HPF法脱硫废液的处理方法-论文
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采用副盐提取工艺处理脱硫废液的新途径济源金马焦化陈战群陈雪强李锐锋一.前言:公司现年产焦炭155万吨,煤气脱硫采用HPF 法脱硫工艺,每天产脱硫废液约50t。
为处理这部分脱硫废液,我公司以前采用的方法是将脱硫废液送往1号煤塔,喷洒到炼焦配煤中,将脱硫液在高温下分解。
但是这种方法存在一定的问题:一是配煤水分增加,炼焦耗热量增加;二是焦炭和煤气中硫含量增加;三是在生产岗位气味较重,存在一定污染;四是废液对设备腐蚀较大;五是雨季脱硫废液处理困难。
二.研究途径、工艺流程:为有效地处理脱硫废液,适应循环经济发展要求和环境保护要求的需要,我公司根据自身条件,利用现有设施,采取副盐提取工艺来处理脱硫废液。
工艺由预热、过滤脱色、蒸发浓缩、冷却包装和尾气回收等工艺组成。
将脱硫废液用泵抽送至预热蒸馏釜,在预热蒸馏釜内通过烟囱废气和蒸汽预热后,通过浓浆过滤泵压滤机,将脱硫液中固体物质过滤后,用脱色泵打入活性炭脱色柱中,在一定压力下加热脱色后送入K 式搪瓷反应釜中匀速蒸发。
当反应釜中有部分晶体析出后,保温一段时间后热态放料,进入真空转鼓切片机,通过间接冷却,降低料液温度,使副盐结晶析出,通过切片后进入包装系统。
在预热、蒸发过程中产生的蒸汽,经冷却后形成的清液送回脱硫工段,作为配制脱硫液的补充水;在蒸发、预热、放料过程中产生的废气通过洗气排净塔洗涤后放空。
脱色柱中的活性炭定期进行更换,更换后的活性炭进入煤场掺入炼焦煤中后炼焦。
三.工艺特点:副盐提取工艺处理脱硫废液和传统的处理工艺相比,存在以下工艺特点:(1)采用副盐提取工艺,脱硫液中副盐作为样品采出,蒸汽经冷却后成为清液送回脱硫工段配制脱硫液,少量气体经洗净塔洗涤后排空,整个过程没有废渣、废水和废气等三废的产生。
(2)生产过程中没有利用高温高压的设备和装置,在处理过程中不产生设备爆炸的潜在危险;处理过程中没有易燃易爆的物料,所接触的NH4SCN、(NH4)2S2O3和(NH4)2SO4等三种物质在医学实验中属于微毒或无毒物质,不会对工人产生职业病的潜在危险。
焦化企业脱硫废液提盐工艺及其优化摘要:国内大部分采用HPF湿式氧化法对焦炉煤气脱硫的焦化厂对此脱硫液普遍采用喷洒在煤场,混入原料煤中重回焦炉。
这种消极的处理方法后果严重,主要表现在以下几个方面:①处理量十分有限,雨季无法实施;②对设备的腐蚀性强,恶化操作环境;③有价值的化工原料没有得到很好的利用;④引发次生污染。
随着国家日趋严苛的环保态势,采用往煤堆上进行喷洒脱硫液的处理方法已经被证明是不可行的。
本文提出脱硫废液资源化治理项目,进行脱硫废液的回收和利用,解决脱硫废液造成的环境污染问题,提升焦化企业的经济效益。
关键词:焦化企业;脱硫废液;提盐工艺;优化引言为了实现脱硫液资源回收和生态保护效应,本文重点探讨焦化企业脱硫废液提盐工艺及其优化举措,在脱硫废液处理工艺的最佳条件下加入适量调整剂,将(NH4)2S2O3转化为(NH4)2SO4产品,获得98%纯度的NH4SCN产品,并引入提盐新工艺,体现出成本低、分离产品纯度高、操作便捷、设备效率高的特性,顺应焦化企业清洁生产、环保发展的要求。
1、焦炉烟气特点(1)焦炉烟气温度较低,波动范围较大。
燃烧焦炉煤气适合布置SCR催化剂的区域的烟气温度一般在200~250℃,燃烧高炉煤气适合布置SCR催化剂的区域温度一般在180~200℃,低于常用电站锅炉SCR脱硝催化剂活性温度范围(300~400℃)。
(2)NOx含量较高,一般为500~1800mg/m3。
(3)SO2含量不高,一般在200~500mg/m3。
(4)焦炉烟囱必须始终处于热备状态。
焦炉烟气经过SO2、NOx、粉尘污染物脱除后必须回到烟囱排放至大气,热备温度一般为130℃,甚至更高。
(5)NH3逃逸控制难。
由于焦炉烟温较低,采用常规的SCR脱硝技术,NH3逃逸量将很难满足排放要求。
(6)焦化厂再建空间小。
针对焦炉烟气排放要求以及烟气特点,烟气治理一体化技术应运而生,该技术是在系统中同时实现脱硫、脱硝及除尘的技术,具有装置少、投资低,可减少废水、废物产生的特点。
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。
2019年第19卷第2期气体净化•25•焦炉煤气脱硫脱氧废液的综合利用姜洪远,蒋子琪,董斌,刘子初,王德明(天津市碳一有机合成工程设计有限公司,天津300910)摘要:介绍了脱硫废液的综合利用方法,回收的废液经过处理可以生产硫酸镀,并且再生了PDS催化剂:将煤气脱硫和脱氨T■艺相结合,保持脱硫系统运行稳定,具有较好的经济和环保效益。
关键词:焦炉煤气脱硫废液综合利用HPF法脱硫工艺以焦炉煤气中的氨为碱源,以对苯二酚、PDS、硫酸亚铁为复合催化剂进行脱硫脱氧,脱硫废液混入配煤中并在炼焦过程中高温分解,所生成的H2S又转入煤气中。
该工艺具有脱硫效率高,废液量少,投资省,消耗低的特点。
但在HPF脱硫工艺中,脱硫液在催化氧化、再生过程中会发生多种副反应而生成NH』SCN和(NH)SO 等副产物。
当脱硫液中这两种副盐含量过高时,会降低脱硫效率。
因此,控制脱硫液中副产物含量,减少脱硫废液排放,将脱硫废液综合利用,是HPF 脱硫工艺必须要解决的关键问题。
1脱硫废液处理目前国内对HPF工艺脱硫废液的处理方法主要有以下3种。
(1)直接将脱硫废液外排至配煤中,然后进入焦炉焚烧热解来处理脱硫废液。
但这种方法会给配煤系统带来环境问题,严重腐蚀设备,而且脱硫废液进入炼焦煤中会增加焦炭的含硫量,导致焦炭质量下降,还会增加能源消耗,加大后续焦炉煤气脱硫负荷。
(2)在煤气脱硫工艺后增加提盐设备。
将脱硫废液中的盐类提取出来,进行回收利用。
这种方法不仅可以减少脱硫废液的排放,还可以回收有价值的化工产品,具有一定的经济效益、环境效益和社会效益。
但提盐工艺设备投资、运行过于昂贵,投资回收较慢,回收的盐类纯度不高,经济价值低,社会需求有限。
因此开发一种工艺流程简单、设备投资较小、操作简单、运行费用低、见效快的综合利用工艺十分必要。
(3)外排废液制取硫酸工艺。
脱硫废液经蒸发浓缩喷入燃烧的煤气中,使含硫化合物在高温作用下裂解成单质硫,继续与氧燃烧生成二氧化硫,在钳催化剂下氧化生成三氧化硫,再吸收冷凝生产硫酸。