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1、焦炉煤气脱硫脱氰净化工艺综述1.1引言随着化学工业及城市煤气事业的迅速发展，炼焦制气厂也迅速发展起来，这样的处理煤气中硫化氢、氰化氢的问题就提到议事日程一来了。国际上对含有硫化氢、氰化氢的煤气的燃烧与使用有着严格的要求，且已有一系列的脱硫脱氰工艺投入生产。我国虽然在脱硫脱氰的工艺技术上也有很大的发展，但仍落后于需要，为了满足冶金工业对焦炉煤气中硫化氢、氰化氢的要求，减少焦炉煤气燃烧后对大气的污染，防止含硫化氢、氰化氢的废水污染水质，降低煤气中的硫化氢、氰化氢对仪表、设备等的腐蚀，综合利用硫化氢、氰化氢，使它变害为宝，必须大力发展脱硫脱氰的工艺。在炼焦过程产生的焦炉煤气中含有硫化氢(H2S)、氰
2、化氢(HCN)有害气体。H2S含量一般为5-7g/m3，HCN含量为1-2g/m3。若不事先脱除，不但严重腐蚀气系统的设备和管道，所产生的废气和废水污染环境，危害人的身体健康。车间内允许的H2S浓度应小于10mg/m3，HCN浓度应低于0.3mg/m3，当H2S浓度达到700-1000mg/m3时，人立即昏迷，当人吸入50mgHCN，可瞬间死亡。我国规定车间内二氧化硫(SO2)的最高允许浓度为15 mg/m3，二氧化氮(NO2)为5 mg/m3，含有H2S和HCN的煤气作燃料燃烧时，生成SO2和NO2,按65孔焦炉每座焦炉所产生的煤气量计算，每天向大气排放5吨SO2，严重污染大气。随着环保规定
3、的日趋严格，焦炉煤气脱硫脱氰技术有了很大发展，到目前为止，脱硫脱氰方法及其废液(气)处理已有数十种，本文主要介绍PDS法、HPF法、FRC法、DDS法、改良ADA法及TH法焦炉煤气脱硫脱氰的方法以及他们之间的比较。1.2煤气净化技术发展概况焦炉煤气净化是焦化厂中重要的工艺过程。20世纪50年代初,我国各焦化厂大部分是沿用由前苏联引入焦炉炉型相配套的初冷洗氨终冷洗苯的煤气净化(或称煤气回收) 工艺。自20世纪50年代末起,我国焦化工作者冲破旧的工艺模式,创造性地开发和设计了与我国自行设计的58型焦炉和其他炉型相适应的焦炉煤气净化工艺,如氨水工艺、硫铵工艺、A.D.A (蒽醌二磺酸钠) 脱硫工艺、
4、改良A.D.A 脱硫工艺、氨焚烧工艺、单塔脱苯工艺、氨法脱硫工艺等。各厂的实践表明, 这些煤气净化工艺存在着净化效果差、设备腐蚀严重、氨苯回收率低、产品质量差、环境污染较严重等缺点,与世界先进水平相比有较大的差距。20世纪70年代末以来，我国一些焦化厂配合大容积焦炉的投产，通过与国外厂家联合设计、技术引进等方式，先后采用了全负压煤气净化工艺、AS循环洗涤(氨2硫化氢循环洗涤)脱硫脱氰工艺、无饱和器法硫铵工艺、FRC脱硫脱氰工艺、Sulfiban(索尔菲班)脱硫工艺、克劳斯工艺等国外先进技术，并在设备和材料国产化方面取得了突破性的进展，如我国近年来开发的以焦炉煤气中原有的氨为碱源，以对苯二酚、P
