知識點4-5苦味酸法脫硫苦味酸法是一種濕式氧化脫硫脫氰并回收硫磺的高效脫硫脫氰法，由弗瑪克斯（FUMAKS）脫硫、洛達(dá)科斯（RHODACS）脫氰、昆帕克斯（COMPACS）制取硫酸三法結(jié)合，簡稱為FRC法。下面就這三種方法的基本原理及有關(guān)工藝做簡要介紹。知識點4-5苦味酸法脫硫

一、生產(chǎn)工藝原理（一）弗—洛法脫硫脫氰1．弗瑪克斯法脫硫基本原理弗瑪克斯脫硫法是應(yīng)用特殊催化劑——苦味酸的液相催化反應(yīng)來脫除煤氣中的硫化氫及氰化氫。此法的洗滌液是在濃度為2%～3%的碳酸鈉水溶液中，配以濃度為0.1%的苦味酸而制成的。在脫除焦?fàn)t煤氣中硫化氫時，利用煤氣中所含的氨作為堿源，比用碳酸鈉溶液的吸收速率快。弗瑪克斯脫硫法的裝置由吸收塔和再生塔組成。知識點4-5苦味酸法脫硫在利用氨的情況下，吸收塔中發(fā)生的吸收反應(yīng)為：

NH3+H2ONH4OHNH4OH+H2SNH4HS+H2ONH4OH+HCNNH4CN+H2O經(jīng)吸收反應(yīng)后的洗滌液送入再生塔，使之與空氣接觸，進(jìn)行NH4HS的氧化和催化劑的再生。再生后的洗滌液送回吸收塔頂進(jìn)行循環(huán)噴灑。知識點4-5苦味酸法脫硫再生塔內(nèi)的再生反應(yīng)為：

NH4HS+R·NO+H2ONH4OH+S↓+R·NHOHR·NHOH+1/2O2R·NO+H2O2NH4HS+2O2(NH4)2S2O3+H2ONH4HS的氧化反應(yīng)是快速反應(yīng)，由于煤氣中含有少量氧氣，在吸收塔內(nèi)也有NH4HS的氧化反應(yīng)發(fā)生。苦味酸氧化還原體硫化氫的化學(xué)反應(yīng)為：知識點4-5苦味酸法脫硫苦味酸在堿性條件下與硫化氫接觸反應(yīng)時，相對于羥基（-OH）來說，鄰位的兩個硝基（-NO2）中，只有一個被還原成亞硝基（-NO），然后變?yōu)榱u胺基。生成的羥胺基在有氧的作用下，又生成為原來的亞硝基化合物。這樣，就形成了一個氧化還原系統(tǒng)，溶液中的含硫化合物就連續(xù)地被氧化變成硫磺。一個硝基在上述反應(yīng)過程中，變成了胺基（-NH2），失去了還原的活性，最后，苦味酸變成了三胺基化合物而完全失去活性。在實際生產(chǎn)操作中，為補償失去活性的催化劑量，必須給系統(tǒng)補加苦味酸，一般補加量為10～20g/㎏硫磺。知識點4-5苦味酸法脫硫2．洛達(dá)科斯法脫氰基本原理

洛達(dá)科斯法是將含有氰化氫的焦?fàn)t煤氣用懸浮硫磺的堿性水溶液洗滌，使氰化氫以無毒的硫氰酸銨的形態(tài)固定下來被除去。反應(yīng)所需的硫磺由與弗瑪克法脫硫相結(jié)合而由系統(tǒng)內(nèi)自給。生成硫氰酸銨所需的氨來自焦?fàn)t煤氣?？梢姡?、洛二法結(jié)合，可將焦?fàn)t煤氣中的氨、硫化氫和氰化氫相互有效地利用起來實現(xiàn)脫硫脫氰。

洛達(dá)科斯法的化學(xué)反應(yīng)機理為：（1）多硫化銨的生成反應(yīng)2NH4OH+H2S+xS(NH4)2Sx+1+2H2O(NH4)2Sx+S(NH4)2Sx+1知識點4-5苦味酸法脫硫（2）吸收氰化氫的反應(yīng)

