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摘要：焦炉煤气硫化氢和氰化物是有毒的，硫化氢和氰化氢后续生产过程对设备产生腐蚀、引起催化剂中毒，污染大气环境及影响人类健康，需要进行脱硫脱氰，本文详细讨论焦炉煤气脱硫脱氰工艺，重点探讨了应用和研究，并对工艺进行了简要比较。
关键词：焦炉煤气;脱硫脱氰;湿法
煤在炼焦过程中，约有30～35%的硫转化成硫化氢等硫化物，和氰化氢等一起进入煤气中，形成气体杂质，焦炉煤气通常含有5～8g/m-3的硫化氢和1～2.5g/m-3，的氰化物。硫化氢和氰化物具有高度腐蚀性和化学反应催化剂。在随后生产过程中，会导致生产设备和管线严重腐蚀，严重影响最终产品的收率和质量;废气中硫化物和民用燃料的燃烧使环境受到严重的污染，危及人类健康。这是污染的来源之一，必须严格控制。因此，工业合成气体和燃料气都必须采用适应工艺方法，焦炉煤气进行脱硫脱氰净化处理，使环境质量得到改善，减少污染和设备侵蚀。
一、焦炉煤气脱硫脱氰方法概述
1.干法脱硫。是利用一种固体吸附剂脱除煤气中硫化氢和硫化物气体，达到高度脱硫净化。适用于低含硫气体处理，主要用于精脱硫，简单可靠的操作。目前常用的脱硫剂为价廉的氧化铁，而活性碳、分子筛、氧化锰、锌的成本较高，消耗率较低。大量干法脱硫设备，频繁更换硫剂，消耗率高，难以再生。劳动强度大，同时不能回收成品硫，脱硫剂、废水和污水，都会对环境造成严重的影响，因此一般不考虑干法脱硫工艺。
2.湿法工艺。利用液体脱硫剂脱除煤气中硫和氰化氢。湿法氧化法、化学吸收法、物理吸收法和物理化学吸收法是有区别的。湿法氧化使用碱液溶液吸收硫化氢和氰化物的常用方法。因其使用的催化剂的不同，湿式氧化法有改良ADA法、萘醌法、胶、萘醌、胶、HPF、PDS、FRC、TH、OPT、络合铁法、氨催化法;湿式吸收的三种方法用于天然气和钢铁中的气体脱硫。不能直接回收硫磺，较少在焦炉煤气脱硫脱氰中使用。
三、焦炉煤气脱硫脱氰的4种方法
1.TH法。该方法是脱硫脱氰的一种方法，利用煤气中的氨为碱源、1，4-萘醌2-磺酸钠为催化剂的氧化法脱硫脱氰工艺。高温（270℃）、高压（7.5 MPa）下，NH4OH、S、NH4CNS和（NH4）2S2O3废液（NH4）2SO4和CO2的转化，从而达到脱除H2S和HCN的目的。该方法具有以下优点：脱硫脱氰效率高、工艺简单、运营成本低、硫铵生产高、蒸汽消耗低。但是，该处理单元必须在高温、高压和高防腐条件下运行，对设备的材质要求高、制造难度大、投资高。而且吸收需要较大空气量，废液处理操作压力高，导致电耗大。
2.HPF法。是一种湿式脱硫脱氰液相氧催化氧化。以焦炉煤气中的氨为吸收剂，钴、铁为催化剂。催化剂活性高，流动性好。脱硫脱氰再生工艺减缓了设备和管道的堵塞。脱硫液缓慢产生盐和少量废液。脱硫废水可混入洁净煤中。生产实践表明，脱硫废水中的盐以碳的形式存在。在炭化室内受高温影响，裂解生成H2S，少量气体与焦炭反应。而焦碳中的硫含量仅为0.03%～0.05%，强度和耐磨性无明显变化。液体废物中的NH4SCN通过热裂解转化为NH3、CO2和N2。因此，气体脱硫和脱氰产生的NH4SCN不会积累。由于氨是碱源，但HPF法以气体氨为碱源，不能用于处理硫含量较高的气体，而且脱硫操作环境差、回收的硫磺质量较差、收率低。
3.AS法。通过将洗氨与脱硫富液蒸氨相结合，脱硫塔位于洗氨塔前，为典型的湿式吸收脱硫工艺。该工艺使用氨在脱硫溶液中循环，从气体中去除H2S和HCN。只有气体中的氨和少量的NaOH溶液用于分解固定的铵盐，将煤气中大部分H2S和HCN脱除掉。有效脱盐的关键是脱硫过程中必须有足够的游离氨。游离氨的含量可以通过进入脱盐塔的氨量来控制。由于工艺简单，不会产生废液或二次污染。但脱硫系统腐蚀性强，对设备材质要求高。且整个系统处于低温下操作（一般为22～23℃），低温水耗量大、脱硫效率一般、操作难度较高。
