一种用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种用于焦炉煤气脱氨脱硫的工艺，包括：（1）将焦炉煤气与硫酸亚铁溶液进行反应脱除所述焦炉煤气中的氨，控制反应过程中温度为20-40℃，溶液pH值为5-9，反应生成含有硫酸铵与绿锈的溶液；（2）对步骤（1）中生成的含有硫酸铵与绿锈的溶液进行过滤，对过滤得到的绿锈进行氧化生成羟基氧化铁；（3）将氧化得到的羟基氧化铁用作脱硫剂对经步骤（1）脱氨后的焦炉煤气进行脱硫。本发明专利技术通过设置所述工艺使得焦炉煤气的脱硫、硫酸铵的制备与脱硫剂的制备结合起来，在焦炉煤气脱氨脱硫的现场利用制备硫酸铵时产生的副产物即可实现脱硫剂的制备，不需要再额外购买，从提高了工艺的经济性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺
本专利技术属于煤气净化领域，具体涉及一种用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺。
技术介绍
焦炉煤气是炼焦过程中产生的重要的副产物，焦炉煤气是一种宝贵的燃料资源，但是由于在炼焦过程中，原料煤中大约30-35%的硫会转化成H2S等硫化物，与焦炉煤气中本身含有的HCN和NH3等一起构成煤气中的有毒、有害杂质，其中碱性气体NH3对管道设备具有很强的腐蚀性，酸性气体H2S和HCN除了强腐蚀性以外还具有很强的毒性，而且焦炉煤气在用作燃料时其中的H2S和其燃烧生成的产物SO2均有毒，因此焦炉煤气在作为燃料使用之前必须要经过净化处理，即对焦炉煤气进行脱氨、脱硫处理。现有技术中处理氨的方法有水洗氨法、磷氨法和硫酸铵法，其中水洗氨法、磷氨法分别用于制备浓氨水和无水氨，由于能耗巨大，因此并不常用。而传统的硫酸铵法由于需要耗费大量的硫酸与氨反应，硫酸价格又较高，因此其经济性也不好，为此，近年来开始利用廉价的硫酸亚铁代替硫酸来制备硫酸铵，为了进一步降低生产成本，还出现了利用钛白粉的副产品硫酸亚铁来制备硫酸铵的技术，从而大幅度提高了硫酸铵法制备工艺的经济性能。现有技术中用于焦炉煤气的脱硫方法中，使用铁系脱硫剂的较多，如中国专利文献CN1312350A公开了利用氧化铁脱除焦炉煤气中的H2S的方法；为了进一步提高脱硫效率，中国专利文献CN101584962还公开了一种用于脱除硫化物的羟基氧化铁脱硫剂，该脱硫剂由50-95wt%的无定形羟基氧化铁FeOOH、0-45wt%的载体，5-50wt%的有机粘结剂组成，该脱硫剂具有较高的硫容和使用强度，脱硫效果较好。但上述脱氨和脱硫的工艺是独立进行的，不仅需要设置脱硫和脱氨两套工艺，还需要设置单独的工艺用于制备铁系脱硫剂，因此整个工艺也比较复杂，设备和运行成本较高，为了实现脱氨、脱硫工艺的一体化，中国专利文献CN1154998A公开了一种利用氨法的焦炉煤气脱硫工艺，该工艺将焦炉煤气通过初冷、鼓风加压、电捕焦油、预冷后与脱硫剂逆向对流运行，在脱硫液中催化剂的作用下，通过化学吸收反应、催化化学反应、催化再生氧化反应脱除硫化氢，其中使用的催化剂为对苯二酚、酞菁钴磺酸盐、硫酸亚铁的复合催化剂，脱硫反应的温度为30-40℃，该工艺利用焦炉煤气中的氨气进行脱硫，在脱硫的同时也去除了煤气中的氨，实现了脱氨、脱硫工艺的一体化，且氨法脱硫工艺的产物硫酸铵可以作为肥料再利用，具有良好的环境效益。但是利用氨法脱硫处理焦炉煤气时，当焦炉煤气中氨和硫的比值较小时，需要额外补充氨水，其经济性也并不理想。