甘长海（天津市第二煤气厂，天津300251）
天津市第二煤气厂的焦炉煤气脱硫原设计为FR法煤气脱硫，以煤气中的氨为碱源，以苦味酸为催化剂。冷凝鼓风工序来的煤气分别进入吸收塔A、B，两塔出来的煤气集合后送往硫铵工段。在吸收塔内，煤气自下向上与塔顶喷淋的苦味酸水溶液逆向接触，吸收煤气中的H2S、HCN，反应机理为：
NH4OH+H2S→NH4HS+H2O
NH4OH+HCN→NH4CN+H2O
吸收后的液体由污液循环泵送到再生塔底部与空压机压送的空气混合后进入再生塔，在苦味酸催化剂的作用下进行氧化还原反应。
NH4HS+RNO+H2O→NH4OH+S+R.NHOH
R.NHOH+1/2O2→R.NO+H2O
NH3+H2S+XS→(NH4)2Sx-1
(NH4)2Sx-1+NH4CN→(NH4)2Sx+NH4SCN
再生后的硫化物泡沫通过再生塔的溢流管流入缓冲槽，再生后的新液用脱硫循环泵打入吸收塔顶部。缓冲槽的液体用缓冲泵一部分送再生塔消泡，一部分送离心机离心分离，分离出的浆液装袋，滤液进入滤液槽，由滤液泵打入缓冲槽，当系统副盐浓度达200g/L时，打入TK105槽存放。
1 存在问题
采用苦味酸作为催化剂脱硫效果良好，但由于苦味酸属危险化学品，易燃易爆，在运输、储存、投料及相关设备的检修过程中危险性较大，给操作增加了一定的麻烦和困难。而且对煤气中焦油及尘含量的要求较高，焦油及尘含量的波动对其操作影响大，因而对电捕焦油器的效率要求较高。另外，副盐浓度增长迅速，平均2个月左右即可增至200g/L，需排液降低浓度。因此需要寻找脱硫效率高、副盐浓度增长慢的催化剂替代苦味酸。
2 ZL催化剂的应用
2.1 ZL催化剂的选用
经过调研，我们决定选用ZL脱硫催化剂作为苦味酸的替代品。选用的依据主要是基于ZL催化剂的以下特点：可在碱性溶液中将溶解的O2吸附活化，形成高活性大离子；当遇到H2S等含硫化合物时，将其吸附到高活性的大离子微观表面，使H2S等含硫化合物中的硫氧化成单质硫或多硫化合物；单质硫或多硫化合物从ZL表面解吸而离去；ZL经重新获得氧而再生。另外，在ZL催化剂的作用下，NH4SCN还可以发生如下转化反应：
在氧化再生时ZL将HS-催化氧化
HS-+1/2O2—ZL→OH-+S
由此看出，在脱硫工艺中应用ZL催化剂，副反应能得到比较有效的控制，因而副盐增长缓慢。在同等工艺条件下，与其他催化剂相比，ZL催化剂还具有硫泡沫颗粒大、易分离、不堵塞设备的特点，且用量少、运行成本低。
表1 工艺参数
| 煤气温度/°C | 35 | 吸收液温度/°C | 35 |
| 循环液流量/m3.h-1 | 500 | 空气流量/m3.h-1 | 600 |
| 再生塔消泡量/m3.h-1 | 30 | 再生塔持气率/m3.h-1 | 10 |
| ZL浓度（吸收）/ppm | 10-20 | ZL浓度（再生）/ppm | 30-40 |
| ZL月消耗量/kg | 70 | 副盐浓度/g.L-1 | 小于200 |
2.2 ZL催化剂的使用
（1）调整及控制。我厂自2004年正式使用ZL催化剂以来，为装袋更方便，只对硫磺提取部分将离心机改为板框压滤机，主工艺未做任何改动，工艺参数除根据塔后H2S的参数对ZL投放量进行调整外，其他未做任何调整。各工艺控制参数见表1。
（2）使用效果。生产运行表明，使用ZL催化剂后，脱硫效率与使用苦味酸并无大的差异，但其他方面优势明显。首先是用量少，投放方便，解决了使用苦味酸在运输、储存、投放、检修等方面的风险。其次是副盐浓度增长速度显著放缓，由1-2个月左右放液1次变为3-4个月左右放液1次。特别是煤气中焦油及尘对其几乎没有影响，彻底解决了电捕焦油器操作使煤气中焦油及尘含量出现波动，导致脱硫系统操作紊乱的现象。仅催化剂消耗一项每年就可节省28万元。