焦炉煤气HPF脱硫废液的产生及处置
- 格式:doc
- 大小:26.00 KB
- 文档页数:4
生产实践表明,高温炼焦时煤中的硫约有40%进入焦炉煤气中,主要以硫化氢的形式存在。
硫化氢是具有刺激性臭味的无色气体,它及其燃烧产物二氧化硫对人体均有毒性。
含有硫化氢的煤气在处理和输送过程中,会腐蚀设备和管道,使生成的铁锈中含有硫化亚铁及硫。
当拆开煤气管道检修时,遇到空气会自燃产生二氧化硫,并放出大量热,危害生产安全。
若用未脱硫的焦炉煤气作为合成原料气,会造成催化剂中毒。
若用于冶炼,将影响冶炼优质钢的质量。
1 脱硫方法根据脱硫剂物理形态不同,可将脱硫方法分为干法和湿法两类。
干法脱硫根据煤气用途不同可采用不同的脱硫剂,包括氢氧化铁法、活性炭法、氧化锌法等。
湿法脱硫是以碱性溶液(碳酸钠溶液或氨水)进行化学吸收,包括改良蒽醌二磺酸钠法(改良ADA法)、拷胶法、PDS 法、HPF法等。
湿法脱硫具有处理能力大、脱硫与脱硫剂再生均能连续进行、劳动强度小、在脱除硫化氢的同时也能脱除氰化氢等优点。
但湿式脱硫法也存在脱硫液循环使用及脱硫废液再利用的问题。
HPF法脱硫是利用焦炉煤气中的氨作吸收剂,加入对苯二酚-双环酞氰钴六磺酸铵-硫酸亚铁(HPF)复合型催化剂的湿式氧化脱硫法。
首先把煤气中的硫化氢等酸性组分转化为硫氢化铵等酸性铵盐,再经空气氧化转化为元素硫。
本文以氨为碱源的HPF法脱硫为例探讨脱硫液的处理及应用。
2 HPF法脱硫废液处理2.1 HPF法脱硫简介以氨为碱源的HPF法煤气脱硫的主要反应如下。
NH3+H2O → NH4OHH2S+ NH4OH → NH4HS+H2ONH4OH+HCN → NH4CN+H2ONH4OH+CO2 → NH4HCO3NH4HS+ NH4HCO3+(x-1)S→ (NH4)2S x+CO2+ H2ONH4CN+(NH4)2S x→ NH4SCN+(NH4)2S x-1NH4HS+1/2O2→ S↓+NH4OH(NH4)2S x+1/2O2+H2O → xS↓+2NH4OH2NH4HS+2 (NH4)2S2O3+H2O2(NH4)2S2O3+ O2→ 2(NH4)2SO4+2S↓ HPF法脱硫时需要加入催化剂,以促进反应的进行,使用的催化剂是由对苯二酚、双环太氰钴六磺酸铵(PDS)、硫酸亚铁组成的水溶液,其中还含有少量的ADA、硫酸锰、水杨酸等助催化剂。
焦炉煤气脱硫废液无害化处理技术焦炉煤气脱硫废液是由焦炉煤气经过脱硫处理后产生的一种废液,其中含有大量的硫酸等有害物质,如果不进行处理,会对环境造成较大的污染。
因此,开发一种有效的无害化处理技术显得尤为重要。
当前,常见的焦炉煤气脱硫废液处理方法主要包括:浓缩、净化、蒸发等。
浓缩法主要是通过蒸发废液中的水分,使得废液中的溶质浓度得到升高,从而达到减少体积和提高处理效率的目的。
净化法主要是通过一系列化学反应,使得废液中的有害物质发生化学变化,从而达到降低废液中有害物质浓度的目的。
蒸发法主要是通过将废液加热并蒸发水分,使得有害物质浓度得到升高,从而达到降低废液体积的目的。
然而,这些传统方法存在着一些缺点。
比如,浓缩法和蒸发法存在能源消耗大、操作复杂和废水体积小但成本大等问题。
净化法则存在化学反应路径复杂、反应过程不稳定等问题。
为了解决这些问题,人们开始尝试使用生物处理技术对焦炉煤气脱硫废液进行处理。
具体来说,就是将合适的生物体引入到焦炉煤气脱硫废液中,让其代谢废液中的有害物质,最终转化成无害的物质,并进行排放。
这种生物处理技术具有操作简单、处理效果好等优点,并且可以有效降低处理成本。
目前,生物处理技术已经被广泛应用于焦炉煤气脱硫废液的处理中。