5、DS(酞箐钴磺酸铵)、硫酸亚铁为复合催化剂的脱硫脱氰工艺(简称HPF脱硫工艺)，鞍山热能研究院与苏州钢铁厂焦化分厂联合研究的以氨为碱源、OP型复合催化剂、脱硫废液提盐的湿式氧化脱硫脱氰工艺(简称OPT工艺)和东北师范大学研究的PDS(酞箐钴磺酸铵)脱硫工艺，都具有国际先进水平，把我国煤气净化的技术和装备推向了国际先进行列。这些先进工艺的引进，无疑对焦化企业煤气净化技术的改进和提高起到了重要作用。1.3焦炉煤气脱硫脱氰的意义(1) 降低硫化氢、氰化氢对人体的毒害硫化氢气体吸入人体，进入血液后与血红蛋白结合生成不可还原的硫化血红蛋白而使人中毒。车间内允许的硫化氢浓度不高于10mg/m3，当硫化氢的
6、浓度达到7001000mg/m3时，人吸进后立即昏迷，窒息致死。氰化氢的毒性比硫化氢更大，人吸入50mg氰化氢，即可死亡。车间内空气中氰化氢的含量应低于0.3mg/m3。硫化氢、氰化氢的水溶液也具有强烈的毒性，水中含氰化氢量达0.040.1ppm时可使鱼类死亡。长期饮用含硫化氢 、氰化氢污染的水，可使人的大脑记忆力明显衰退，神经衰弱，心血管变形等，对人体危害极大。故工厂排水含硫化氢和氰化氢的量必须要远远低于此值，HCN含量不高于0.05mg/L3。(2)防止有硫化氢和氰化氢的焦炉煤气燃烧时，生成SOx和NOx后严重污染大气。当含有硫化氢和氰化氢的煤气作为燃料燃烧后，废气中含有SO2和SO3，在
7、大气中危害性很大，严重时形成酸雨。NO、NO2是一种重要的致癌物质，故必须严加控制。各国对外排废气中的SOx和NOx的含量和排放量的限制也日益严格，我国规定车间内的最高允许浓度SO2为15mg/m3，NO2为5mg/m3。(3) 防止硫化氢、氰化氢本性气体强烈腐蚀材质饱和煤气中含有硫化氢、氰化氢对设备、管道等均有强烈的腐蚀性。输送一般煤气时，管道年腐蚀速度为8g/(m2.a)，而当硫化氢、氰化氢尝试高时为75g/(m2.a)，当输送压缩湿煤气时，腐蚀得更加严重。每年由于硫化氢、氰化氢腐蚀造成的经济损失是相当大的。(4) 冶金工业、化学工业对焦炉煤气的特殊要求过去冶金企业对焦炉煤气中硫化氢含量没
8、有私物殊要求。随着冶金工业的发展，生产一些特殊钢材时对加热用的焦炉煤气中硫化氢含量有一定的要求，一般炼钢，轧钢生产等要求焦炉煤气中硫化氢在200500mg/m3，生产特殊钢时要求更高。例如硅钢厂要求焦炉煤气中硫化氢含量小于15mg/m3，初轧厂火焰清理机、连铸车间的板坯火焰清理机均要求焦炉煤气中硫化氢含量小于1020mg/m3，冷轧厂的连续式退火炉等，对焦炉气中硫化氢含量要求更高，要求小于2mg/m3。而许多化工厂以焦炉煤气为原料气时，对焦炉煤气中硫化氢含量要求极高，例如：以焦炉煤气中氢为原料的合成氨厂，一般进合成塔时要求气体中硫化氢含量小于1 mg/m3，在苯加氢制氢设备中要求气体中的硫化装
9、置中，为了防止对铜设备腐蚀，要求焦炉煤气中硫化氢也有规定，一般要小于20 mg/m3。(5) 变害为宝煤气中的硫化氢、氰化氢既有毒物质也是重要的化工原料，通过脱硫脱氰装置可以得到许多重要的化工产品，如硫磺、硫酸、黄血盐、硫代硫酸钠、硫酸铵等。我国的煤储量为8593.88亿t，炼焦煤约占3538%。目前我国年采煤量已超过10亿t，用来制硫酸每年可得到200多万吨硫酸，这是一笔很大的财富。如将焦炉煤气中回收下来的氰化氢加工成硫氰酸钠，黄血盐等化工产品，对企业，对国家都有一定的好处。焦化厂苯加氢装置和沥青装置均产生含硫化氢的尾气，流量为2000m3/h，平均含硫化氢2529g/m3，尾气全部硫化氢2