因此，如何能将焦炉煤气的脱硫、硫酸铵的制备与脱硫剂的制备有机结合起来，进一步提高工艺的经济性能，是现有技术尚未解决的难题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的焦炉煤气处理工艺不仅需要设置脱硫和脱氨两套工艺，还需要设置单独的工艺用于制备脱硫剂，整个工艺比较复杂，设备和运行成本较高，而利用氨法脱硫处理焦炉煤气时，当焦炉煤气中氨和硫的比值较小时，还需要额外补充氨水，其经济性也并不理想的问题，本专利技术提供了一种将焦炉煤气的脱硫酸铵、硫的制备与脱硫剂的制备有机结合起来，经济性能较好的焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺。本专利技术所述的用于焦炉煤气脱氨、脱硫工艺的技术方案为：一种用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺，包括：（1）将焦炉煤气与硫酸亚铁溶液进行反应脱除所述焦炉煤气中的氨，控制反应过程中温度为20-40℃，溶液pH值为5-9，反应生成含有硫酸铵与绿锈的溶液；（2）对步骤（1）中生成的含有硫酸铵与绿锈的溶液进行过滤，对过滤得到的绿锈进行氧化生成羟基氧化铁；（3）将氧化得到的羟基氧化铁用作脱硫剂对经步骤（1）脱氨后的焦炉煤气进行脱硫。所述步骤（1）中硫酸亚铁溶液的浓度为0.8mol/L-1.3mol/L，所述焦炉煤气与所述硫酸亚铁溶液的气液比为1.0-2.0。所述步骤（2）中，将过滤得到的绿锈与水混合配制成绿锈浓度为10-20wt%的浆液，向所述浆液中通入含氧气体对绿锈进行氧化。向每立方米所述浆液中通入含氧气体的速率以氧气计为0.2-1m3/h。所述步骤（2）中，在温度为30-50℃，溶液pH值为6-8的条件下对绿锈进行氧化生成无定形羟基氧化铁。所述步骤（2）中，在温度为60-90℃，溶液pH值为2-4的条件下对绿锈进行氧化生成α-羟基氧化铁。所述步骤（2）中，在温度为20-30℃，溶液pH值为2-4的条件下对绿锈进行氧化生成β-羟基氧化铁。所述步骤（2）中，在温度为10-20℃，溶液pH值为4-6的条件下对绿锈进行氧化生成γ-羟基氧化铁。所述步骤（3）中的脱硫温度为30-50℃。在所述步骤（3）中，利用所述羟基氧化铁与水的浆液作为脱硫剂对焦炉煤气进行淋洗脱硫。所述羟基氧化铁浆液中羟基氧化铁的浓度为10-15wt%。对步骤（2）中滤出绿锈后的溶液进行蒸发、结晶，制备得到硫酸铵。将经过蒸发、结晶后剩余的水溶液用于配制所述羟基氧化铁浆液。对步骤（3）中所述浆液完成脱硫后形成的废液进行过滤，对过滤得到的羟基氧化铁废剂进行活化回收。本专利技术所述的脱氨脱硫的工艺，步骤（1）将焦炉煤气与硫酸亚铁溶液进行反应脱除所述焦炉煤气中的氨，控制反应过程中温度为20-40℃，溶液pH值为5-9，反应生成含有硫酸铵与绿锈的溶液；本专利技术限定所述硫酸亚铁溶液的浓度为0.8mol/L-1.3mol/L，原因在于硫酸亚铁溶液的浓度过小会不利于中和反应；而浓度高时虽然有利于中和反应，但是到了后续步骤（3）中的氧化阶段时，高浓度的硫酸亚铁会导致溶液粘稠，使得氧化反应很难进行，进而影响了羟基氧化铁的生成，本专利技术通过设置所述所述硫酸亚铁溶液的浓度为0.8mol/L-1.3mol/L，有效避免了上述两种情况。本专利技术还限定所述焦炉煤气与所述硫酸亚铁溶液的液气比为1.0-2.0，原因在于液气比太小，会使得脱硫反应不完全，使得脱硫效率低下，而液气比太大，又会使得焦炉煤气难以通过液相出塔。步骤（2）对步骤（1）中生成的含有硫酸铵与绿锈的溶液进行过滤，对过滤得到的绿锈进行氧化生成羟基氧化铁；本专利技术还对生成不同晶形羟基氧化铁所需的反应条件进行了限定：绿锈是一种不稳定化合物，在氧化绿锈的过程中随pH值和温度的不同，其氧化产物可以是α、β、γ、无定型-羟基氧化铁或者是Fe3O4。