半直接法回收氨与脱硫脱氰工艺简介与比较
1、前言
统观我国焦化厂煤气净化流程，普遍采用半直接法回收氨。在这种流程中又普遍采用HPF工艺脱硫脱氰，生产实践证明，半直接回收氨工艺为HPF脱硫脱氰工艺制造极为有利的氛围，从而脱硫脱氰效率极高，最好的厂家脱硫塔后煤气中含硫化氢在10-20m g／m3以下，接近精脱硫指标。成为半直接法回收氨脱硫脱氰的突出技术优势。
直接法回收氨AS法脱硫脱氰工艺，由于洗氨工艺的技术的缺陷，脱硫液中挥发氨含量低，因此脱硫效率较低。一般脱硫塔后煤气中含硫化氢高达300～500m g／m3，不能满足工业生产和环保的要求。
为了弄清两种技术工艺的脱硫脱氰效率差异的原因，进一步比较两种工艺的技术优势和存在的问题，有必要对两种工艺进行技术剖析，弄清关键技术所在，以便改进，完善两种技术工艺，最大限度地提高脱硫脱氰效率和氨的回收率，同时解决两种工艺当前生产中存在的技术难题和环保的问题。
2、两种脱硫脱氰工艺流程
2.1半直接法回收氨脱硫工艺流程(UPF)
初冷器→电扑焦油器→鼓风机呻预冷塔→脱硫塔→喷淋饱和器→终冷器→洗苯塔→
2.2直接法回收氨脱硫工艺流程(AS)
初冷器→电扑焦油器→鼓风机→脱硫塔→洗氨塔→终冷器→洗苯塔→
3、两种工艺技术特点的比较
3.1半直接法回收氨脱硫脱氰工艺，是将剩余氨水在氨水蒸馏器中处理，蒸出的氨气通人脱硫前煤气中，提高煤气中氨含量，近而提高脱硫液中氨含量(一般可达7―8 g／l)，脱硫塔后煤气中含氨为3―4g／m3，在喷淋饱和器中进一步回收氨，脱硫效率在98%以上。脱硫液在再生塔中进行低温，液相，催化，氧化生成单体硫，在再生的过程中，约30%―40%的氨被吹人大气，不仅污染环境，而且氨源未被利用，影响脱硫脱氰效率和氨回收率，这是HPF脱硫脱氰流程技术特点之一。
回收于脱硫液的硫在再生塔中进行低温、液相、催化、氧化，所得到的单体硫(硫膏、熔融硫)含硫量较低，因而产品应用价值较低，影响生产顺行。另外，脱硫液中的废液，在再生过程中不能被除掉而积累，如不排除将影响脱硫脱氰效率。排除废液的处理，又成为生产和环保一大难题，成为HPF工艺技术特点之二。
3.2直接法回收氨AS脱硫脱氰工艺中，用洗氨塔下的富氨液作为脱硫液，脱硫塔下的脱硫液在蒸酸塔，蒸氨塔中处理，蒸氨塔中蒸出的氨气不再回到煤气中，而进入克劳斯炉中进行氨分解，大大减少煤气中的氨源，而蒸酸塔蒸出的酸气进入气相、催化，氧化克劳斯炉，生产单体脱硫，单体脱硫的纯度可达98%，这是AS脱硫脱氰工艺技术特点。
4、技术剖析
4.1 HPF脱硫脱氰工艺的技术剖析
选择脱硫脱氰工艺重要指标之一，当然是脱硫效率，脱硫液含氨的高低，决定脱硫效率的高低。半直接回收氨的脱硫脱氰工艺中，将蒸氨塔蒸出的氨气通人脱硫塔前的煤气中，增加煤气中的氨源(可增加煤气氨源为1-3 g／m3)，从而可以最大限度地提高脱硫液中挥发氨的含量(脱硫液中挥发氨含量最高可达9-10 g／l)，由于脱硫过程是酸碱反应过程，当脱硫液的含氨越高，反应向有利脱硫方向进行，脱硫效率随之提高。但脱硫液中含氨提高，脱硫塔后煤气中含氨必然增高(高达3―4g／m3)，但半直接法回收氨脱硫脱氰工艺中，脱硫塔后设有喷淋式饱和器回收氨，保证煤气中含氨在0.03g／m3以下。因此，半直接法回收氨脱硫脱氰工艺，即有利于脱硫效率的提高又保证了氨的回收。
4.2 AS脱硫脱氰工艺的技术剖析