具体来说,可以选用厌氧发酵、好氧发酵、微生物膜法等多种生物处理方式。
其中,微生物膜法是一种较为常见的处理方式,其主要是将废液通过一系列生物膜,使得废液中的有害物质在生物膜内逐渐降解,最终转化成无害物质。
此外,还可以将生物法与化学法、物理法等耦合使用,从而获得更好的处理效果。
总之,焦炉煤气脱硫废液的无害化处理是一个复杂且重要的问题。
人们在不断地研究和探索中,开发了多种不同的处理技术,其中生物处理技术正逐渐成为主流。
相信随着技术的不断发展和完善,我们将能够更好地解决这一问题,减少废液对环境的影响。
焦炉煤气HPF脱硫废液的产生及处置摘要:介绍了焦炉煤气的脱硫生产中脱硫废液的产生过程及危害,对目前存在的处理处置方法进行了分析和比较。
关键词:脱硫废液副盐一、焦炉煤气脱硫脱氰焦炉煤气是炼焦企业的主要副产品之一,含有大量化学产品。
随着煤化工产品线的延长,对焦炉煤气中化产品的回收利用也越来越广泛。
焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢对于回收化学产品可能造成很大的危害,必须予以脱除。
二、脱硫脱氰工艺介绍目前,国内外焦炉煤气脱硫、脱氰的技术已达几十种之多,其中HPF脱硫脱氰工艺得到了广泛的应用。
目前国内约有50家规模不等的焦化厂脱硫系统采用了HPF工艺。
1.HPF脱硫工艺原理HPF脱硫工艺利用蒸氨工段的氨水作吸收剂,加入PDS、对苯二酚等催化剂将煤气中的H2S、HCN等酸性气体转化为硫氢酸铵等盐类,从而使焦炉煤气得到净化。
脱硫过程中的主要反应为[1]:通过上述反应可以看出,煤气中的硫化氢和氰化氢经过吸收转化进入到脱硫液中,并在催化剂的作用下形成了硫氢化铵、硫化铵、硫氰酸铵等物质,煤气得到净化。
2.脱硫液再生伴随上述脱硫反应的进行,脱硫液中产生了大量的硫氢化铵、硫化铵、硫氰酸铵等,抑制了脱硫、脱氰反应的进行,造成脱硫效率降低。
为了保持较高的脱硫效率,同时实现对脱硫液循环使用,必须对脱硫液进行再生处理。
再生过程如下[1]:脱硫富液中的硫氢化铵、硫化铵、硫氰酸铵大部分在催化剂的作用下与氧气反应生产单质硫、二氧化碳和氨水。
其中单质硫以固体硫膏的形式得到去除,CO2经吹脱后逸出,氨水继续使用,脱硫反应的主要产物得到了去除。
三、脱硫废液的产生及危害1.脱硫废液的产生在脱硫液再生过程中,除了2.2所示的反应外,还存在如下副反应[1]:上述副反应产生的NH4SCN、(NH4)2S2O3和(NH4)2SO4(通常被称为副盐)在脱硫液中不断积累,达到一定浓度后,严重影响再生反应的进行,进而影响硫化氢和氰化氢的吸收。
生产实际表明,当脱硫液中副盐浓度增长到250g/L后,塔后硫化氢含量就会超过50mg/L。
焦炉煤气HPF脱硫工艺废液处理新技术焦炉煤气HPF脱硫工艺废液处理新技术焦炉煤气脱硫脱氰的工艺众多,近年来被国内行业广泛采用的是由我国自行开发的以氨为碱源的HPF法脱硫工艺。
该工艺中的HPF 催化剂(由对苯二酚、双核钛氰钴磺酸盐PDS、硫酸亚铁组成的醌钴铁类复合型催化剂)具有脱硫和再生全过程中催化活性高以及流动性好等优点,但在脱除煤气中的H2S和HCN时,将产生大的HPF工艺脱硫废液(以下简称脱硫废液),这种废液中主要包含SCN-、NH4+、S2-、S2O3-等离子。
脱硫废液的毒性虽然H2S和HCN要小,但是由于浓度很高,对环境依然能造成很严重的污染,也需进行相应的处理。
1、HPF脱硫工艺简介。
HPF脱硫工艺是以氨为碱源、HPF为催化剂的湿式液相催化氧化脱硫脱氰工艺。
与其他催化剂相比,HPF催化剂不仅对脱硫脱氰过程起催化作用,而且对再生过程也有催化作用,其工艺流程示意图见图1。