10、529g/m3，尾气要烧掉，现在有了脱硫装置，尾气全部进入脱硫装置，既回收大量可燃性尾气，又解决了尾气排放污染问题，硫化氢又得到了回收利用，一举三得。所以，承受着国家和人民对环保的要求越来越越高，变害为宝的脱硫脱氰装置必将更快发展起来。1.3焦炉煤气脱硫脱氰方法分类焦炉煤气净化是焦化厂中重要的工艺过程。焦炉煤气的脱硫脱氰方法发展的今天已有50余种，类似的方法不计，有代表性的也有10余种。这些方法按吸收剂的形态可分为干法和湿法两大类。1.3.1干法脱硫工艺干法工艺是1809年英国人发明的，开始是用消石灰做脱硫剂，1948年改用氢氧化铁做脱硫剂，目前常用的脱硫剂为氧化铁。而如活性碳，分子筛，氧化锰
11、，氧化锌等脱硫剂都较昂贵，使用较少。此法脱硫净化度较高，适用于低含硫气体的处理，多用于精脱硫，操作简单可靠。其缺点是装置占地面积大，间歇更换和再生脱硫剂劳动强度大，不能回收成品硫，废脱硫剂，废气，废水严重污染环境，因此在大的焦化和钢铁行业，如果焦炉煤气不采用深加工，一般不考虑干法脱硫，而只有中小型焦化厂煤气脱硫主要采用干法脱硫工艺。1.3.2湿法脱硫工艺湿法工艺出现于20世纪20年代初，它是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢，按溶液的吸收和再生性质又分为湿式吸收法和湿式氧化法。湿式氧化法是利用碱液吸收硫化氢和氰化氢，在载氧体的催化剂作用下，将吸收的硫化氢氧化成单质硫，同时吸收液得到再生，
12、是焦炉煤气脱硫脱氰比较普遍使用的方法，其通用装置设有一个吸收塔和一个再生塔，吸收过程与湿式吸收法一样，用碱性溶液吸收煤气中的H2S和HCN。为了使吸收下来的硫化氢加速氧化，在吸收液中加入了催化剂，带有催化剂的吸收液进入再生塔，在此通入空气使催化剂再生，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。H2S和HCN氧化成元素硫、硫代硫酸盐及硫氰酸盐。元素硫或当作产品、或以硫浆形式与硫代硫酸盐、硫氰酸盐一起进一步处理。该工艺具有下列特点：脱硫过程为氧化反应；产生元素硫、硫代硫酸盐及硫氰酸盐废液；不仅需吸收剂，还需催化剂；吸收液用空气再生。由于所采用的催化剂不同，出现了各种不同的湿式氧化法。如改良ADA法用蒽醌-
13、2-磺酸钠和偏钒酸钠，弗玛克斯-洛达科斯法是苦味酸，塔卡哈克斯法是1,4萘醌-2-磺酸铵，奥托法是硫酸亚铁，PDS法是用双核金属酞菁类化合物。湿式吸收法的三种方法主要用于天然气和炼油厂的煤气脱硫，不能直接回收硫磺，较少用于焦炉煤气脱硫脱氰中使用。1.4几种重要的脱硫脱氰方法国内外焦炉煤气脱硫脱氰工艺不断进步和发展，新工艺技术不断用于工业生产，尤其是湿式氧化脱硫工艺发展的更快。在焦化行业应用极为广泛。现将几种国内外典型的工艺简单介绍如下：1.4.1 FRC法脱硫脱氰工艺FRC法是由日本研制开发的，它是利用焦炉煤气中的氨气，在催化剂苦味酸的作用下脱除H2S，利用多硫化铵脱除HCN。其装置是由吸收塔