HCN+NH3NH4CN（3）硫氰酸銨的生成反應(yīng)(NH4)2Sx+1+NH4CNNH4SCN+(NH4)2Sx多硫化銨生成反應(yīng)較為緩慢，而氰化氫吸收反應(yīng)極快，但弗瑪克斯法生成的細(xì)顆粒硫磺，活性較高，因而也有利于多硫化銨的生成反應(yīng)。(NH4)2Sx+1分子式中的x值為1～4，x值越高則反應(yīng)活性越高，使硫氰酸銨的生成反應(yīng)速度越快。知識點4-5苦味酸法脫硫3．弗—洛法脫硫脫氰工藝流程弗—洛法脫硫脫氰的工藝流程如圖5-6所示。圖5-6弗—洛法脫硫脫氰工藝流程1—吸收塔；2—再生塔；3—泡沫分離器；4—緩沖槽；5—沉降離心機；6—漿液槽；7—濾液槽；8—濃縮塔；9—加熱器知識點4-5苦味酸法脫硫由圖5-6所示，煤氣經(jīng)終冷洗萘后的溫度降至35oC，由吸收塔1底部進(jìn)入吸收塔，塔內(nèi)填充聚丙烯填料，煤氣在塔內(nèi)與塔頂噴灑下來的再生洗滌液逆流接觸，經(jīng)脫除H2S及HCN后，煤氣自塔頂排出并送往硫銨工序，吸收塔操作壓力為14.7kPa。將吸收塔塔底流下來的洗滌液送入再生塔2，在再生塔底的多個預(yù)混噴嘴內(nèi)與再生用空氣預(yù)先混合，形成細(xì)小氣泡后一并送入再生塔。細(xì)氣泡與洗滌液在塔內(nèi)上升過程中，在觸媒苦味酸的作用下，洗滌液中的HS-被氧化成細(xì)粒元素硫而附著在氣泡表面，元素硫的粒度約為1～2μm。知識點4-5苦味酸法脫硫洗滌液經(jīng)再生后成為再生液，經(jīng)設(shè)置在再生塔內(nèi)部的泡沫分離器3分離出硫泡沫后，經(jīng)板式換熱器放出再生反應(yīng)熱后，送往吸收塔循環(huán)使用。分離出的硫泡沫上升至再生塔頂部，經(jīng)滿流口排至緩沖槽4。再生尾氣由再生塔頂排出并進(jìn)入吸收塔后煤氣管道中。緩沖槽底部設(shè)有攪拌器，以防硫磺沉積。用泵從緩沖槽中抽出的溶液分三路送出，一路去再生塔頂消泡；一路去緩沖槽頂消泡；再一路送往離心機分離元素硫。從臥式沉降離心機5分離出的硫餅集于漿液槽6中，濾液放入濾液槽7中。生產(chǎn)過程中需處理的廢液，用泵從濾液槽送往濃縮裝置濃縮后，與上述硫餅混合存入硫漿貯槽，由此送往昆帕科斯裝置制取硫酸。知識點4-5苦味酸法脫硫弗一洛法脫硫效率可達(dá)99.0%以上，吸收塔后H2S含量可降到20mg/m3，脫氰效率達(dá)98%，塔后HCN含量可降到0.1g/m，完全符合民用煤氣的要求。循環(huán)洗滌液的組成：游離氨7.8g/l；元素硫0.5g/l；NH4SCN200g/l；(NH4)2S2O3198g/l；密度1100㎏/m3；pH值8.8。二、昆帕科斯法制取硫酸由離心機分離出來的濾餅組成約為：元素硫44.5%；(NH4)2S2O310%；NH4SCN10%；游離氨0.4%；H2O35.1%。經(jīng)與濃縮廢液混合后，送往昆帕科斯法裝置制取硫酸的漿液組成為：元素硫12.2%；NH4SCN21.0%；(NH4)2S2O321.0%；游離氨0.1%；H2O55.7%；將此漿液在昆法裝置中進(jìn)行焚燒、爐氣凈化與冷卻、轉(zhuǎn)化、干燥及吸收等過程，可制得濃度為98%的濃硫酸。知識點4-5苦味酸法脫硫（一）昆帕科斯法制酸原理1.燃燒燃燒爐內(nèi)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為：