焦炉煤气经鼓风机加压后进入预冷塔被冷却至30-35℃后进入脱硫塔,塔内含冇HPF催化剂的脱硫液循环吸收H2S和HCN,同时也吸收氨,生成NH4SCN;脱硫液自塔底流出,经反应槽进入再生塔中,同时从再生塔底部鼓入空气,使脱硫液氧化再生,再生的脱硫液循环使用。
再生塔塔顶的硫磺泡沫则进入熔炉釜,生成硫磺产品,废液自再生系统中排出进入废液槽。
脱硫液进入再生塔之前,向液体中补充一定量的HPF催化剂,以保证再生过程的正常进行。
2、HPF脱硫工艺的优缺点分析。
2.1HPF脱硫工艺特点。
2.1.1HPF脱硫工艺不需要外加碱源,该工艺中碱源主要来源于自身的氨。
这一点优于需要外加碱源的工艺如ADA法、真空碳酸盐法、乙醇胺法等。
2.1.2HPF脱硫工艺简单、设备较少、操作维护也相对容易。
另外,催化剂HPF的活性较高、消耗量少、运行成本较低、综合经济效益较好。
2.1.3HPF法的脱硫脱氰效率较高,脱硫效率为98%左右,脱氰效率在80%左右,可达到行业要求。
焦炉煤气脱硫废液无害化处理技术【摘要】焦炉煤气脱硫废液是焦化过程中产生的一种有害废液,含有大量的硫化氢和其它有毒物质,对环境造成严重污染。
现有处理技术存在着局限性,无法彻底解决废液处理问题,需要寻求新的无害化处理技术。
本文主要介绍焦炉煤气脱硫废液的形成原因和现有处理技术的局限性,然后详细讨论无害化处理技术的原理和应用案例,同时对其技术优势进行分析。
结论部分包括焦炉煤气脱硫废液无害化处理技术的前景和技术发展趋势,最终对全文进行总结,强调该技术的重要性和必要性,为环境保护和可持续发展提供参考和指导。
【关键词】焦炉煤气脱硫废液、无害化处理技术、形成原因、现有处理技术、技术原理、案例、技术优势、前景、发展趋势、总结。
1. 引言1.1 背景介绍焦炉煤气脱硫废液无害化处理技术旨在解决焦化生产中产生的废水对环境带来的负面影响。
随着工业化进程的加快,焦化厂的数量和规模不断增加,使得焦炉煤气脱硫废液排放量也不断增加,废水中含有的有机物、重金属等有毒物质严重污染了地下水及周边环境,对人类健康和生态安全造成了严重威胁。
传统的处理技术往往采用化学物理方法,如中和、沉淀等,但存在着处理效率低、操作成本高、废液中间产物难以处理等问题。
开发一种高效、低成本且环保的焦炉煤气脱硫废液无害化处理技术显得尤为重要。
本文将对焦炉煤气脱硫废液的形成原因、现有处理技术的局限性以及无害化处理技术的原理和应用案例进行详细探讨,旨在为推动该领域的技术发展提供参考,并为我国环境保护事业做出积极贡献。
1.2 研究意义焦炉煤气脱硫废液无害化处理技术的研究意义在于解决焦化工业中废水处理所面临的问题,减少因废水排放而引发的环境污染和资源浪费,同时推动焦化工业向清洁生产和可持续发展的方向转变。
焦炉煤气脱硫废液是焦化过程中产生的一种废水,其中含有大量的硫化氢、氨氮等有害物质,直接排放会对周围环境和水体造成严重污染,危害生态平衡。
而目前现有处理技术在处理效率和成本方面存在局限性,无法完全达到环境保护的要求。
炼焦行业脱硫废液产生与利用处置摘要:炼焦行业每年产生大量高毒、高腐蚀性、难以被降解的脱硫废液,脱硫废液属于《国家危险废物名录》中的危险废物,含有大量可回收利用的无机盐,也可通过高温燃烧裂解氧化制取硫酸,提盐和制酸是脱硫废液污染防治的达标可行技术和先进技术。
阐述了脱硫废液产生节点和污染特征,分析了脱硫废液利用和处置的主要方式以及存在的问题,针对性的提出了脱硫废液掺煤炼焦、提盐和制酸综合利用的对策建议,可对脱硫废液进行精准管控从而防范环境风险,也对提高脱硫废液的综合利用率有一定的指导作用,还可促进钢铁和炼焦行业的健康发展。
