5.11.1脫硫劑可選擇成型脫硫劑、也可選用藻鐵礦、鋼廠赤泥、鑄鐵屑或與鑄鐵屑有同樣性能的鐵屑。
藻鐵礦脫硫劑中活性氧化鐵含量宜大于15％。當(dāng)采用鑄鐵屑或鐵屑時(shí)，必須經(jīng)氧化處理。
配制脫硫劑用的疏松劑宜采用木屑。
5.11.2 常壓氧化鐵法脫硫設(shè)備可采用箱式或塔式。
5.11.3當(dāng)采用箱式常壓氧化鐵法時(shí)，其設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：
1 當(dāng)煤氣通過(guò)脫硫設(shè)備時(shí)，流速宜取7～11mm/s；當(dāng)進(jìn)口煤氣中硫化氫含量低于1.0g/m3時(shí)，其流速可適當(dāng)提高；
2 煤氣與脫硫劑的接觸時(shí)間，宜取130～200s；
3 每層脫硫劑的厚度，宜取0.3～0.8m；
4 氧化鐵法脫硫劑需用量不應(yīng)小于下式的計(jì)算值：
式中：V——每小時(shí)1000m3 煤氣所需脫硫劑的容積（m3）；
Cs——煤氣中硫化氫含量（體積分?jǐn)?shù)）；
f——新脫硫劑中活性氧化鐵含量，可取15％～18％；
ρ——新脫硫劑密度（t/m3）。當(dāng)采用藻鐵礦或鑄鐵屑脫硫劑時(shí)，可取0.8～0.9。
5 常壓氧化鐵法脫硫設(shè)備的操作設(shè)計(jì)溫度，可取25～35℃。每個(gè)脫硫設(shè)備應(yīng)設(shè)置蒸汽注入裝置。寒冷地區(qū)的脫硫設(shè)備，應(yīng)有保溫措施；
6 每組脫硫箱（或塔），宜設(shè)有一個(gè)備用。連通每個(gè)脫硫箱間的煤氣管道的布置，應(yīng)能依次向后輪環(huán)輸氣。
5.11.4脫硫箱宜采用高架式。
5.11.5箱式和塔式脫硫裝置，其脫硫劑的裝卸，應(yīng)采用機(jī)械設(shè)備。
5.11.6常壓氧化鐵法脫硫設(shè)備，應(yīng)設(shè)有煤氣安全泄壓裝置。
5.11.7常壓氧化鐵法脫硫工段應(yīng)設(shè)有配制和堆放脫硫劑的場(chǎng)地；場(chǎng)地應(yīng)采用混凝土地坪。
5.11.8脫硫劑采用箱內(nèi)再生時(shí)，摻空氣后煤氣中含氧量應(yīng)由煤氣中硫化氫含量確定。但出箱時(shí)煤氣中含氧量小于2％（體積分?jǐn)?shù)）。
條文說(shuō)明
5.11.1常壓氧化鐵法脫硫（下簡(jiǎn)稱干法脫硫）常用的脫硫劑有藻鐵礦（來(lái)自伊春、薊縣、懷柔等地）、氧化鑄鐵屑、鋼廠赤泥等等。
天然礦如藻鐵礦由于不同地區(qū)及礦井，其活性氧化鐵的含量是有差異的，脫硫效果不同，鋼廠赤泥也隨著不同的鋼廠其活性也有差異，再則脫硫工場(chǎng)與礦或鋼廠地理位置不同，有交通運(yùn)輸?shù)雀鞣N問(wèn)題。因此干法脫硫劑的選擇強(qiáng)調(diào)要根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，因地制宜選用。
氧化鑄鐵屑是較常用的脫硫劑，有的廠認(rèn)為氧化后的鋼屑也有較好的脫硫性能。氧化后的鑄鐵屑一般控制在Fe2O3/FeO大于1.5作為氧化合格的指標(biāo)。條文只原則的提出“當(dāng)采用鑄鐵屑或鐵屑時(shí)，必須經(jīng)過(guò)氧化處理”。
由于不同的脫硫劑或即使相同品種的脫硫劑產(chǎn)地不同，脫硫劑的品位也會(huì)有較大的差異。因此本條只原則規(guī)定脫硫劑中活性氧化鐵重量含量應(yīng)大于15％。
疏松劑可用木屑，小木塊、稻糠等等，由于考慮表面積的大小以及吸水性能，本條規(guī)定為“宜采用木屑”。
關(guān)于其他新型高效脫硫劑暫不列入規(guī)范。
5.11.2常壓氧化鐵法脫硫設(shè)備目前大多采用箱式脫硫設(shè)備。而箱式脫硫設(shè)備中又以鑄鐵箱比鋼板箱使用得多。目前國(guó)內(nèi)個(gè)別廠使用塔式脫硫設(shè)備，該設(shè)備在裝、卸脫硫劑時(shí)機(jī)械化程度較高脫硫效率較高，隨著新型、高效脫硫劑的使用，塔式脫硫設(shè)備正逐漸得到推廣。因此本條定為“可采用箱式和塔式兩種”。
5.11.3本條規(guī)定了采用箱式常壓氧化鐵法的設(shè)計(jì)要求。