14、和再生塔组成，前者用以吸收粗煤气中的硫化氢，后者用以吸收污液和空气发生催化反应再将硫化氢氧化为硫磺的同时，使污液再生。将煤气用驸马克斯液洗涤，所含硫化氢被洗涤液吸收后，脱硫即可完成。将吸收后的污液进入再生塔，使之与空气接触，进行硫化氢的氧化和催化剂的再生，然后送回吸收塔顶循环，循环液中悬浮再生的固体硫磺，用离心机分离回收。该工艺脱硫效率高达99%以上，脱氰效率为93%，煤气经脱硫塔后，H2S可降到20 mg/m3，HCN可降到100 mg/m3。催化剂苦味酸消耗量少且便宜易得，操作费用低，再生率高，新空气用量少，废气含氧量低，无二次污染。但因苦味酸是爆炸危险品，运输存储困难，且工艺流程长、占地
15、多，投资等因素，使用受到一定的限制。图1.1 FRC法工艺流程1-脱硫塔 2、3-循环泵 4-再生塔 5-燃烧炉1.4.2 AS脱硫脱氰工艺AS法以煤气中的NH3为碱源, 在洗氨的同时脱除H2S、 HCN，脱硫塔设在洗氨塔之前。AS 法流程由氨硫洗涤、脱酸蒸氨、氨分解硫回收三部分组成。AS法的工艺流程为：在硫化氢洗涤塔内，用洗氨塔排出的富集氨的洗涤液从洗涤塔下的再生装置出来的脱酸氨水将硫化氢从焦炉煤气中脱除。富集硫化氢的洗涤液从硫化氢洗涤塔下的贮槽送往再生装置。再生装置包括蒸馏和分解器。再生装置包括蒸馏和分解器。把从煤气中吸收的如硫化氢、氨、二氧化碳和氰化氢等组分用蒸汽蒸出。在再生器中，产出含
16、富氨及低酸性气体成分的脱酸液，同时还排出具有废水指标的蒸馏气。由分解器顶部逸出的蒸汽含有从煤气中洗下的以及从原洗涤液中蒸出的氨、硫化氢、二氧化碳和氰化氢等组分，将硫化氢转化为硫磺。同时，在改进的克劳斯装置中将氨分解。AS法脱硫工艺脱硫脱氰效率一般。当塔前煤气含硫化氢和氰化氢分别为6-8g/m3和1.5-2g/m3时，塔后煤气和氰化氢可降至0.5g/m3。以煤气中的氨为碱源，在洗氨的同时脱除硫化氢，工程流程简单，不需外加碱。工艺过程不产生废液，不会产生二次污染。克劳斯法硫回收生产的硫磺纯度高，可达99.8%。但脱酸系统介质腐蚀性强,对设备材质要求高， 脱酸塔等主要设备需采用钛材或海氏合金材料，由
17、于氨、硫系统相互关联,操作难度大。由于此工艺脱硫效率一般，操作难度较高，故适用于技术力量比较强的大型钢铁企业。图1.2 AS法工艺流程1.4.3 HPF法脱硫脱氰工艺HPF法是我国自主开发的以氨为碱源、HPF为复合催化剂的湿式液相催化氧化脱硫脱氰工艺，主要由脱硫和再生两部分组成。它不是用洗涤吸收工艺而是用饱和器法，因此，可将脱硫液中的含氨量提高到67g/l，从而脱硫效率很高，脱硫后的煤气中的H2S，HCN含量可达1020mg/m3，这一点可谓此法的最大的技术优势。该工艺的HPF是复合催化剂，对脱硫和再生都有催化作用，使脱硫脱氰工艺更加简化。HPF的脱硫废液，回兑到装入炉中。经研究证明，废液中的
18、（NH4）2S2O3和NH4CNS，在炼焦过程中，大部分在3600C之前被裂解成气体逸出，不会改变煤的粘结性，而NH4CNS热解后变成硫脲，其分子中不含CN基，进而不会生成HCN，而是生成H2S、NH3等。采用HPF法脱硫， 经氧化再生成硫膏或溶融硫，一般这种硫产品含硫较低，在工业上应用困难，经调查，通过调整操作（初冷操作）和改变生产方式（压滤，离心），脱硫产品含硫可提高到80%90%，产品应用可以得到解决。权威部门正在研究试验，设计用硫产品制硫酸，为硫铵生产提供酸源，完全符合循环经济理念。同时使HPF技术更加完善。HPF法工艺流程为：从煤气鼓风机来的煤气经预冷塔冷却降温后进入脱硫塔，在塔内用
