技术详细介绍
1．简介
气体净化（脱硫）工程主要应用在石油化学化工、海洋化学化工、煤化工、天然气化学化工、能源工业、大气污染治理等以及电子、陶瓷、冶金和农业沼气使用中。所开发的配套产品和工艺有各种成型（粉状）氧化铁脱硫剂，活性炭脱硫剂，氧化铝有机硫水解催化剂及其不同的串并联和夹心工艺，即可脱无机硫(H2S)又可脱有机硫（COS,CS2）；即可脱高浓度硫(总硫高达6g/Nm3可脱至20mg/Nm3以下)又可脱低浓度硫(总硫50mg/Nm3可脱至0.5ppm以下)；即可高温脱硫(温度350-600℃)又可低温脱硫(温度为常温-120℃)；即可脱氧化气氛中的硫(电厂和工业窑炉烟气)又可脱还原气氛中的硫(合成氨，甲醇，二甲醚等)；现以获得国家发明专利授权4项，受理1项，申报3项。获国家科学技术进步二等奖1项，山西省科学技术进步理论成果三等奖1项，获中国科学院科学技术进步特等奖1项。
2．应用领域
（1）深海石油和甲烷水合物的开采与利用
甲烷水合物目前仍处于探矿阶段，其生产过程不同于天然气，它需要甲烷水合物的分解，减压、加分解促进剂（如乙二醇，盐、海水等）以及净化，因为有可能一些甲烷水合物伴生一些高浓度H2S气体，为避免像重庆开县天然气井喷事故的发生，这方面的气体净化（脱硫）研究也必须尽早展开。
（2）化肥行业和甲醇工业
近年来，由于石油、煤、电等原材料价格上扬，一些化肥厂、联醇厂等纷纷改用或采用低价劣质煤、高硫煤造气，致使原料气中硫形态复杂，硫含量增高。这部分硫若不脱除，将导致合成氨触媒和铜基甲醇合成催化剂寿命大减等一系列严重后果。为此，厂家希望在碳化工序后增设常温精脱硫工序，使总硫含量降至0.5ppm以下，以保证合成氨与联醇催化剂使用寿命达一年以上。
（3）电子工业和玻璃行业和陶瓷工业
我国的许多彩色电子显象管厂，电脑显示屏厂，尤其是大屏幕彩色显象管由于煤气中硫化物脱除不干净致使铅玻璃劣化，彩色显象管质量下降。为此电子工业希望对使用的煤气进行精脱硫，以满足电子工业的新要求。
目前，我国多数玻璃行业和陶瓷厂均采用燃气烧制等，但由于常规的煤气脱硫技术不能将硫化物脱至5mg/Nm3以下，致使陶瓷表面光洁度和质量难于保障等问题。为此，进行高效节能精脱硫是这一行业面临的严重挑战和今后技改的方向。
（4）大型煤化工--化产品--发电企业发展面临的精脱硫要求
煤作为我国的主要能源和化工原料，在２１世纪仍不会动摇。但由于单纯发展煤化工污染大，浪费严重，因此必须走煤化工联产化产品和发电的综合利用工艺路线。这一点在山西、山东、陕西、内蒙、贵州等尤为突出。例如，将焦炉气联产甲醇或燃气发电，可有效地解决这一问题。一方面，甲醇是重要的化工原料，又是潜在的动力燃料和燃料掺烧剂。燃气发电效率高，投资省，建设快，对环境友好，可缓解电力紧张。但所有这些工艺过程都有赖于焦炉气精脱硫后才能可靠运行，这一行业对精脱硫技术有着光明前景和巨大的市场潜力。
（5）沼气和生物质气化利用
我国有丰富的农作物可用来产生沼气和进行生物质气化，由于其具有可再生性，这一气体能源已引起了很大的重视，但产生的沼气供居民和工业使用前必须脱硫。
（6）大气污染治理（烟气脱硫）
煤炭在我国的能源消费结构中占70%，其中发电用煤占31.5%。煤的大量燃烧，使全国大气呈煤烟型污染，特别是80年代以来,随着我国经济迅速发展,煤炭消耗量日益增加,SO2排放量不断增长,造成大气环境严重污染。据统计,1990年我国SO2排放量为1752万吨，1995年便增长到2370万吨。由于SO2的大量排放,造成生态环境破坏,酸雨现象严重。目前我国酸雨面积已占国土面积的40%,出现世界罕见的降水pH值低于4的情况。由于酸雨沉降对农业,林业和材料破坏所造成的经济损失每年高达2000多亿元（世界银行估计为5000亿元）。
根据我国可持续发展战略和《中国21世纪议程》，本世纪初，全国SO2的排放总量不得超过1995年的2370万吨。但就目前的烟气脱硫技术而言，其投资和运行费用居高难下，难以推广，导致尽管环保部门将逐年加大SO2排放的罚款力度，但却无法从根本上提供相关技术予以解决。所以削减SO2排放量,降低SO2排放浓度,防止SO2大气污染,立足国情,开发适应不同规模的烟气脱硫技术已成为当今及未来相当长时期内的主要任务。
（7）高温煤气热脱硫
整体煤气化联合循环(Integrated
Gasification Combined Cycle)发电技术，由于其潜在的对环境友好性、经济性及高效性，在世界范围内被广泛采用。煤气先高温燃烧，燃气推动燃气轮机发电，排气余热再发生蒸汽，推动蒸汽轮机发电。热力学效率可达45%以上。而常规火力发电，热力学效率仅有30～35%。就我国的国情而言，电力工业技术落后，平均供电效率只有29.7%，燃煤而引起的环境污染，特别是SOx和NOx基本未得到控制。因而低污染的洁净煤发电技术是我国发展电力工业的当务之急，也是治理和保护自然环境、造福子孙后代的百年大计。
煤气化产生的气体会不可避免地产生H2S、COS、CS2(其中90%为H2S)及HCl、HCN、NOx等组分。这些组分高温进入燃气轮机内，会腐蚀叶片，降低燃气轮机寿命，排放气也会污染环境，因而燃气轮机等工业应用中要求煤气中的硫含量低于30ppm。这就决定了煤气净化是IGCC技术中的关键所在。煤气脱硫可以采用湿法和干法进行。湿法脱硫虽技术较成熟，但需在常温下进行，会浪费煤气中的显热，而采用干法脱硫同常规湿法相比有以下特点：
1)可回收高温煤气中占总值10～20%的显热，可提高发电效率2%以上。
2)不必像湿法脱硫那样除去热煤气中的水汽及CO2，直接推动燃气轮机，增加了输出功率。
3)省去了煤气热交换装置，减少了设备投资，降低发电成本。
4)硫回收弹性大，可视市场供需情况，生产硫磺或硫酸。常规火电厂，燃煤中的硫份多作为废料排走。
5)煤气中焦油等杂质不因冷凝而堵塞系统。
综上所述，高温煤气干法脱硫技术是IGCC的关键环节，也是一种最为行之有效的净化工艺。
3．应用情况
开发的系列脱硫剂、水解催化剂在全国二十多个省市的150个化工、冶金、电子、陶瓷、金属加工等行业广泛应用。产品和技术不仅辐射到上海宝钢、首钢、大庆石油管理局等大型国有企业，而且出口美国、加拿大和韩国，累计为企业创造经济效益2亿多元，社会效益上百亿元。
胜利油田宁夏博宇焦铁集团焦炉气发电脱硫工程