1技术背景
高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体。它的大致成分为二氧化碳6-12%、一氧化碳28-33%、氢气1-4%、氮气55-60%、烃类0.2-0.5%及少量的硫化物。它的含尘浓度10-50克/立方米(标况)，产尘量平均为50kg/t(生铁)-75kg/t(生铁)。粉尘粒径在500μm以下，主要是铁、氧化亚铁、氧化铝、氧化硅、氧化镁和焦炭粉末。高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关，现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺，采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗，但是其所产的高炉煤气热值更低，收益利用起来难度更大。

高炉煤气作为钢铁行业主要副产物之一，通常条件下，除高炉热风炉自身使用外，还有大量富余，如不能回收利用则只能放空排放，造成能源浪费和环境污染。为了充分利用富余的高炉煤气，一般情况是在燃煤动力锅炉中掺烧一部分或供小型混合煤气锅炉混烧，回收量都不是很大。
近年来，随着钢厂节能减排和循环经济的大力发展，以及国家环保政策的不断加强，以前的那种末端治理越来越不适应新形势下的环保要求，因此，钢厂必须从源头上进行治理。如唐山等地环保局提出了高炉煤气前脱H₂S后再清洁利用，明确硫化物的治理方向。

在此背景下，做为国内脱硫化氢行业的知名企业，我公司联合华北理工大学等高校及相关研究单位，对高炉煤气脱硫进行重点攻关和研究，开发了针对高炉煤气脱硫的工艺路线。

2高炉煤气组分
高炉煤气的主要成分为：CO、CO₂、N₂、H₂、CH₄ 等，其中可燃成分 CO 含量约占 25%左右，H₂、CH₄的含量很少，CO₂、N₂的含量分别占 15%，55 %，热值仅为 3500kJ/m³左右。其典型组成如下表：
高炉气典型组成

主要组分	CO	CO₂	H₂	CH₄	N₂	硫化物
体积百分含量 /%	22～27	13～19	1～4	0.2～0.4	54～58	微量

高炉煤气中硫形态主要以H₂S、COS为主，并有微量CS₂。
高炉气硫形态分布

主要组分	H₂S	COS	CS₂
含量mg/Nm³	300～500	200～300	微量

3工艺路线思路
高炉煤气虽然H2S含量并不高，但其中含有一定量的COS等有机硫，而且这些有机硫在各种脱硫工艺中并不能完全或者大部分除去，因此，对于高炉煤气的脱硫，首先要进行有机硫的水解，把有机硫水解为硫化氢后，再通过脱硫设备予以全部脱除。
4 有机硫水解
4.1工艺描述
高炉煤气经两级除尘后，进入脱硫系统。160℃左右的高炉煤气先经过微型降温塔把高炉煤气降至120℃，再经换热器与分水后的气体换热降温，降温后的气体再经冷却器冷却至40℃，冷却后的气体经分离器分水，分水后的气体再与喷水冷却后的气体换热，将气体温度提至70℃，提温后的气体进入水解塔，水解采用常温有机硫水解催化剂，气体自下而上进入水解塔，将原料气中的COS水解转化为易于脱除的H2S，水解后的气体经降温至40℃后去后工段脱硫工段。
4.2工艺流程

4.3反应方程式
水解反应如下：

4.4技术特点
（1）有机硫水解率高。因为进口高炉煤气中无机硫和有机硫含量都较低，常规的水解催化剂在大量的硫化氢未脱除之前，有机硫的转化率达到90%是很困难的。有些厂家生产的水解催化剂所说的COS的转化率95%应用现场很少。而我公司与合作单位联合开发的LYS-03常温有机硫水解催化剂，可以在高炉煤气中硫化氢含量不大于1000mg/Nm3情况下，仍可以达到90%以上的水解效率。这是本技术的最大亮点。
（2）绿源环保WJT降温塔的使用。水解催化剂要在一定的温度条件下使用。而高炉煤气一般温度都较高，如果采用常规的降温塔，不仅设备投资大，流程长，而且需要的冷却水量也较多。本设计采用我公司的专利产品——WJT降温塔来解决这个问题。WJT降温塔是我公司的专利技术，具有投资少、占地小、运行费用低、效率高等显著特点。

5硫化氢的脱除
  高炉煤气经水解，煤气中的有机硫绝大部分转化为硫化氢后，进入湿法脱硫装置。湿法脱硫采用湿式氧化法脱硫，以络合铁为催化剂，该技术具有硫化氢脱除精度高，一般低于5ppm,同时不产生副盐，大大降低了环保难题。