19、含有HPF催化剂的脱硫液循环吸收硫化氢和氰化氢，同时也吸收氨。脱硫液经反应槽进入再生塔，用压缩空气再生，再生后的脱硫液循环使用，再生塔顶的硫泡沫进入熔硫釜生产硫磺产品。HPF催化剂活性高，流动性好，不仅对脱硫脱氰过程起到催化作用，而且对再生过程也有催化作用，HPF法的脱硫脱氰效率高，脱硫效率为98左右，脱氰效率在80左右。由于HPF法脱硫液中的铵盐积累速度缓慢，故脱硫脱氰废液量较少，可直接掺入炼焦配煤中，不必单独建设废液处理装置。具有废液处理操作简单、无污染、投资少、占地省、运行费用低等特点。由于HPF法脱硫脱氰工艺流程较为简单，使用设备较少，该工艺的操作管理就比其他工艺简单，操作和维护也更为
20、简单、方便。同时HPF脱硫脱氰工艺设置在终冷和洗苯之前，能尽可能的脱除焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢，可有效减轻对终冷和粗苯生产装置的腐蚀，延长了装置的使用寿命。还可以使终冷水的含氰量降低，以简化终冷水的处理方式。但HPF法需控制煤气及脱硫液的温度。当脱硫液温度较高时，就会增大溶液面上的氨气分压，脱硫效率就会随脱硫液中氨含量的降低而降低。但脱硫液的温度太低液不利于再生反应的进行。因此，在生产过程中宜将煤气温度保持在25300C，脱硫液的温度控制在35400C。而且煤气中的杂质对脱硫效率有一定的影响。生产实践表明，煤气中的焦油和萘等杂质不仅对脱硫效率有较大影响，还会使硫磺颜色发黑。因此，氨法HPF脱
21、硫工艺要求进入脱硫塔煤气中的焦油含量不大于0.05g/m3，萘的含量不大于0.5 g/m3。图1.3 HPF法工艺流程1.4.4 改良A.D.A法脱硫脱氰工艺蒽醌法也叫A.D.A法。（A.D.A既蒽醌二磺酸）。该法在20世纪50年代由英国开发，60年代得到发展。后经改进在脱硫液中责备增加了添加剂，对H2S化学活性提高，脱离效率达99。改进后的方法称改良A.D.A法。该法在我国被广泛采用。该工艺以钠为碱源，以钒作为脱硫的基本催化剂，蒽醌二磺酸钠（A.D.A）作为还原钒的再生载氧体。适量添加酒石酸钠组成脱硫液。脱硫效率高，国内普遍应用于城市煤气净化工艺中。该方法的主要原理是脱硫液是在稀碳酸钠溶液中
22、添加等比例的2,6蒽醌二磺酸和2,7蒽醌二磺酸（A.D.A）的钠盐而成，为了改进操作又添加了适量的酒石酸钾钠（NaKC4H4O6）及0.120.28偏矾酸钠（NaVO3），故称改良A.D.A法。发生的主要脱硫反应为：H2S+Na2CO3NaHS+NaHCO32NaHS+4NaVO3+H2ONa2V4O9+4NaOH+2SNa2V4O9+2 ADA（氧化态）+2NaOH+H2O4NaVO3+2 ADA（还原态）上述反应在脱硫塔内完成。还原态的A.D.A在再生塔中通入空气氧化再生为氧化态。偏矾酸钠、A.D.A和碳酸钠都可再生，供循环利用。煤气中HCN也能与Na2CO3反应生成NaCN，随后又反应生
