用贫液泵循环使用。

1.3HPF法基本的反应：

H2S+NH4OH→NH4HS+H2O

2NH4OH+H2S→（NH4）2S+2H2O

NH4OH+HCN→NH4CN+H2O

NH4OH+CO2→NH4HCO3

NH4OH+NH4HCO3→（NH4）2CO3+H2O

1.4脱硫液再生

伴随上述脱硫反应的进行，脱硫液中产生了大量的硫氢化铵、硫化铵、硫氰酸铵等，抑制了脱硫、脱氰反应的进行，造成脱硫效率降低。为了保持较高的脱硫效率，同时实现对脱硫液循环使用，必须对脱硫液进行再生处理。

再生槽内反应：

NH4HS+1/2O2→NH4OH+S↓

（NH4）2S+1/2O2+H2O→2NH4OH+S↓

（NH4）2SX+1/2O2+H2O→2NH4OH+SX

脱硫富液中的硫氢化铵、硫化铵、硫氰酸铵大部分在催化剂的作用下与氧气反应生产单质硫、二氧化碳和氨水。其中单质硫以固体硫膏的形式得到去除，CO2经吹脱后逸出，氨水继续使用，脱硫反应的主要产物得到了去除。

1.5影响HPF法脱硫的因素

1.5.1脱硫塔的操作温度。操作温度是由进塔煤气温度和脱硫液温度决定的。操作温度高，会增大溶液表面上的氨气分压，使脱硫液中的氨含量降低，脱硫效率下降;操作温度低，不利于脱硫液再生反应的进行，同时影响脱硫效率。一般在35℃左右HPF催化剂的活性最好。因此，在生产中煤气温度控制在25-30℃，脱硫贫液的温度控制在35-40℃。

1.5.2液气比。增加液气比可以增加气液两相的接触面积，并使传质表面迅速更新，增大吸收H2S的推动力，使脱硫效率提高。但液气比增加到一定程度，脱硫效率的提高并不明显，反而增加了贫富也泵的动力消耗。

1.5.3再生空气强度。理论上氧化1kg硫化氢需要空气量不足2m3，因浮选硫泡沫的需要，再生空气用量一般为8-12m3/（kg·s）。

1.5.4煤气中的杂质。进入脱硫塔的煤气焦油含量应小于50mg/m3，萘含量不大于0.5g/m3。否则会使脱硫效率降低。

2脱硫废液的产生及危害

2.1脱硫废液的产生

在脱硫液再生过程中，还存在如下副反应：

（NH4）2SX+NH4CN→NH4SCN+（NH4）2SX-1

2NH4HS+2O2→（NH4）2S2O3+H2O

2（NH4）2S2O3+O2→（NH4）2SO4+2S↓

上述副反应产生的NH4SCN、（NH4）2S2O3和（NH4）2SO4（通常被称为副盐）在脱硫液中不断积累，达到一定浓度后，严重影响再生反应的进行，进而影响硫化氢和氰化氢的吸收。

生产实际表明，当脱硫液中副盐浓度增长到250g/L后，塔后硫化氢含量就会超过50mg/L。因此必须将脱硫液排出一部分，同时补充新液，以降低脱硫液中副盐含量。脱硫废液因此产生。

2.2脱硫废液的组成及危害

脱硫废液中的主要成分是副反应产生的NH4SCN、（NH4）2S2O3和（NH4）2SO4等盐类。一般脱硫废液中硫氰酸铵和硫代硫酸铵的含量在200g/L以上。同时，由于催化剂的加入，脱硫废液还含有少量催化剂：对苯二酚（H）、PDS（双核酞菁钴磺酸盐）、硫酸亚铁（F）等。此外，脱硫废液还含有多种金属离子、悬浮硫、焦油等物质。上述物质都具有毒性，对动植物、水体都有很大的危害。因此脱硫废液的必须妥善处置。

2.3脱硫废液的处置

2.3.1源头上控制，减少产生量 通过生产实践发现应从脱硫液温度、pH值、悬浮硫含量、催化剂浓度以及再生空气量等指标的操作加以控制，以减少脱硫废液的产生。

2.3.2. 配煤处理 根据盐类高温易分解的性质，将脱硫废液配至炼焦煤中进行处理，各类铵盐在焦炉内热裂解，大部分盐最终分解为NH3、H2S、CO2和N2。将脱硫废液配入炼焦煤中进行处理。

2.3.3.燃烧法 燃烧法的具体应用工艺有昆帕克斯（COMPACS）法制硫酸工艺。

2.3.4.结晶分离 结晶分离处理是采用蒸发的方法将副盐以结晶的形式从脱硫废液中分离出来。蒸发出来的蒸汽经冷凝后回配到脱硫系统中继续使用。

3脱硫废液处理方法

酒钢焦化厂则是采用直接将硫泡沫送往制酸工艺进行硫酸生产，产出的硫酸去往硫铵工段进行硫酸铵的生产。此方法进行硫泡沫处理，不会产生脱硫废液，还会产出产品硫酸铵，可以产生相当可观的效益。这种方法更值得应用和推广。

参考文献：

[1]肖瑞华，白金锋.煤化学产品工艺学 [M].北京：冶金工业出版社，2012，89.

[2]张明玉，候世耀.从脱硫脱氰废液中回收硫氰酸铵.煤化工[J].1994，68：28—34

[3]倪国强.HPF法煤气脱硫工艺生产实践中几个问题的探讨[J]. 煤化工，20063：61～63.

作者简介：

王明亮（1997-）男，汉，甘肃嘉峪关人，助理工程师，2019年毕业于黑龙江工程学院应用化学专业，现在酒钢集团焦化厂从事炼焦化学产品回收与加工技术工作。