本申请人在研究发现，通过控制氧化过程中的工艺条件可以控制不同形态羟基氧化铁的生成，具体为在温度为30-50℃，溶液pH值为6-8的条件下对绿锈进行氧化生成无定形羟基氧化铁；在温度为60-90℃，溶液pH值为2-4的条件下对绿锈进行氧化生成α-羟基氧化铁；在温度为20-30℃，溶液pH值为2-4的条件下对绿锈进行氧化生成β-羟基氧化铁；在温度为10-20℃，溶液pH值为4-6的条件下对绿锈进行氧化生成γ-羟基氧化铁。步骤（3）将氧化得到的羟基氧化铁用作脱硫剂对经步骤（1）脱氨后的焦炉煤气进行脱硫。为了保证脱硫效果，本专利技术限定所述脱硫温度为30-50℃。本专利技术所述的用于焦炉煤气的联合脱氨脱硫工艺中的优点在于：（1）本专利技术所述的用于焦炉煤气的联合脱氨脱硫工艺，利用硫酸亚铁溶液对焦炉煤气进行脱氨，再利用羟基氧化铁作为脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫，再对焦炉煤气与硫酸亚铁溶液反应生成的含有硫酸铵与绿锈的溶液进行氧化，氧化生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺，包括：（1）将焦炉煤气与硫酸亚铁溶液进行反应脱除所述焦炉煤气中的氨，控制反应过程中温度为20?40℃，溶液pH值为5?9，反应生成含有硫酸铵与绿锈的溶液；（2）对步骤（1）中生成的含有硫酸铵与绿锈的溶液进行过滤，对过滤得到的绿锈进行氧化生成羟基氧化铁；（3）将氧化得到的羟基氧化铁用作脱硫剂对经步骤（1）脱氨后的焦炉煤气进行脱硫。

【技术特征摘要】
1.一种用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺，包括：(1)将焦炉煤气与硫酸亚铁溶液进行反应脱除所述焦炉煤气中的氨，控制反应过程中温度为20-40℃，溶液pH值为5-9，反应生成含有硫酸铵与绿锈的溶液；(2)对步骤(1)中生成的含有硫酸铵与绿锈的溶液进行过滤，对过滤得到的绿锈进行氧化生成羟基氧化铁；(3)将氧化得到的羟基氧化铁用作脱硫剂对经步骤(1)脱氨后的焦炉煤气进行脱硫；所述步骤(1)中硫酸亚铁溶液的浓度为0.8mol/L-1.3mol/L，所述焦炉煤气与所述硫酸亚铁溶液的液气比为1.0-2.0。2.根据权利要求1所述的用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，将过滤得到的绿锈与水混合配制成绿锈浓度为10-20wt％的浆液，向所述浆液中通入含氧气体对绿锈进行氧化。3.根据权利要求2所述的用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺，其特征在于，向每立方米所述浆液中通入含氧气体的速率以氧气计为0.2-1m3/h。4.根据权利要求2或3所述的用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，在温度为30-50℃，溶液pH值为6-8的条件下对绿锈进行氧化生成无定形羟基氧化铁。5.根据权利要求2或3所述的用于焦炉煤气脱氨、脱硫的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，在温度为60-90℃，溶液pH值为2-4的条件下对绿锈进行氧化生成α-羟基氧化铁。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：林科，刘振义，王立贤，
申请(专利权)人：北京三聚环保新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：