23、成NaCNS。该方法存在主要问题有，悬浮硫磺粒度小，回收困难，易造成过滤器堵塞，有副反应发生，使脱硫液消耗量增大，脱除有机硫和氰化氢的效率差，脱硫液处理困难国内工业化装置多采用提盐工艺，流程长，操作复杂，能耗高，操作环境恶劣，劳动强度大，所得盐类产品品位不高，经济效益差，易造成二次污染，设备腐蚀严重。图1.4 改良A.D.A法工艺流程1-脱硫塔 2-再生塔 3-硫泡沫槽 4-离心机 5-熔硫釜 6-循环液槽1.4.5 栲胶法脱硫脱氰工艺栲胶法是我国特有的脱硫技术, 是目前国内使用较多的脱硫方法之一。该法主要有碱性栲胶脱硫( 以橡碗栲胶和偏钒酸钠作为催化剂) 和氨法栲胶(以氨代替碱)2 种。栲胶
24、是由植物的果皮、叶和干的水淬液熬制而成, 主要成分是丹宁。由于来源不同,丹宁组分也不同, 但都是由化学结构十分复杂的多羟基芳香烃化合物组成, 具有酚式或醌式结构，是由许多结构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及水不溶物等，由于栲胶含有较多、较活泼的羟基，所以在脱硫过程中起着载氧的作用。栲胶的分子式为 C14H10O9，是两个没食子酸缩合的产物。栲胶中的丹宁物质经过碱性降解生成聚酚类物质，利用分子中的酚羟基进行氧化还原。丹宁分子中所含有的羧基和羟基对于金属离子具有一定的络合作用，在脱硫过程中既是催化剂又是络合剂，可以有效防止钒沉淀损失。栲胶法工艺过程分为以下几步：（1）吸收
25、 用脱硫液吸收气体中的H2S，因气液流向的不同有并流和逆流之分。目前栲胶脱硫大多数采用填料塔气液逆流接触吸收。一般为碱性栲胶脱硫溶液从塔上部进入，而含硫气体从塔的下部进入，通过塔内填料气液逆流接触，达到传质过程，使 H2S由气相转移到液相，电离生成 H+ 和 HS-。（2）再生 传统意义上的再生是指 H2S转化为S的过程，判断再生过程好坏的指标是液相H2S含量其实析硫只是溶液再生的一个部分，而析硫反应是跟随吸收之后立即开始的。再生效果的好坏，主要以高价金属与低价金属的比值或以溶液的电位值的高低来判定。再生流程也有并流和逆流之分，近期多采用自吸空气喷射器再生，富液由喷射器上口进人，由于液体流速很
26、高，一般为25m/s左右，再生空气由空气吸入口进入，在喷射器喉管处气液充分混合，实现富液的再生过程。由于喷射器的引人，加快了溶液的再生过程，减少了溶液在再生槽的停留时间，气液仍为并流接触。逆流再生是富液自上而下流动，空气自上而下流动。目前多采用自吸空气喷射器再生，可节约动力消耗。（3）硫回收 再生槽上部溢流分离出来的硫泡沫，首先进人硫泡沫贮槽，然后用泵送或压缩空气压送到高位硫泡沫槽，经加热使硫颗粒增大，并与清液分离，清液溢流人溶液储槽，而硫泡沫在经机械分离生成的硫膏，用熔硫釜制成熔融硫磺，自然冷却成型即为商品硫。不用机械分离，将硫泡沫槽出来的硫泡沫直接送到熔硫釜也能取得满意的效果。（4）釜液回
27、收 从熔硫釜分离出来的溶液，温度高，副反应生成物多，但含有一定量的有效成份，为降低化工原材料的消耗有回收的必要，但回收时一定要加强管理，严格把关。栲胶溶液在熔硫釜内经过高温后发生了很复杂的化学反应，例如聚合反应，当初熟化好的栲胶溶液，聚合成大分子化合物，在大量补人系统时，易起泡。如大量补入系统会造成大量泡沫夹带溶液溢出，造成溶液损失，所以溶液在补入系统前为达到满意效果须经过重新熟、澄清后补入系统。栲胶法有如下特点：栲胶资源丰富，价廉易得，运行费用比改良ADA低； 基本上无硫堵塔问题；栲胶既是氧化剂又是钒的配合剂，溶液的组成比改良ADA 的简单；栲胶脱硫腐蚀性小；栲胶需要熟化预处理，栲胶质量及其