关键词:炼焦行业;脱硫废液;产生;利用;处置1炼焦行业脱硫废液产生与利用处置现状1.1处理技术不成熟在炼焦行业的脱硫废液处理中,存在许多技术难题和技术瓶颈,其中最为突出的问题是处理技术不成熟。
当前,传统的处理方法主要包括化学沉淀法、中和沉淀法和活性炭吸附法等,这些方法虽然已经得到了广泛应用,但是在处理效率、质量和成本方面仍然存在很大的提升空间。
此外,由于脱硫废液的组成比较复杂,其成分之间的相互作用和反应机制也很复杂,因此传统的处理方法往往无法很好地满足废液处理的需求。
另外,随着国家环境保护政策的日益严格,炼焦行业对脱硫废液的处理要求也越来越高,传统的处理技术已经难以满足这种需求。
例如,新颁布的《大气污染防治法》要求企业要对废气进行治理,同时对废水的排放也提出了严格的要求。
这使得炼焦行业需要更加先进、高效、安全和环保的废液处理技术,以达到国家的环保标准。
因此,炼焦行业需要加强技术研发,探索新型的废液处理技术。
目前,国内外已经出现了许多新型的处理技术,例如膜分离技术、生物技术等,这些技术能够更好地满足废液处理的需求,同时也有助于提高处理效率和质量,降低处理成本,并且能够更好地保护环境。
因此,炼焦行业需要加大技术创新力度,积极推广和应用新型的处理技术,以实现废液的高效、安全和环保处理。
1.2资源利用率低炼焦行业的脱硫废液中含有大量的硫酸盐和氨氮等有机物质,这些有机物质具有较高的化学活性和营养价值,可以被利用。
焦炉煤气HPF脱硫废液的产生及处置
摘要:介绍了焦炉煤气的脱硫生产中脱硫废液的产生过程及危害,对目前存在的处理处置方法进行了分析和比较。
关键词:脱硫废液副盐
一、焦炉煤气脱硫脱氰
焦炉煤气是炼焦企业的主要副产品之一,含有大量化学产品。
随着煤化工产品线的延长,对焦炉煤气中化产品的回收利用也越来越广泛。
焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢对于回收化学产品可能造成很大的危害,必须予以脱除。
二、脱硫脱氰工艺介绍
目前,国内外焦炉煤气脱硫、脱氰的技术已达几十种之多,其中HPF脱硫脱氰工艺得到了广泛的应用。
目前国内约有50家规模不等的焦化厂脱硫系统采用了HPF工艺。
1.HPF脱硫工艺原理
HPF脱硫工艺利用蒸氨工段的氨水作吸收剂,加入PDS、对苯二酚等催化剂将煤气中的H2S、HCN等酸性气体转化为硫氢酸铵等盐类,从而使焦炉煤气得到净化。
脱硫过程中的主要反应为[1]:
通过上述反应可以看出,煤气中的硫化氢和氰化氢经过吸收转化进入到脱硫液中,并在催化剂的作用下形成了硫氢化铵、硫化铵、硫氰酸铵等物质,煤气得到净化。
2.脱硫液再生
伴随上述脱硫反应的进行,脱硫液中产生了大量的硫氢化铵、硫化铵、硫氰酸铵等,抑制了脱硫、脱氰反应的进行,造成脱硫效率降低。
为了保持较高的脱硫效率,同时实现对脱硫液循环使用,必须对脱硫液进行再生处理。
再生过程如下[1]:
脱硫富液中的硫氢化铵、硫化铵、硫氰酸铵大部分在催化剂的作用下与氧气反应生产单质硫、二氧化碳和氨水。
其中单质硫以固体硫膏的形式得到去除,CO2经吹脱后逸出,氨水继续使用,脱硫反应的主要产物得到了去除。
三、脱硫废液的产生及危害
1.脱硫废液的产生
在脱硫液再生过程中,除了2.2所示的反应外,还存在如下副反应[1]:
上述副反应产生的NH4SCN、(NH4)2S2O3和(NH4)2SO4(通常被称为副盐)在脱硫液中不断积累,达到一定浓度后,严重影响再生反应的进行,进而影响硫化氢和氰化氢的吸收。
生产实际表明,当脱硫液中副盐浓度增长到250g/L后,塔后硫化氢含量就会超过50mg/L。
因此必须将脱硫液排出一部分,同时补充新液,以降低脱硫液中副盐含量。
