水电之家讯：以氨作碱源的湿式氧化法焦炉煤气脱硫工艺，因其无需外购碱源的成本优势，在焦化厂已获得广泛应用。但脱硫效率大多达不到国家发改委关于焦化市场准入的标准和其他的相关标准，已成为当前焦化厂市场准入和环保验收的一大难题。因此，及时分析氨作碱源时影响脱硫效率的关键因素，并在此基础上提出对策，已刻不容缓。

国家发改委于2004年发布、2005年1月1日起实行的焦化市场准入的工业用焦炉煤气脱硫后的H2S含量应≤300mg/Nm3;国家环保总局颁布的HJ/T126-2003《清洁生产标准 炼焦行业》规定焦炉煤气必须全部进行脱硫，作工业燃料用的焦炉煤气H2S含量应≤200mg/Nm3;如果用作城市煤气其H2S含量应≤20mg/ Nm3。而当前以氨作碱源的脱硫后焦炉煤气H2S含量绝大多数焦化厂难以稳定达标，一般波动于500mg/ Nm3～1500mg/ Nm3之间，个别厂甚至高达1800mg/ Nm3～2000mg/ Nm3。远远达不到标准的要求。

湿式氧化法脱硫过程大体上包括：①气相中的H2S转入液相(被脱硫液吸收);②液相中的H2S解离形成HS-;③HS-被脱硫剂释放的氧选择氧化，生成元素硫。

H2S从气相转入液相是典型的气膜控制的物理吸收过程。因此决定该吸收过程的因素有：①影响吸收推动力的是气相中H2S分压和液相表面的H2S分压，实质上这一影响通过气液相中的H2S浓度以及吸收温度起作用。气相中H2S的浓度是不能改变的，而液相中H2S呈分子状态的浓度受制于脱硫液的碱度和温度，碱度升高在一定范围内有利于提高H2S的解离度，降低溶液中以分子状态存在的H2S，;因而降低溶液表面H2S的分压，使H2S的吸收推动力增高，从而改善H2S的吸收条件;而吸收温度降低在一定程度上有利于H2S的吸收过程;同时由于吸收温度降低也有利于提高脱硫液中氨的浓度，使脱硫液PH值和碱度相应提高，促进脱硫液中H2S的解离，进而促进H2S的吸收。脱硫液碱度的提高，可以从本质上改变H2S吸收的性质，即从物理吸收随着脱硫液碱度的提高向物理—化学吸收转变，当脱硫液有足够高碱度的条件下，且H2S解离伴随HS-的氧化连续进行，于是H2S的吸收转变为物理—化学吸收，即半化学吸收的典型过程。

综上，焦炉煤气应用以氨作碱源的氧化法脱硫过程的温度条件，乃是影响H2S吸收以及使H2S吸收的从物理吸收转变为半化学吸收的关键因素。而HS-的选择性迅速氧化则是整个脱硫过程的必不可少的辅助条件。前者决定于过程温度，后者则决定于脱硫剂的性能。

在没有煤气预冷塔的情况下，进入脱硫塔的煤气温度高达55度(露点45度左右)只要保持循环脱硫液温度近于煤气露点温度，无需按惯例使循环脱硫液温度保持高于煤气温度3℃(夏季)～5℃(冬季)，在此温度下如煤气含氨6g/Nm3，则平衡条件下溶液游离氨含量仅6-7g/Nm3，pH值约为8.2。溶液中H2S的解离度仅90%。如有煤气预冷塔，则可令煤气温度冷却至22℃～23℃，此时脱硫温度为25℃，其含游离氨含量将达10～12g/L，pH=9，溶液中H2S的解离度则高达99%。由于煤气在预冷塔中冷却的温度较低，如22℃～23℃，脱硫液中氨的浓度从6-7g/L提高至12g/L，比没有预冷塔提高了5-6g/L，从而使H2S的解离度提高了近30%，在同样采用888-JDS脱硫剂的情况下，脱硫效率可从90%左右提高99.7%以上，脱硫后煤气H2S可降至20mg/Nm3左右。

焦炉煤气中的氨和硫化氢在气相中并未发生化学反应，但一旦进入液相则立即发生化学反应，形成新的化合物，但是如果没有后续的解离过程和HS-的氧化，则该反应会很快趋于平衡而终止。硫化氢溶于水，其溶解度决定于溶液温度，温度降低则硫化氢的溶解度增高，且在溶液中H2S的浓度<5%时，气液相的H2S平衡受亨利定律支配，其表达形式：

PH2S=HC

式中PH2S—平衡时，液体表面H2S的分压，×10-6mmHg

H—亨利系数，×10-6mmHg

C—单位体积溶液中H2S的摩尔分数

延伸阅读：

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