4.FRC法。3.2，4，6-三硝基甲苯酚法是一种有效的湿法脱硫方法。FRC工艺结合了富马克斯法脱硫，洛达科斯法脱硫，昆帕克斯法脱硫。该工艺以氨为碱性源，苦味酸为催化剂，从气体中去除H2S和HCN。结果表明，该方法对氰化物脱硫是有效的，净化气中H2S和HCN的含量可达到20～100 mg/m3之间。催化剂苦味酸耗量少且便宜易得、费用较低、再生空气量少、废气含氧量低，可防止对大气的二次污染。但FRC法工艺流程长、占地面積大、投资高，且苦味酸是爆炸危险品，运输贮存困难。
三、优化建议
1.批量化、集成化产品生产。寻找煤气脱硫工艺与脱氨工艺产品的共性，实现产品的批量化、集成化生产。用T-H脱硫剂生产硫酸铵溶液，与希罗哈克斯法脱硫结合，硫酸铵脱盐工艺的产品为硫酸铵晶体，煤气净化的脱氨工艺用硫酸铵代替磷酸铵。采用FRC法C部分生产浓硫酸时，应设置硫酸铵脱硫系统。
2.选取碱和氨脱硫吸收剂。新建回收系统前，应先测定硫化氢含量，根据煤的成分确定煤气中氨等气体的含量，并遵循脱硫与氨互补的原则。当脱硫后氨含量满足要求时，应考虑采用氨吸收塔脱硫，采用碱性吸收剂脱硫。
3.选择工艺位置，降低碱吸收前脱硫过程中气体中氰化氢的含量，可降低气体最终冷水中氰化氢的含量。当终冷洗涤水由凉水架冷却时，其中氰化氢被吹入空气中的量减少，可以减少空气污染。用焦炉煤气加热焦炉时，煤气中的硫化氢含量显著降低，因回炉煤气也经过前脱硫系统，由于烟气脱硫能力强，投资成本高于烟气脱硫，因此有必要在烟气脱硫投资和烟气脱硫系统投资之间取得经济平衡。
焦炉煤气的硫化氢和氰化物有毒。从环保和回收的角度来看，都应对煤气进行脱硫脱氰，目前采用的各种焦炉煤气脱硫工艺各有优缺点。
参考文献
[1]方国冲.浅谈煤化工与节能减排[J].河南化工，2019，（3）：56-60.
[2]李伟.浅谈我国现代煤化工产业的发展[J].商场现代化，2019，（6）：267.
[3]吴生.煤化工污染及治理措施探讨[J].煤化工，2019，（2）：1-6.
[4]李生.关注煤化工的污染及防治[C].中国煤化工产业可持续发展研讨会，2019.
[5]程瑞.试论我国煤化工发展中的环境保护问题[J].化工设计，2019，（6）：14-24.
安钢集团冷轧有限责任公司 河南 安阳 455000
关键词：焦炉煤气;脱硫脱氰;湿法
煤在炼焦过程中，约有30～35%的硫转化成硫化氢等硫化物，和氰化氢等一起进入煤气中，形成气体杂质，焦炉煤气通常含有5～8g/m-3的硫化氢和1～2.5g/m-3，的氰化物。硫化氢和氰化物具有高度腐蚀性和化学反应催化剂。在随后生产过程中，会导致生产设备和管线严重腐蚀，严重影响最终产品的收率和质量;废气中硫化物和民用燃料的燃烧使环境受到严重的污染，危及人类健康。这是污染的来源之一，必须严格控制。因此，工业合成气体和燃料气都必须采用适应工艺方法，焦炉煤气进行脱硫脱氰净化处理，使环境质量得到改善，减少污染和设备侵蚀。
一、焦炉煤气脱硫脱氰方法概述
1.干法脱硫。是利用一种固体吸附剂脱除煤气中硫化氢和硫化物气体，达到高度脱硫净化。适用于低含硫气体处理，主要用于精脱硫，简单可靠的操作。目前常用的脱硫剂为价廉的氧化铁，而活性碳、分子筛、氧化锰、锌的成本较高，消耗率较低。大量干法脱硫设备，频繁更换硫剂，消耗率高，难以再生。劳动强度大，同时不能回收成品硫，脱硫剂、废水和污水，都会对环境造成严重的影响，因此一般不考虑干法脱硫工艺。
2.湿法工艺。利用液体脱硫剂脱除煤气中硫和氰化氢。湿法氧化法、化学吸收法、物理吸收法和物理化学吸收法是有区别的。湿法氧化使用碱液溶液吸收硫化氢和氰化物的常用方法。因其使用的催化剂的不同，湿式氧化法有改良ADA法、萘醌法、胶、萘醌、胶、HPF、PDS、FRC、TH、OPT、络合铁法、氨催化法;湿式吸收的三种方法用于天然气和钢铁中的气体脱硫。不能直接回收硫磺，较少在焦炉煤气脱硫脱氰中使用。
三、焦炉煤气脱硫脱氰的4种方法
