摘　要　本文通过对现代焦炉煤气脱硫脱氰工艺技术的分析，着重介绍了几种比较典型的工艺流程，并对焦化厂如何优选焦炉煤气脱硫脱氰的工艺提出了几点建议。
　　关键词　焦炉煤气　脱硫脱氰　工艺技术

　　Abstract　Analyzing modern technologies for desulfurization and decyanation of coke oven gas, this paper emphatically introduces several more typical flow diagrams and gives some advice on how to optimize the process for coke oven gas desulfurization and decyanation in coking plants.
　　Key words 　coke oven gas, H₂S and HCN removal, process technologies

　　近年来，随着国家环保法规的日趋严格以及人们环保意识的不断增强，焦化厂焦炉煤气中H₂S、HCN及其燃烧产物对大气环境的污染问题已显得日益突出，严重影响了我国焦化工业的可持续发展，因此，对焦炉煤气进行脱硫脱氰的净化处理已势在必行。目前，国内外焦炉煤气脱硫脱氰的技术及其为防止二次污染的废液(废气)处理技术已达几十种之多，那么如何合理选择脱硫脱氰工艺技术则是必须首先解决的问题。

1　焦炉煤气脱硫脱氰碱源的选择
　　在炼焦过程中，煤中约30%～35%的硫转化成H₂S等硫化物，与NH₃和HCN等一起形成煤气中的杂质，焦炉煤气中H₂S的含量一般为5g/m³～8g/m³，HCN的含量为1g/m³～2.5g/m³。要脱除H₂S和HCN，必须采用有碱性的脱硫液或脱硫剂，碱源可分为两类：(1)外加碱源，如乙醇胺、碳酸钠及氢氧化铁等分别是萨尔费班法、真空碳酸盐或改良A.D.A法及干法脱硫工艺的碱源，需不断向脱硫液(剂)中补充碱源，才能保持其碱度。(2)利用煤气中的氨作为碱源，如AS循环洗涤法、代亚毛克斯法、FRC法、TH法等。显然，利用煤气中的氨作为碱源是最为经济的，它不需要购入碳酸钠等碱源，并且在洗氨的同时可脱除煤气中的H₂S和HCN，具有工艺合理性和运行经济性，因此成为研究焦炉煤气脱硫脱氰工艺的主题，受到焦化行业广泛重视并获得普遍应用。

2　以焦炉煤气中的氨为碱源的脱硫脱氰规律及其工艺要求
　　焦炉煤气脱硫脱氰的技术有很多，但以氨为碱源的脱硫脱氰技术最具优越性，其脱硫脱氰过程的主要反应机理^［1］如下：
　　第一步：H₂S(气)+H₂OH₂S^.H₂O(液)HS^-+H⁺+H₂O(液)
　　　　　　HCN(气)+H₂OHCN^.H₂O(液)CH^-+H⁺+H₂O(液)
　　第二步：NH₃^.H₂O+HS^-+H⁺NH₄HS+H₂O
　　　　　　NH₃^.H₂O+CN^-+H⁺NH₄CN+H₂O
　　研究表明，上述第二步反应的速度是很快的，用氨水脱除煤气中的H₂S和HCN，其主要控制因素是第一步反应。显然这是一个以物理吸收为主的物理化学吸收过程，必须首先设法让气相中的H₂S和HCN转入液相，才能被氨水中和吸收。影响其吸收效率的主要因素有吸收温度、煤气中的NH₃与H₂S的比值、氨水浓度及喷洒量等，要获得高的脱硫脱氰效率，应尽量降低脱硫时的吸收温度，提高煤气中的NH₃与H₂S的比值，采用快速接触吸收设备和大液气比操作，甚至可增设NaOH吸收段等。
　　采用氨水脱硫脱氰工艺所必须具备的条件：
　　(1)低温与脱萘
　　氨水脱硫脱氰所要求的操作温度为20℃～23℃，为防止低温下萘析出而发生堵塞现象，必须预先进行脱萘、脱焦油处理。
　　(2)脱硫后面必须配备高效除氨装置
　　为提高脱硫脱氰效率，必须提高氨水的浓度，但也相应提高了出塔煤气中的含氨量，增加了后续洗氨工序的负荷。
　　(3)重视氨水脱硫脱氰富液的处理
　　富含H₂S和HCN的氨水在脱酸蒸氨过程中将产生具有强烈腐蚀性的酸性气体，这对处理设备的性能、材质和人员操作技能等都提出了比较严格的工艺技术要求。