5.1络合铁脱硫的技术优势
络合铁法脱硫技术是一种以络合铁为催化剂的湿式氧化脱除硫化氢的方法，其特点是直接将H2S转变成元素S，吸收H2S以后的含量小于5ppm，是一种工艺简单、工作硫容高且环保无毒的新型脱硫技术，克服了传统脱硫工艺硫容量低、脱硫工艺复杂、副盐生成率高、环境污染严重等弊端，硫磺回收装置尾气可使硫磺回收率达到99.9%以上。
络合铁脱硫技术是具有自主知识产权的络合铁脱硫化氢成套技术，相对于其它络合铁脱硫技术，具有硫容量高、可橇装化、脱硫成本低、节能、运行稳定性高、投资低、对COS、硫醇有机硫脱除率高等优点。
5.2 络合铁脱硫技术原理
络合铁法脱硫技术是一种以络合铁为催化剂的湿式氧化脱除硫化氢的方法，其特点是直接将气体中的H2S转变成元素S，吸收后气体中H2S的含量小于5ppm，是一种工艺简单、工作硫容高且环保无毒的新型脱硫技术，克服了传统脱硫工艺硫容量低、脱硫工艺复杂、副盐生成率高、环境污染严重等弊端，硫磺回收率达到99.9%以上。
络合铁脱硫工艺为脱除硫化氢提供了一种恒温、低成本的运行方法。其化学反应原理是利用空气中的氧气氧化气相中的硫化氢，使硫化氢被氧化为单质硫。其化学反应方程式如式(1)：
H2S + 1/2O2 → H2O + S                        （1）
5.3工艺介绍部分

从界区外来的含硫化氢气体由下至上经一级反应器与贫液泵打来的贫液逆向接触，预脱硫后再经二级反应器脱除剩余硫化氢，分离液滴后的气体从二级反应器上部出装置。两级反应器底部溶液中的三价铁吸收沼气中硫化氢变成二价铁，溶液变成含硫富液自压进入再生槽, 与氧化风机鼓入的空气进行氧化。富液中的二价铁经再生风机鼓入的氧气氧化后变成三价铁的贫液，同时，再生槽中的单质硫经各个隔室逐层长大后和贫液一起经浆液输送泵输送到沉降槽，硫磺颗粒因为重量沉积到沉降槽锥体底部，上层分离了硫磺的贫液经贫液泵输送到两级反应器喷淋进行脱硫。底部硫磺浆经硫磺浆泵一路送到沉降槽底部进行循环扰动，防止堵塞，当硫磺含量达到15%左右后，另一路打开进入板框压滤机进行固液分离，液体回收至系统，硫膏可进行销售。

6结语

我国是世界头号钢铁生产大国，高炉气产生量巨大，近年虽然回收利用有了较大进步，但目前放散量每年仍高达 500 亿立方米，且回收的高炉气主要用作燃料和发电等效益相对较低的用途。因此，加强高炉气的综合回收利用，提高高炉气的利用效益，具有重要意义。

7企业简介

唐山绿源环保科技有限公司是河北省煤气发生炉及煤气、沼气脱硫设备专业生产厂家，也是唐山市少有的拥有自己加工制造能力的实体企业。我公司是围绕环保设备设计研发，以煤气发生炉、燃烧器及煤气、沼气脱硫站为主集工程设计、设备制造及售后服务为一体的科技型企业。公司拥有一批从事化工、机械的优秀人才，聘请全国工业煤气和沼气工程专业的权威专家担任技术顾问，与煤炭科学研究总院、中科院过程所、华北理工大学、唐山学院等各大院校及科研院所密切合作，掌握着常压固定床煤气发生系统及煤气和沼气脱硫系统的先进技术，合作开发了新型单出口节煤型煤气发生炉、煤气和沼气脱硫技术的新工艺、新技术与新装备，并已大量应用在全国众多项目现场，得到了广大用户的一致好评，并被河北省科委授予河北省科技企业和河北省高新技术企业称号。
绿源环保公司可承担不同规模的单段式、双段式、干馏双段式、褐煤气化专用煤气发生站及干法、湿法煤气和沼气脱硫站的项目咨询、工艺设计、装备制造、工程建设、人员培训和售后服务等“一站式” 服务。绿源环保秉承“尊重自然、保护环境、勇敢担当”的核心价值观，践行 “科学管理、节能创新”的企业宗旨，注重利用先进技术为客户利益提供可靠保障，勇于担当社会责任。
我们只为客户提供行业内最先进最稳定成熟的工艺和设备，保证客户的利益最大化。

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