脱硫废液因此产生。
2.脱硫废液的组成及危害
脱硫废液中的主要成分是副反应产生的NH4SCN、(NH4)2S2O3和(NH4)2SO4等盐类。
一般脱硫废液中硫氰酸铵和硫代硫酸铵的含量在200g/L以上。
同时,由于催化剂的加入,脱硫废液还含有少量催化剂:对苯二酚(H)、PDS(双核酞菁钴磺酸盐)、硫酸亚铁(F)等。
此外,脱硫废液还含有多种金属离子、悬浮硫、焦油等物质。
上述物质都具有毒性,对动植物、水体都有很大的危害。
因此脱硫废液的必须妥善处置。
四、脱硫废液的处置
1.源头上控制,减少产生量
由于脱硫废液危害较大,因此必须首先从产生源头上加以控制,通过操作指标的优化,尽量减少副盐的产生,从而减少废液的排放。
通过生产实践发现应从脱硫液温度、pH值、悬浮硫含量、催化剂浓度以及再生空气量等指标的操作加以控制,以减少脱硫废液的产生。
2. 配煤处理
根据上述盐类高温易分解的性质,将脱硫废液配至炼焦煤中进行处理,各类铵盐在焦炉内热裂解,大部分盐最终分解为NH3、H2S、CO2和N2。
将脱硫废液配入炼焦煤中进行处理,方法简单,设备投资较少,很多小型焦化厂广泛采用,其原理是高温裂解。
掺脱硫废液后焦炭和煤气含硫量均有不同程度的提高。
曹玉兵等人研究发现[2],以2%掺液量计,焦炭含硫增加0.03%;煤气中H2S和NH3均有明显增加,增加量约为20%。
采用此种方法虽然不会造成NH4SCN的积累[2],但是会增加脱硫的负荷,对于一些设计处理能力偏小的设备形成很大压力。
蒋其荣等人[3]认为配入煤中的方法会造成配煤、捣固系统设备腐蚀。
个别岗位气味较重。
在实际应用过程中,由于降雨导致原料煤水分大,脱硫废液无法配入,因此多雨地区和雨季很难操作。
3.燃烧法
将脱硫废液送到燃烧装置进行燃烧,生成二氧化硫,再送去制酸工段制取硫酸。
在燃烧过程中大量的氨被烧掉,因此降低了氨的收率。
燃烧法的具体应用工艺有昆帕克斯(COMPACS)法制硫酸工艺[4]。
将脱硫废液送入昆帕克斯燃烧炉内进行焚烧,燃烧得到的炉气经过净化、转化、干燥和吸收等过程可以制取质量分数为98%的浓硫酸。
4.结晶分离
结晶分离处理是采用蒸发的方法将副盐以结晶的形式从脱硫废液中分离出来。
蒸发出来的蒸汽经冷凝后回配到脱硫系统中继续使用。
根据最终产物的不同,具体工艺也略有区别。
基本包括一步法和两步法。
一步法指对脱硫废液进行蒸发,得到混合盐。
两步法指对其中盐类进行分离,得到纯度较高的单种盐。
常见步骤为:废液→过滤→脱色→减压蒸发结晶→离心分离→降温结晶→离心分离。
五、处置方法的比较
从近几年国内外的文献和报道来看,各种处理方法均有其局限性,主要体现在工艺原理复杂,工程建设、运行费用高,处理率低等方面。
采用结晶分离方法处理脱硫废液,脱硫废液中的无机盐类大部分可被提取,得到具有较高附加值的化工产品,是目前脱硫废液处置的主要研究方向和发展趋势;尤其是提高各单种盐的纯度方面则更值得研究,如能达到商品级纯度,可以产生相当可观的效益,弥补建设和运行费用,对企业具有较大的吸引力。
处理后的废液可以回用于脱硫系统,减少外排,脱硫系统不需要补水。
因此,脱硫废液的结晶分离并回用的处理方法更值得研究和应用。
参考文献:
[1]何建平,朱占升. 炼焦化学产品回收与加工[M]. 北京:化学工业出版社,2005:118-124.
[2]曹玉兵,丁文波. 高温热裂解法处理氨法脱硫废液的探讨[J]. 煤气与热力,1998,3.
[3]蒋其荣,冯荣娟. 脱硫废液的处理[J]. 燃料与化工,2006 37(5).
[4]肖瑞华. 炼焦化学产品生产技术问答[M]. 北京:冶金工业出版社,2007:91-103.。