3　焦炉煤气脱硫脱氰工艺的简介
　　由于干法脱硫工艺及功能的局限性较大，制约了其在焦化生产中的应用，而湿法脱除H₂S和HCN的技术则早已被国内外大中型焦化厂所广泛采用。湿法脱硫脱氰技术包括湿式吸收法、湿式氧化法和综合法等，通过与脱硫脱氰废液处理技术相结合，即可组成一系列的焦炉煤气脱硫脱氰工艺流程。
3.1　湿式吸收法脱硫工艺
　　焦炉煤气脱硫脱氰的湿式吸收法有真空碳酸盐法、AS循环洗涤法、萨尔费班法、代亚毛克斯法等，而以氨为碱源的湿式吸收法目前在国内应用最为广泛，其中最典型的工艺为“氨-硫化氢循环洗涤法”(简称AS循环洗涤法或卡尔斯梯尔法)。本法以含氨23%～25%的氨水洗涤煤气，氨与煤气中的H₂S和HCN发生反应后成为富液，再用蒸汽解吸而得到NH₃、H₂S、HCN与水蒸气为主要成分的混合气体。该法脱硫效率可达95%，脱氰效率90%。
　　为防止二次污染，必须对上述酸性混合气体进行处理。目前，国内外采取的处理方法虽然很多，但H₂S的最终产品只有元素硫、硫酸等几种，NH₃的最终产品也只有硫铵、无水氨和分解为低热值煤气等。不同的产品品种和处理技术可灵活地组成多种AS法脱硫脱氰组合工艺流程：

3.2　湿式氧化法脱硫工艺
　　焦炉煤气脱硫脱氰的湿式氧化法工艺技术经历了长期的发展过程，从早期比较落后的砷碱法、改良A.D.A法、对苯二酚法等，到现代的TH法、FRC法、HPF法等。其中以氨为碱源的湿式氧化法技术发展最快，工艺流程也比较完善，很具有特点：以氨为碱源吸收煤气中的H₂S和HCN，吸收液与氧在催化剂的作用下解吸脱硫，脱硫脱氰效率都很高。该法最具代表性的脱硫工艺是塔卡哈克斯法，简称T法或萘醌酸盐法^［2］，是通过在氨水中添加催化剂1，4-萘醌-2-磺酸钠作吸收液，吸收煤气中的H₂S和HCN，然后与氧发生氧化反应解吸脱硫，同时催化剂也获得再生并循环使用，从而脱除H₂S和HCN。该法的脱硫废液中含有大量的硫氰酸盐和硫代硫酸盐，配合T法脱硫的废液处理工艺有希罗哈克斯法(简称H法)生产硫铵，氧化燃烧法制取硫酸，以及还原燃烧法生产硫磺等。
　　我国近年来开发的HPF法脱硫工艺^［3］也属于湿式氧化法。该法是以焦炉煤气中的氨为碱源，以对苯二酚、PDS(酞箐钴磺酸盐)、硫酸亚铁为复合催化剂进行脱硫脱氰的，其废液处理采用混入配煤中并在炼焦过程 高温分解，所生成的H₂S又转入煤气。该工艺具有脱硫效率高，废液量少，投资省，消耗低的特点，但硫的回收利用需进一步完善，有关工艺技术还有待更大工业规模生产实践的检验。
　　目前，国内外常见的焦炉煤气脱硫脱氰工艺有湿式氧化法的TH法、FRC法、改良A.D.A法和HPF法等，以及湿式吸收法的AS循环洗涤法、萨尔费班法和真空苏打法等，有关脱硫工艺的主要技术经济指标对比情况列于表1。

表1　几种主要脱硫工艺的技术经济指标