1 煤氣通過(guò)干法脫硫箱的氣速，本條規(guī)定宜取7～11mm/s，參考了美國(guó)的數(shù)據(jù)“u＝7～16mm/s，英國(guó)的數(shù)據(jù)u＝7mm/s，日本的數(shù)據(jù)u＝6.6mm/s而定的。
當(dāng)處理的煤氣中硫化氫含量低于1g/m3時(shí)，如仍采用7～11mm/s就過(guò)于保守了，事實(shí)上無(wú)論國(guó)內(nèi)與國(guó)外的實(shí)踐證明，當(dāng)硫化氫含量較低時(shí)可以適當(dāng)提高流速而不影響脫硫效率，如日本的4個(gè)煤氣廠箱內(nèi)流速分別為16.2mm/s、28.6mm/s、37.7mm/s、47.4mm/s，上海楊樹浦煤氣廠箱內(nèi)流速為20.5mm/s（見表21）。
表21幾個(gè)進(jìn)箱硫化氫含量低的生產(chǎn)實(shí)況表
2 煤氣與脫硫劑的接觸時(shí)間，本規(guī)定為宜取130～200s，這是參考了國(guó)內(nèi)外一些廠的數(shù)據(jù)綜合的。如原蘇聯(lián)為130～200s，日本四個(gè)廠為106～200s，國(guó)內(nèi)一些廠最小的為45.5s，最多的為382s，一般為130～200s之間的脫硫效率都較高（見表22）。
表22 脫硫箱內(nèi)氣速和接觸時(shí)間實(shí)況表
注：① 使用天然活性鐵泥。
② 使用顏料廠的下腳鐵泥。其余各廠都使用人工氧化鐵脫硫劑。
3 每層脫硫劑厚度
日本《都市煤氣工業(yè)》介紹脫硫劑厚度為0.3～1.0m，但根據(jù)北京、鞍山、沈陽(yáng)、大連、丹東、上海等煤氣公司的實(shí)況，多數(shù)使用脫硫劑高度在0.4～0.7m之間，所以將這一指標(biāo)制定為“0.3～0.8m”之間。
4 干法脫硫劑量的計(jì)算公式
干法脫硫劑量的計(jì)算公式較多，可供參考的有如下四個(gè)公式：
1) 米特公式：
一組四個(gè)脫硫箱，每箱內(nèi)脫硫劑3'6"～4"，每個(gè)箱最小截面積是：
當(dāng)H2S量500～700格令/100立方英尺時(shí)為
0.5平方英尺/（1000立方英尺·d）
當(dāng)H2S量小于200格令/100立方英尺時(shí)為
0.4平方英尺/(1000立方英尺·d)
注：1格令/100立方英尺＝22.9mg/m3
2) 愛佛里公式
R＝25～30(箱式)
R＞30(塔式)
3)斯蒂爾公式：
式中 A——煤氣經(jīng)過(guò)一組串聯(lián)箱中任一箱內(nèi)截面積(平方英尺)；
G——需要脫硫的最大煤氣量(標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/時(shí))；
S——進(jìn)口煤氣中H2S含量的校正系數(shù)；
當(dāng)煤氣中H2S含量為4.5～23g/m3時(shí)S值為480～720；
D——氣體通過(guò)干箱組的氧化鐵脫硫劑總深度(英尺)；
C——系數(shù)，對(duì)2、3、4個(gè)箱時(shí)分別為4、8、10。
4)密爾本公式：
式中：V——每小時(shí)處理1000m3煤氣所需脫硫劑(m3)；
Cs——煤氣中H2S含量(體積％)；
f——新脫硫劑中活性三氧化二鐵重量含量(％)；
ρ——新脫硫劑的密度(t/m3)。
以上四個(gè)公式比較，米特和愛佛里公式較粗糙，而且不考慮煤氣中H2S含量的變化，故不宜推薦，斯蒂爾公式雖在S校正系數(shù)中考慮了H2S的變化，但S值僅是H2S在4.5～23g/m3間才適用，對(duì)干法脫硫箱常用的低H2S值時(shí)就不能適用了，經(jīng)過(guò)一系列公式演算和實(shí)際情況對(duì)照認(rèn)為密爾本公式較為適宜。按《焦?fàn)t氣及其他可燃?xì)怏w的脫硫》一書說(shuō)明，密爾本公式只適用于H2S含量小于0.8％體積比（相當(dāng)于12g/m3左右），這符合一般人工煤氣的范圍。