1.TH法。该方法是脱硫脱氰的一种方法，利用煤气中的氨为碱源、1，4-萘醌2-磺酸钠为催化剂的氧化法脱硫脱氰工艺。高温（270℃）、高压（7.5 MPa）下，NH4OH、S、NH4CNS和（NH4）2S2O3废液（NH4）2SO4和CO2的转化，从而达到脱除H2S和HCN的目的。该方法具有以下优点：脱硫脱氰效率高、工艺简单、运营成本低、硫铵生产高、蒸汽消耗低。但是，该处理单元必须在高温、高压和高防腐条件下运行，对设备的材质要求高、制造难度大、投资高。而且吸收需要较大空气量，废液处理操作压力高，导致电耗大。
2.HPF法。是一种湿式脱硫脱氰液相氧催化氧化。以焦炉煤气中的氨为吸收剂，钴、铁为催化剂。催化剂活性高，流动性好。脱硫脱氰再生工艺减缓了设备和管道的堵塞。脱硫液缓慢产生盐和少量废液。脱硫废水可混入洁净煤中。生产实践表明，脱硫废水中的盐以碳的形式存在。在炭化室内受高温影响，裂解生成H2S，少量气体与焦炭反应。而焦碳中的硫含量仅为0.03%～0.05%，强度和耐磨性无明显变化。液体废物中的NH4SCN通过热裂解转化为NH3、CO2和N2。因此，气体脱硫和脱氰产生的NH4SCN不会积累。由于氨是碱源，但HPF法以气体氨为碱源，不能用于处理硫含量较高的气体，而且脱硫操作环境差、回收的硫磺质量较差、收率低。
3.AS法。通过将洗氨与脱硫富液蒸氨相结合，脱硫塔位于洗氨塔前，为典型的湿式吸收脱硫工艺。该工艺使用氨在脱硫溶液中循环，从气体中去除H2S和HCN。只有气体中的氨和少量的NaOH溶液用于分解固定的铵盐，将煤气中大部分H2S和HCN脱除掉。有效脱盐的关键是脱硫过程中必须有足够的游离氨。游离氨的含量可以通过进入脱盐塔的氨量来控制。由于工艺简单，不会产生废液或二次污染。但脱硫系统腐蚀性强，对设备材质要求高。且整个系统处于低温下操作（一般为22～23℃），低温水耗量大、脱硫效率一般、操作难度较高。
4.FRC法。3.2，4，6-三硝基甲苯酚法是一种有效的湿法脱硫方法。FRC工艺结合了富马克斯法脱硫，洛达科斯法脱硫，昆帕克斯法脱硫。该工艺以氨为碱性源，苦味酸为催化剂，从气体中去除H2S和HCN。结果表明，该方法对氰化物脱硫是有效的，净化气中H2S和HCN的含量可达到20～100 mg/m3之间。催化剂苦味酸耗量少且便宜易得、费用较低、再生空气量少、废气含氧量低，可防止对大气的二次污染。但FRC法工艺流程长、占地面積大、投资高，且苦味酸是爆炸危险品，运输贮存困难。
三、优化建议
1.批量化、集成化产品生产。寻找煤气脱硫工艺与脱氨工艺产品的共性，实现产品的批量化、集成化生产。用T-H脱硫剂生产硫酸铵溶液，与希罗哈克斯法脱硫结合，硫酸铵脱盐工艺的产品为硫酸铵晶体，煤气净化的脱氨工艺用硫酸铵代替磷酸铵。采用FRC法C部分生产浓硫酸时，应设置硫酸铵脱硫系统。
2.选取碱和氨脱硫吸收剂。新建回收系统前，应先测定硫化氢含量，根据煤的成分确定煤气中氨等气体的含量，并遵循脱硫与氨互补的原则。当脱硫后氨含量满足要求时，应考虑采用氨吸收塔脱硫，采用碱性吸收剂脱硫。
3.选择工艺位置，降低碱吸收前脱硫过程中气体中氰化氢的含量，可降低气体最终冷水中氰化氢的含量。当终冷洗涤水由凉水架冷却时，其中氰化氢被吹入空气中的量减少，可以减少空气污染。用焦炉煤气加热焦炉时，煤气中的硫化氢含量显著降低，因回炉煤气也经过前脱硫系统，由于烟气脱硫能力强，投资成本高于烟气脱硫，因此有必要在烟气脱硫投资和烟气脱硫系统投资之间取得经济平衡。
焦炉煤气的硫化氢和氰化物有毒。从环保和回收的角度来看，都应对煤气进行脱硫脱氰，目前采用的各种焦炉煤气脱硫工艺各有优缺点。
参考文献
[1]方国冲.浅谈煤化工与节能减排[J].河南化工，2019，（3）：56-60.
[2]李伟.浅谈我国现代煤化工产业的发展[J].商场现代化，2019，（6）：267.
[3]吴生.煤化工污染及治理措施探讨[J].煤化工，2019，（2）：1-6.
[4]李生.关注煤化工的污染及防治[C].中国煤化工产业可持续发展研讨会，2019.
[5]程瑞.试论我国煤化工发展中的环境保护问题[J].化工设计，2019，（6）：14-24.
安钢集团冷轧有限责任公司 河南 安阳 455000