28、配制方法得当与否是决定栲胶法使用效果的主要因素。不足之处突出表现在存在管道淤积硫问题；没有脱除有机硫的功能；溶液本身的胶体性能和发泡性对脱硫操作和硫回收不利；在脱高硫气体时脱硫效率更低，尤其是由含有高挥发份燃料制得的高硫气体；对设备有腐蚀，当溶液中Na2SO3含量高于40g/L时，设备腐蚀就发生，高于80g/L时，腐蚀则相当严重。1.4.6 DDS法脱硫脱氰工艺DDS脱硫技术是一种全新的脱硫技术。此技术脱硫效率高、综合经济效益好，已被70余家企业用于焦炉煤气的脱硫。利用DDS脱硫技术具有脱除有机硫效率高(可达90%)的特点，将其用于有机硫含量高的焦炉气脱硫，有利于焦炉气的深加工或用于城市燃气，
29、具有明显的经济效益和社会效益。DDS催化剂是一种含铁的络合螫合物，主要由带负电的氧柱和带正电的铁柱组成。两者之间的间距约820A，这么近的距离内，正负离子很容易和周围的离子反应。因此，在DDS溶液中捕获DDS催化剂中的正离子很容易发生各种化学反应。DDS溶液由DDS催化剂 (附带有好氧菌)、DDS催化剂辅料(多酚类物质，一般采用对苯二酚表示)、B型DDS催化剂辅料、活性碳酸亚铁、碳酸钠(或碳酸钾)和水组成。在碱性条件下，受DDS催化剂分子的启发和诱导，DDS催化剂辅料、B型DDS催化剂辅料和碳酸亚铁在好氧菌的作用下，即可生成活性DDS催化剂分子，为DDS催化剂的生存和保持高活性提供环境保障。D
30、DS法脱硫的特性DDS脱硫技术的脱硫原理与传统的脱硫技术有所不同，从其使用过程中活性的激发及对有机硫的高脱除率来分析，具有生物和化学吸收、吸附的二重性。（1）生物性 生物性主要表现在：在DDS催化剂模板的诱导及好氧菌的催化作用下，DDS催化剂辅料可生成DDS催化剂，如果没有DDS催化剂的诱导，则不可能生成新的DDS催化剂分子；当DDS溶液活性降时，向溶液中投入一定量的葡萄糖作为养份可提高和强化DDS溶液的活性。（2）化学性 DDS脱硫溶液对无机、有机硫的高脱除率是DDS催化剂分子结构的特殊性，产生对各种硫极性分子的强吸附、络合作用，基本消除了无机硫、有机硫单个分子及含硫离子在溶液体系的自由存在
31、。促进了气相中各种含硫分子向液相的快速转移，从而达到高效率脱硫的目的。DDS法在焦炉煤气脱硫中的有利因素包括：（1）焦炉气中的酚、苯类等有机物含量较高，而DDS催化剂辅料为多酚类，它们在物质结构及性能上有相近之处，因此，酚、苯类的存在对发挥DDS催化剂的性能有推进作用，不会产生副作用。（2）焦炉煤气含CO较低，约为半水煤气的三分之一，可降低脱硫溶液对CO的吸收，有利于溶液pH值的稳定，从而提高脱硫效率。（3）采用改良ADA湿法脱硫的企业，脱硫溶液中的ADA、VO对DDS催化剂没有副作用，且其适当的含量具有激活DDS催化剂活性的作用。（4）由DDS催化剂分子结构的特殊性，可减少溶液中副盐 NaS
