焦炉煤气脱硫脱氰(H2S and HCN removal from coke oven gas)是指焦炉煤气净化的重要工序之一。焦炉煤气中含有4-8g/m3硫化氢和0.5-2g/m3的氰化氢。二者都是有害杂质,既危害人体健康又腐蚀损坏设备。因此,世界各国都对燃料煤气中的硫化氢的含量作了限制,规定冶金工业用净煤气中的含量为1-2g/m3。民用城市煤气中的含量为20mg/m3,化工合成用煤气的含量为1-2mg/m3。煤气净化过程中脱出的硫化氢可以用来制造硫酸或硫磺。由干所用脱硫剂都含有碱性物质。因此在脱硫过程中也同时脱除了氰化氢。
焦炉煤气脱硫脱氰有干法和湿法两种工艺:干法工艺是英国于1809年发明的,起初是用消石灰为脱硫剂脱除煤气中的硫化氢,1948年改用
氢氧化铁作脱硫剂。这种脱硫方法,工艺和设备都比较简单,操作和维修也比较容易,有一些小厂仍在使用。但由于此法系间歇操作,占地面积大,脱硫剂的更换和再生工作的劳动强度大,现代化的大型焦化厂已改用湿法工艺。湿法工艺出现于20世纪20年代初。它分为吸收法脱硫脱氰和氧化法脱硫脱氰两种方法。使用的没备主要有脱硫塔、解吸塔、再生塔和湿式氧化反应塔等。
1938年该公司又用真空碳酸盐法取代了西博德法。该法仍用碳酸钠吸收煤气中硫化氢,但改用水蒸气真空蒸馏法再生脱硫液,所得酸性气体用于制造硫磺或硫酸,消除了对大气的污染。
40年代德国科林公司发明了氨水法利用净化过程的氨水代替碳酸钠吸收煤气中硫化氢。用水蒸气蒸馏再生脱硫液,所得酸性气体也用于制造硫磺或硫酸,该法降低了脱硫成本,时在欧洲被广泛采用。
在氧化法脱硫脱氰方面,20世纪20年代美国考伯斯公司使用碳酸钠溶液为脱硫剂,二氧化二砷为催化剂,脱除煤气中的硫,称为砷碱法。此法的脱硫液用空气氧化再生,硫化氢转化为元素硫而除去,脱硫效率高、但脱硫液中含有剧毒的二氧化二砷。针对这一严重缺点,50年代英国西北煤气局提出了以蒽醌二磺酸为催化剂的蒽醌二磺酸法,脱硫效果与砷碱法相同,但脱硫液无毒,从而取代了砷碱法并被推广。后又在脱硫液中增加了添加剂,以提高脱硫效率,称为改良蒽醌二磺酸法,被各国广泛采用。
50年代联邦德国开发了
对苯二酚法,以氨水作脱硫剂,对苯二酚为催化剂,脱除煤气中的硫,脱硫液用空气氧化再生,硫化氢转化为元素硫而除去。该法利用煤气中的氨代替碳酸钠,能降低脱硫成本。1958年日本大阪煤气公司研究成功苦味酸法。用氨水为脱硫剂,苦味酸为催化剂,进行煤气脱硫。脱硫液用空气氧化再生,硫化氢转化为元素硫而除去,脱硫废液用于制造硫酸。
60年代日本东京煤气公司开发了萘醌二磺酸法,用氨水为脱硫剂,萘醌二磺酸为催化剂,脱除煤气中的硫。脱硫液用空气氧化再生。硫化氢转化为元素硫保留于脱硫液中。脱硫废液采用
湿式氧化法制造硫酸铵母液。
60年代以前,焦炉煤气脱硫脱氰装置在煤气净化流程中有两种不同的位置,以氨水为脱硫剂的装置位于焦炉煤气回收氨之前,用碳酸钠溶液为脱硫剂的装置则位于焦炉煤气回收粗苯之后,这两种位置都能保证净煤气质量。但是对焦化厂内部的劳动卫生条件却有不同影响。位于回收氨之前有利于焦炉煤气终冷;位于回收粗苯之后则不利于焦炉煤气终冷,因为在直接水终冷法中,煤气中的氰化氢大量溶解于终冷水。并通过终冷水架向上空排放,污染焦化厂环境。