NH4SCN+3O21/2N2+CO2+SO2+2H2O(NH4)2S2O3+5/2O2N2+2SO2+4H2O4NH3+3O22N2+6H2OS+O2SO2主要副反應(yīng)為：2SO2+O22SO3知識點4-5苦味酸法脫硫

2.干吸反應(yīng)

SO3+H2OH2SO4除上述反應(yīng)外，由于爐氣中極少量的NOx易被濃硫酸吸收，當(dāng)用此酸生產(chǎn)硫銨時，會導(dǎo)致煤氣中生成膠狀物（煤氣膠一NOx與煤氣中丁二烯、苯已烯等聚合成的復(fù)雜化合物）造成儀表、噴嘴等堵塞。因此，在產(chǎn)品硫酸中需加入少量NH2SO3H將NOx除去，其化學(xué)反應(yīng)為：

NH2SO3H+NO－N2+HSO－+H2O3.轉(zhuǎn)化反應(yīng)2SO2+O22SO3知識點4-5苦味酸法脫硫（二）昆帕科斯法制取硫酸工藝簡介從脫硫裝置來的混有硫磺的濃縮漿液，經(jīng)套管預(yù)熱至60～70oC，然后送入燃燒爐進(jìn)行噴霧燃燒（用表壓588kPa空氣），漿液燃燒生成二氧化硫，因漿液含有較多水分，必須用焦?fàn)t煤氣作為助燃劑。燃燒爐分為兩段燃燒，一段控制空氣過剩系數(shù)=0.9～1.0（處于還原氣氛），全爐控制在=1.2～1.4。兩段燃燒的目的在于控制燃燒后NOx及SO3的生成量，燃燒生成氣中要求NOx含量小于100ml/m3，SO3含量小于0.2%（體積百分率），以免在以后硫酸制備中，在吸收塔內(nèi)產(chǎn)生HNO3，影響硫酸質(zhì)量，同時也能防止設(shè)備腐蝕。知識點4-5苦味酸法脫硫燃燒爐內(nèi)溫度控制在1100～1200oC。燃燒爐出口的混合氣體溫度約為1150oC，先流經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，使溫度降至400～500oC。同時產(chǎn)生約2942kPa的蒸汽，該蒸汽可用于燃燒空氣的加熱，并且減壓后還可用于漿液等的預(yù)熱。出廢熱鍋爐的400～500oC的二氧化硫混合氣體，先經(jīng)空心洗滌塔用循環(huán)液噴灑除塵、冷卻至75～80oC，然后進(jìn)入氣體冷卻器，分別用循環(huán)水和低溫水冷卻至30oC左右，以盡量除去混合氣體中的水分。經(jīng)冷卻器后的混合氣體中仍含有大量酸霧，需送往電除塵器將其除去。在此過程中產(chǎn)生濃度約為2.5%的稀硫酸，可用于全廠生產(chǎn)中酸度的調(diào)整。除去酸霧后的二氧化硫混合氣體送入干燥塔，用40～45oC的95%的濃硫酸循環(huán)吸收氣體中的水分。經(jīng)干燥后的二氧化硫混合氣體由鼓風(fēng)機加壓送往濕式催化制取硫酸裝置，可生產(chǎn)出濃度為98%的濃硫酸，其產(chǎn)量可基本滿足本廠生產(chǎn)硫銨需量的一半左右。知識點4-5苦味酸法脫硫

三、工藝技術(shù)操作控制指標(biāo)當(dāng)煤氣處理量大于35000m3/h時：吸收塔入口煤氣含H2S>6.0g/m3

吸收塔入口煤氣含NH3>8.0g/m3

吸收塔出口煤氣含H2S<0.02g/m3

吸收塔出口煤氣含NH3>5g/m3

排氣中SO3含量<20×10-6（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）廢液外排濃度COD值<30mg/1

苦味酸消耗量(100%)25g/kgH2S

苦味酸濃度0.1%知識點4-5苦味酸法脫硫

四、FRC法的脫硫脫氰的工藝特點1.脫硫脫氰效率高，脫硫效率可達(dá)99%以上，脫氰效率可達(dá)9