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对焦炉煤气氨法脱硫工艺的思考

发布时间:2020/10/14 | 关注:89

焦炉煤气湿式催化氧化脱硫按吸收剂分有钠法(后置脱硫工艺)和氨法(前置脱硫工艺),氨法有《半负压》和《正压》脱硫工艺流程,山东济钢焦化厂采用半负压脱硫装置,该装置设在电捕焦油器后,煤气鼓风机前,半负压脱硫工艺流程具有煤气温度梯度变化合理,工艺节能降耗、清洁生产效果明显,由于吸收温度适宜,符合氨法脱硫低温化原理,运行实践得出脱硫液中含挥发氨较正压脱硫有大幅度提高(正压脱硫补氨除外),这有利于提高脱硫效率。目前国内大多数焦化企业都采用正压脱硫工艺流程,其脱硫装置设在煤气鼓风机后,硫铵装置前。焦炉煤气湿式催化氧化氨法(前置)脱硫是以煤气中自有的氨为碱源,具有运行成本低、且在煤气净化工艺全流程的硫铵工序、煤气终冷和洗脱苯工序前将煤气中含硫化氢和氰化氢等腐蚀性有害物先行脱除,可大大减缓煤气终冷和洗脱苯等生产工艺设备腐蚀和减少生产污水中含氰化物,降低生化污水处理费用等诸多优势,因而在国内焦化企业的焦炉煤气湿法脱硫中获得普遍应用。

焦炉煤气用作工业炉窑(如炼焦炉、陶瓷窑等)加热燃料,在燃烧过程中,所含的硫化氢、有机硫(如二硫化碳、噻吩、羰基硫和甲硫醇等)和氰化氢会生成二氧化硫和氮氧化物等有害污染物气体,经炉窑烟囱排放污染大气环境。国内部分省、市、自冶区地标《炼焦化学工业大气污染物超低排放标准》规定焦炉烟囱超低排放限值二氧化硫30mg/立方米(烟气中含氧量8%  );氮氧化物130mg/立方米(烟气中含氧量8%),国标《炼焦化学工业大气污染物排放标准》规定焦炉烟囱特别排放限值二氧化硫30mg/立方米;氮氧化物150mg/立方米。

焦炉煤气中含硫化物量主要取决于炼焦配合入炉煤中含全硫量,在焦炉炼焦生产过程中,配合入炉煤中全硫含量约有20~30%转移到焦炉荒煤气中,焦炉煤气中的硫化物占有90%以上为硫化氢,焦炉荒煤气中硫化氢含量一般波动在4~11g/立方米,当炼焦配合入炉煤全硫质量含量达1.0%时,则焦炉荒煤气中硫化氢含量约为10g/立方米左右。焦炉煤气中HCN含量取决于炼焦配合入炉煤中氮含量和炼焦炭化温度,一般为1~2.5g/立方米。

经净化脱硫后的焦炉煤气供作城市民用时国家行业标准(GB/T13662一2006)规定硫化氢质量含量为20mg/立方米;焦炉煤气供作工业炉窑(如焦炉等)加热用燃料无专门的国家标准或国家行业标准或地方标准。国家发改委、工信部历次公告的《焦化行业准入条件》规定工业炉窑(如焦炉等)用焦炉煤气脱硫后的硫化氢质量浓度应≤250~300毫克/立方米,国家工信部于2020年6月11曰公告并实施的最新《焦化行业规范条件》提出焦化生产企业主要产品质量须符合国家、行业或地方标准,对焦炉煤气经脱硫后硫化氢质量含量末提出具体规定指标,同时废止了2014年3月3曰公布的《焦化行业准入条件(2014年修订)》。原国家环保总局(现生态环境部)颁布的HJ/T126一2003《清洁生产标准   炼焦行业》规定,焦炉煤气必须全部进行脱硫,用作工业燃料(如焦炉加热用)的焦炉煤气硫化氢质量浓度应≤200mg/立方米(一级)。中国炼焦行业协会于2020年8月20发布,2020年8月21日实施的团体标准《焦化示范企业评价规范》规定,焦炉煤气经脱硫脱氰工艺处理后,要求脱硫塔后煤气中含硫化氢≤20mg/立方米,合格率≥98% ,目前国内部分焦化企业以氨作碱源脱硫塔后的焦炉煤气中含硫化氢质量浓度难以稳定达到最新实施的《团体标准》的规定指标要求。因此,笔者将对焦炉煤气氨法脱硫工艺的点滴思考作如下介绍,与同仁交流。

目前国内有部分焦化企业焦炉煤气脱硫效率较低,脱硫塔后煤气中含硫化氢一般在300~800mg/立方米。脱硫效率较低的主要原因有焦炉煤气中的氨硫比数值偏小;脱硫液中含挥发氨低,碱度偏小;脱硫煤气和脱硫液温度高,没有达到脱硫过程低温化要求;脱硫工艺设备设计能力与实际处理的焦炉煤气量偏小;脱硫循环液中含盐量偏高等。

如何提高脱硫效率,实现达到中国炼焦行业协会颁布的《团体标准》脱硫塔后焦炉煤气含硫化氢≤20mg/立方米的规定指标值,还未达标的焦化企业可结合自身实际情况选用如下技改措施。

(1)国内大多数焦化企业焦炉煤气氨法脱硫的预冷塔均采用直接式,应结合本企业实际,改为两段横管式煤气预冷塔,上段(一段)用循环水冷却,下段(二段)用制冷低温水冷却,并在二段增设喷洒低温浓氨水向焦炉煤气补充氨,以达到提高焦炉煤气中氨硫比和实现脱硫过程低温化的要求,做到大幅度的提高脱硫液中挥发氨和碱度的目的;

(2)焦化企业可考虑在已有配套的焦炉煤气脱硫设施的基础上,增设一塔式脱硫塔的二级脱硫装置,根据实际情况,采用氨法或钠法脱硫工艺,以实现达到《团体标准》;

(3)与150万吨及以上焦炭生产规模相配套焦炉煤气脱硫设施可选用配套制酸装置,以解决脱硫液中盐不好处理和低质量硫磺难销售问题;

(4)与100万吨左右的焦炭生产规模相配套焦炉煤气脱硫装置可依据本焦化企业实际,选用新型络合铁脱硫催化剂,以大幅度提高脱硫效率,达到《团体标准》规定的焦炉煤气脱硫塔后煤气中含硫化氢≤20mg/立方米的指标。

来源:煤焦化


 
 
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