4.2.1 AS脱硫脱氰的脱硫液是用洗氨塔下的富氨液和蒸酸塔下的部分贫液，由于洗氨富液中含挥发氨不高，脱硫液中挥发氨含量亦低，自然脱硫效率低.这是AS法脱硫效率低的根本原因。为什么洗氨富液中挥发氨不能高呢，因为在洗氨的过程，要保证氨的回收率，根据吸收原理，不难看出洗氨塔吸收效率与富氨液中的氨的浓度成反比，富氨液中含氨量增加，塔后氨损失增大，即N％降低，为保证氨的回收率，富氨液中的含氨只能在较低水平(含氨为2-3g／l)，脱硫效率只能低指标(塔后煤气H2S含量为300、500 m g／m3)。
4.2.2 用脱酸塔下的贫液(含氨最高可达20-30克／立升)回配到脱硫液中也可提高脱硫液中的挥发氨含量，从而提高脱硫效率。但过高地提高脱硫液中的氨含量，会出现负吸收效应，增加洗氨负荷，影响洗氨效率。这是AS法脱硫脱氰工艺脱硫效率低的根本原因。
4.2.3 提高脱硫液中含氨量的最好的办法是最大限度提高脱硫前煤气中的氨含量，增加脱硫动力，但AS脱硫工艺中回收的氨大部被分解而损失了氨源。如果将这部分氨返回煤气中将大大的有利脱硫操作，但必须在洗氨脱硫塔后增设饱和器回收氨，这便形成半直接法回收氨的脱硫脱氰工艺流程。由于大部分氨回到脱硫前的煤气中，不再进行氨分解。因此可以取消原流程中的氨分解克劳斯炉装置，这样不仅简化流程，煤气中的氨全部回收于饱和器中。从而该工艺不仅可以大大提高脱硫效率，还可以回收煤气中的氨生产硫铵产品。(请注意，真空碳酸碱法脱硫脱氰同样在流程中设有喷淋饱和器回收氨)
5、完善半直接法回收氨脱硫脱氰工艺，打造我国自主产权的脱硫脱氰新工艺
5.1 将AS脱硫工艺中的蒸酸塔和酸气克劳斯炉移植到HPF工艺中。脱硫液先在蒸酸塔中蒸出酸气(H2S，HCN)通人克劳斯炉中，经高温、催化、氧化生成单体脱硫(含硫98％)同时将NH4CNS和(NH4)2S203两种副盐裂解成N2、H2、S，解决脱硫液中废液积留等问题。
5.2 将脱酸塔下的富氨水在蒸氨塔中蒸氨，塔顶氨气通入脱硫前的煤气中，增加煤气中的挥发氨含量，进而增加脱硫液中的挥发氨含量(不能走生产浓氨水的老路，增加脱硫液中挥发氨的办法)。取消氨分解的克劳斯炉，氨气返回脱硫洗氨前煤气中，增加煤气系统中脱硫的氨源，氨全部在饱和器中回收。
5.3 取消HPF工艺中的再生装置，消除再生塔顶氨的散失和对大气的污染，同时减少催化剂的成本分摊，并大大简化了硫回收的操作程序。
5.4 经改造的HPP脱硫脱氰工艺成为半直接法回收氨脱硫脱氰新工艺。新工艺煤气脱硫效率可达98％―99％以上(脱硫后煤气中H2S含量在10―20mg／m3以下)，终冷前的煤气中的NH、含量在0.03g／m3以下(鞍钢实际生产水平)无疑将大大减低终冷水和冷凝水中的H2S和氨、氮含量。由于单体脱硫的质量和废液处理的问题得到解决，新工艺将成为我国当前煤气脱硫脱氰工艺的最佳选择。
6、结论
6.1 通过上述的技术剖析可以看出，对现有的HPF工艺和AS工艺都必须进行改造，形成半直接法回收氨脱硫氰新工艺，完善了我国自主创新脱硫氰工艺。
6.2 将AS脱硫工艺的洗氨工艺改为半直接法回收氨工艺；将HPF工艺中液相、低温、催化、氧化，再生工艺改为气相、高温、催化、氧化克劳斯工艺生产高纯单体硫。两种工艺技术特点都得到完善和整合。
6.3 在吃透两种工艺技术的基础上，对改造工程进行精心设计，充分吸取两种工艺中的经验教训，精心设计，精心施工，相信一定会取得满意的技术成果。
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