5 脫硫箱的設(shè)計(jì)溫度。根據(jù)一般資料介紹，干箱的煤氣出口溫度宜在28～30℃，溫度過(guò)低時(shí)將使硫化反應(yīng)速度緩慢，煤氣中的水分大量冷凝造成脫硫劑過(guò)濕，煤氣與氧化鐵接觸不良，脫硫效率明顯下降。這里規(guī)定了“25～35℃”的操作溫度，即說(shuō)明在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于寒冷地區(qū)的干箱需要考慮保溫。至于應(yīng)采取哪些保溫措施則需視具體情況決定，不作硬性規(guī)定。
規(guī)定“每個(gè)干箱宜設(shè)計(jì)蒸汽注入裝置”是在必要時(shí)可以增加脫硫劑的水分和保持脫硫反應(yīng)溫度，有利于提高和保持脫硫效率。
6 規(guī)定每組干法脫硫設(shè)備宜設(shè)置一個(gè)備用箱是從實(shí)際出發(fā)的，考慮到我國(guó)幅員遼闊，生產(chǎn)條件各不相同。干法脫硫劑的配制、再生的時(shí)間也各不相同，為保證順利生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)置備用箱，以做換箱時(shí)替代用。
條文中規(guī)定了連接每個(gè)脫硫箱間的煤氣管道的布置應(yīng)能依次向后輪換輸氣。向后輪換輸氣是指Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ→Ⅳ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ→Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ、Ⅱ→Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表干箱之號(hào))。
煤氣換向依次向后輪換輸氣之優(yōu)點(diǎn)：
1) 保證在第Ⅰ、Ⅱ箱內(nèi)保持足夠的反應(yīng)條件；
2) 煤氣將漸漸冷卻，由于后面箱中氧仍能發(fā)揮作用使硫化鐵能良好再生；
3) 可有效避免脫硫劑著火的危險(xiǎn)。
上海楊樹浦煤氣廠、北京751廠等均是向后輪換輸氣的，操作情況良好。
當(dāng)采用赤泥時(shí)，雖然赤泥干法脫硫劑具有含活性氧化鐵量較藻鐵礦高，通過(guò)脫硫劑的氣速可以較藻鐵礦大，與脫硫劑的接觸時(shí)間可以縮短以及通過(guò)脫硫劑的阻力降比藻鐵礦的小等優(yōu)點(diǎn)，但由于該脫硫劑在國(guó)內(nèi)使用的不少?gòu)S僅僅停留在能較好替換原藻鐵礦等，而該脫硫劑對(duì)一些生產(chǎn)參數(shù)尚需做進(jìn)一步的工作。本規(guī)定赤泥脫硫劑仍可按公式(5.11.3)設(shè)計(jì)。但由于其密度為0.3～0.5t/m3會(huì)造成計(jì)算后需用脫硫劑體積增加，這與實(shí)際情況有差異，因此在設(shè)計(jì)中可取脫硫劑厚度的上限、停留時(shí)間的下限從而提高箱內(nèi)氣速。
5.11.4干法脫硫箱有高架式、半地下式及地下式等形式。高架式便于脫硫劑的卸料也可用機(jī)械設(shè)備較半地下式及地下式均優(yōu)越。本條規(guī)定宜采用高架式。
5.11.5塔式的干法脫硫設(shè)備同樣宜用機(jī)械設(shè)備裝卸，從而減少勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工人勞動(dòng)環(huán)境。
5.11.6為安全生產(chǎn)，干法脫硫箱應(yīng)有安全泄壓裝置，其安裝位置為：
1 在箱前或箱后的煤氣管道上安裝水封筒；
2 在箱的頂蓋上設(shè)泄壓安全閥。
5.11.7干法脫硫工段應(yīng)有配制、堆放脫硫劑的場(chǎng)地。除此之外該場(chǎng)地還應(yīng)考慮脫硫劑再生時(shí)翻曬用的場(chǎng)地。一般該場(chǎng)地宜為干箱總面積的2～3倍。
5.11.8當(dāng)采用脫硫劑箱內(nèi)再生時(shí)，根據(jù)煤氣中硫化氫的含量來(lái)確定煤氣中氧的增加量，但從安全角度出發(fā)，一般出箱煤氣中含氧量不應(yīng)大于2％(體積分?jǐn)?shù))。
鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范
石油化工可燃?xì)怏w和有