32、O、NaSO 的生成量，稳定溶液的物理、化学性能。DDS法也存在一些不利因素表现在：（1）焦炉气中含有较高的HCN、HCN，易被DDS催化剂吸附、络合，从而影响DDS催化剂的活性。（2）焦炉气中含较高的HCN，被溶液吸收后反应生成的副盐 NaCNS量大，对溶液吸收能力的影响较半水煤气脱硫时要大得多。（3）采用酞菁钴磺酸盐催化剂的企业，重金属对DDS的溶解度有影响。1.4.7 PDS法脱硫脱氰工艺PDS煤气净化工艺是由我国东北师范大学化学系研究开发的,于1990年4月在上海浦东煤气厂的A.D.A脱硫系统进行了试验,经过几年的运转,取得了理想的效果。PDS脱硫剂系双核金属酞箐类化合物,主要成分为双
33、核酞箐钴磺酸铵。此类化合物在催化与分子氧有关的化学反应方面具有极其独特的催化性能。目前,在国外尚未有成功采用双核酞箐钴磺酸铵盐进行煤气脱硫的报道,其主要原因是不能解决煤气中的HCN使催化剂中毒的问题。PDS法同其他液相氧化脱硫的原理相同，但这与其他方法有本质区别，它将一般液相催化氧化法的再生过程控制步骤改为脱硫控制步骤。在加入PDS后，溶液中NASCN含量低于ADA法中的含量，并且可保持在一定范围内不再增加，彻底解决了使用酞箐类化合物催化剂脱硫中的HCN中毒问题，并且不会产生脱硫废液，因此，无需二次处理。PDS工艺脱硫脱氰效率高,适用范围广,能够脱除高硫是PDS技术的突出特点,其中H2S的脱除
34、率可达99%上,HCN的脱除率可达95%,且在一定条件下能把HCN转化为碳酸铵。在相应的介质中,此法对有机硫的脱除率在50%以上,且不受气体种类及气体中H2S、有机硫、CO2含量及压力等诸因素的影响。此法的运转成本低,经济效益显著,在焦化行业的应用已取得了很大成功,具有很广泛的应用前景。1.5 焦炉煤气脱硫脱氰工艺选择的原则我国相继从国外引进一系列现代脱硫脱氰工艺技术，加之国内也自行开发出一些脱硫脱氰工艺，使得焦炉煤气脱硫脱氰的工艺技术更加丰富。但任何工艺都有自己的优缺点，如何使经济效益与环境效益最大化是我们选择的最基本原则。与此同时我们还需要考虑以下几个方面的因素。1.5.1 根据净化后焦炉
35、煤气中H2S和HCN含量的要求选择工艺根据对净化后焦炉煤气中H2S和HCN含量的要求，选择相应脱硫效率的脱硫工艺。例如在冶金工厂，焦炉煤气的绝大部分用作一般轧钢加热炉的燃料，此时要求H2S含量应200mg/m3500mg/m3，HCN含量应150mg/m3，因此选用AS循环洗涤法脱除H2S和HCN就能满足要求。而当焦炉煤气用作城市煤气、合成气等时，则必须选择脱硫效率更高的脱硫工艺，如湿式氧化法中的改良A.D.A法、TH法、FRC法等。1.5.2 根据可持续发展战略和客观条件选择工艺综合利用资源和保护环境已成为可持续发展战略的重要组成部分，对于那些“三废”量少且易于治理，H2S和HCN均得到脱除和处理，又能促进资源综合利用的脱硫工艺，应优先采用。所谓客观条件指的是资金条件、总图条件以及装置的国产化条件等，以这些条件的允许作为选择工艺主要出发点的意义是不言而喻的，它直接决定着脱硫工艺选择的现实性和可行性。1.5.3 根据生产管理的科学性和简便性选择工艺所选脱硫工艺的流程应当简单紧凑，脱硫介质的腐蚀性要尽可能小，主要设备的结构不应过分复杂，设备制造及维修要容易和方便，设备材质及选型应尽可能立足国内，避免采用价格昂贵的进口材料和设备。要保障生产操作的稳定性和连续性，生产管理简便、科学，工人劳动强度小，生产效率高。在这方面，AS法和代亚毛克斯法等都是比较好的脱硫工艺。