两种原料气常压栲胶脱硫工艺的比较

冯仁庆 王彬（兖矿鲁南化工有限公司， 山东 滕州 277527）

两种原料气常压栲胶脱硫工艺的比较

冯仁庆 王彬（兖矿鲁南化工有限公司， 山东 滕州 277527）

从常压栲胶脱硫工艺的流程和工艺参数方面，分别介绍了兖矿鲁南化工的粗煤气常压栲胶脱硫工艺和明水大化的半水煤气常压栲胶脱硫工艺，并对两种工艺做了简要的分析和对比。

原料气；常压栲胶脱硫；对比

使用碱性栲胶水溶液，从气体中脱除H2S的工艺过程，称之为栲胶法脱硫。栲胶是由许多相似的酚类衍生物组成的复杂混合物，商品栲胶中主要含有丹宁，非丹宁及水不溶物等。由于栲胶含有较多、较活泼的基团，所以有较强的吸氧能力，在脱硫过程中起着载氧作用。

在将栲胶配成碱性溶液并加空气处理后，丹宁发生降解，同时胶体大部分被破坏。在脱硫工艺过程中，上述酚类物质经空气再生氧化而成醌态，因其具有较高的电位，故能将低价钒氧化为高价钒，进而将吸收在溶液中的硫氢根氧化，析出单质硫。

1 粗煤气常压栲胶脱硫工艺概述

（1）概述：兖矿鲁南化工有限公司目前采用国内先进的固定层连续富氧造气技术，利用焦炭与CO2、O2的混合气进行氧化还原反应，制造出的粗煤气经预脱硫工段栲胶碱性溶液预脱硫、脱硫脱碳工段NHD溶液物理吸收H2S、CO2、COS等有机硫，生产纯度大于96%、硫含量小于0.2PPm的精制CO气，送往醋酸车间作为生产醋酸的原料气。其中气体净化预脱硫工段采用栲胶脱硫工艺，利用化学吸收法吸收H2S、部分吸收COS，脱硫富液经再生槽再生后，产生的硫泡沫送往脱硫真空过滤机副产硫膏，滤液与脱硫贫液混合回系统循环使用。

（2）工艺气流程：粗煤气气柜→静电除尘器→罗茨风机→洗气塔→脱硫塔→洗气塔→静电除尘器→压缩机

（3）工艺液体流程（脱硫液）：预脱硫塔→液封槽→富液槽→富液泵→再生槽→贫液槽→贫液泵→脱硫塔

2 半水煤气常压栲胶脱硫工艺概述

（1）概述：山东明水大化集团有限公司采用无烟煤为原料，将蒸汽和空气一起吹入煤气发生炉中，在送风阶段，将空气通过燃料层以提高床层温度；在制气阶段，将空气与水蒸气通过高温燃料层而制得半水煤气。半水煤气送至预脱硫工段进行脱除H2S。该厂栲胶脱硫工艺目前有两套系统，分别为低压（工作压力0.7MPa）栲胶脱硫和常压栲胶脱硫（工作压力45kPa），处理的气量为60000m3/h，系统的工艺流程与鲁南化工常压脱硫工艺流程类似。

（2）工艺气体流程：半水煤气进入气柜，再经活性炭过滤器，进入电除焦油器，再进入喷淋塔（即洗气塔），再进入预脱硫塔，再经过喷淋塔降温后，经电除焦油器后送至后工序。

（3）工艺液体流程：贫液进入预脱硫塔，脱除H2S后，富液进入富液槽，经富液泵进入再生槽，再生后的贫液进入贫液槽，经贫液泵再经预脱硫塔循环使用。

3 两种工艺的部分生产数据对比

（1）明水大化采用煤炭生产半水煤气，系统处理气量为60000m3/h，主要气体成分CO含量30%，CO2含量7%，H2含量65%，罗茨风机入口压力大于1kPa，罗茨风机出口压力小于50kPa，预脱硫塔出口压力40～45kPa，脱硫塔前H2S小于2.0g/m3，脱硫塔后H2S为80～150mg/m，溶液循环量750m3/ h，溶液中悬浮硫约0.5g/L，脱硫液栲胶浓度为1.6～2.2g/L，碳酸钠5～8g/L。

（2）兖矿鲁南化工采用焦炭和CO2、O2反应生产粗煤气，系统处理气量为27000m3/h，主要气体成分CO含量65%，CO2含量33%，H2含量2%，罗茨风机入口压力大于0.4kPa，罗茨风机出口压力小于43kPa，预脱硫塔出口压力28～32kPa， 脱 硫塔前H2S小于0.6g/m3，脱硫塔后H2S为0～110mg/m，溶液循环量700m3/h，溶液中悬浮硫约0.2g/L，脱硫液栲胶浓度为1.5～2.0g/L，碳酸钠4～7g/L。

4 两种工艺的评价

①由于明水大化的造气工艺与兖矿鲁南化工的造气工艺不同，所以进入预脱硫系统的介质也不同，半水煤气与粗煤气中的CO2、CO含量相差明显。而气体中CO2含量高低对溶液再生、溶液组分的稳定等影响比较明显。

②明水大化工艺流程中，气柜出口至预脱硫入口增加了活性炭过滤器，可以有效的拦截气体中的粉尘杂质，而兖矿鲁南化工流程中缺少活性炭气体过滤器。

③罗茨风机的压力大小对系统压差和运行周期长短影响比较明显。明水大化预脱硫塔后的压力为45kPa，而兖矿鲁南化工预脱硫塔后的压力仅为30kPa，压力较低，对溶液的吸收和再生能力影响比较明显。

④再生槽的高度对溶液的再生影响较大，明水大化的再生槽筒体高度约为7米，而兖矿鲁南化工再生槽高度筒体在2007年系统扩产改造过冲中加高，目前筒体高度近10米。由于筒体高度增加，导致再生槽底部喷射形成的硫泡沫在上升过程中部分破裂，再生效果不理想。

5 结语

通过对两种原料气常压栲胶脱硫工艺的比较，结合两种工艺主要设备的现状，在现有设备基础上优化工艺指标，对比分析，调优溶液组分，则可延长常压栲胶脱硫系统的运行周期。

［1］刘国学，商涧山，等.常压栲胶脱硫存在的问题及改造措施［J］.化工生产与技术，2004，（6）:39-41.

［2］李良，李连豹.半水煤气常压栲胶脱硫系统运行总结［J］.氮肥技术，2009，（6）:17-18.

［3］任衍广.栲胶法常压脱硫改造小结［J］.科技创新与应用，2014，（23）:98.