在焦炉煤气脱硫中真空碳酸钾法脱硫工艺的应用

2.1.2发生在解析塔的反应

脱硫塔底所得到的吸收了酸性气体的富液首先通过泵送入碱液循环槽，而新鲜的KOH、循环真空冷凝液、部分软水也会被送至该槽，然后经换热器与解析塔底出来的热贫液换热后，酸气被送入解析塔顶部喷洒，进行解析再生。同样，解析塔内亦填充聚丙烯鲍尔环填料，解析塔在真空低温（-80kPa，60℃）下运行，富液与解析塔底上升的水蒸气接触，使酸性成分解吸出来，反应方程式如下：

2KHCO3=K2CO3+CO2+H2O，

2KHS+CO2+H2O=K2CO3+2H2S，

KCN+KHCO3=K2CO3+HCN。

从解析塔顶出来的酸性气体（含有H2S、HCN和少量的NH3及CO2）将依次进入冷凝冷却器和分离器进行冷却和脱水，然后经真空泵送入一个配有特殊燃烧器的克劳斯炉生产元素硫或是送入制酸装置生产硫酸。

2.1.3废液处理

脱硫废液将被送入降解池进行生化降解。生化降解焦化废水法是利用生物的新陈代谢将废水中的有机物质降解，如高效分解力菌群（HSB）微生物技术，其由100余种菌种组成，根据不同水质，对微生物进行筛选驯化，对废水中有害物质进行降解，其对高NH3-N、COD浓度废液有较好的处理效果，并可忍受废水中较高浓度的有害物质[8]。

与其他处理废水方法相比，虽然生化法有着处理量大、适用范围广及维护费用低等优势，但其处理效果也因焦化废水水温波动较大而大打折扣，一般生物降解对水温要求在20～40℃，同时还受废水的pH值以及污染物浓度影响[6]，所以操作条件比较苛刻。

我国主要采用活性污泥法对焦化废水进行处理，具有代表性的是硝化反硝化技术，包括A-O、A-O-O、A-A-O、短程A-O法等（统称A-O法）。A/O工艺是最基本的生物脱氮流程，其利用微生物缺氧、厌氧、好氧的不同生理特性进行组合降解COD同时，还可以脱除NH3-N[7]。但由于好氧生物降解工艺对CODCr及氨氮的脱除效果远远达不到废水排放标准，所以厌氧生物法为当前主流生化处理废水工艺。

2.2真空碳酸钾工艺特点

真空碳酸钾焦炉煤气脱硫工艺脱硫脱氰效率高，可达到99%。产品质量好，联合克劳斯法生产硫磺的纯度可达到99.7%；采用TOPSOE法生产浓硫酸浓度可达到98%，可直接用于硫铰生产。对于高硫煤气的脱硫，采用合适的设计参数（气液比和停留时间等）亦可满足脱硫指标要求；

脱硫碱源采用KOH溶液（KOH+CO2=K2CO3+H2O），活性高，反应速度快，脱硫脱氰效率高；富液再生采用了真空解吸法，系统操作温度低，吸收液再生用热源可由荒煤气供给，节能效果好；对设备材质的要求也随之降低，大部分设备可采用碳钢制作；从再生塔顶解吸产生的为含有H2S浓度较高的洁净酸性气体，后处理工艺简单；系统中氧含量较少，且操作温度低，故副反应的速度慢，生成的KCNS等副盐类废液极少。

3结语

传统脱硫工艺的主要设备为填料吸收塔，由于在常重力下操作，气液接触面积的提高和表面更新速率均受到一定限制，传质效果不理想，致使液体循环量大、脱硫液的工作硫容较低、能耗大。如HPF脱硫工艺，虽属国内首创开发，但吸收剂不能再生，催化剂消耗大；产出的硫磺质量差，收率低，熔硫操作环境差。部分脱硫液需要兑入配合煤中，造成H2S闭路循环硫分，而焦炭硫含量每升高0.1%，高炉冶铁时溶剂和焦炭的消耗量会升高约2%[9]。

真空碳酸盐法的吸收反应是在较低温度下进行，吸收剂再生是利用蒸汽蒸馏来实现的，所以这种方法具有副反应的速度极慢，生成的废液也非常少，降低了碱的消耗。而且，整个系统在低温低压下操作，对设备材质的要求也随之降低，整套装置的投资较低；可杜绝因废液外排而造成的二次污染。

参考文献

[1]WakkerJP.Analyticalmethodsforcoalandcoalproducts[J].IndEngChemRes，1993（32）：139.

[2]WakkerJP.Researchondesulfurization[J].PreprintDivisionoffuelChemistryofAcs，1997，35（1）：179.

[3]杨建华，王永林.焦炉煤气净化工艺的选择[J].安徽冶金，2008（2）：11～33.

[4]杨怀旺，申峻，刘振焦，等.炉煤气中富甲烷气与二氧化碳催化转化制合成气[J].煤炭学报，2008，33（2）：205～209.

[5]李玉秀，白玮，张爽.真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫脱氰工艺的特点[J].燃料与化工，2009，40（3）：57～58.

[6]戴成武，王英丽，陈惠民，等.真空碳酸钾脱硫工艺的自主研发与工业化实施[J].燃料与化工，2009，40（3）：34～40.

[7]安占来，冯天伟，董海涛.真空碳酸钾脱硫工艺运行实践[J].燃料与化工，2010，41（3）：46～47.

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