真空碳酸钾脱硫工艺的优化研究

真空碳酸钾脱硫工艺的介绍

摘要：本文筒要介绍了马钢新区焦炉煤气净化系统的工艺流程、详细介绍了真空碳酸钾脱硫单元和克劳斯产元素单元的工艺流程、主要参数、主要设备及其工艺特点。

1 概述

马钢新区焦炉煤气净化系统是与2×70孔7.63m大容积焦炉（年产干全焦220万吨）相配套，煤气处理量为13万m3/h，采用的脱硫、脱氰、脱氨工艺为喷淋饱和器生产硫铵、真空碳酸钾脱硫、克劳斯生产元素硫工艺（简称真空碳酸钾工艺），下面对此工艺进行介绍。

2工艺流程

煤气净化工艺由冷凝鼓风、硫铵、终冷洗苯、脱硫、硫回收、粗苯蒸馏等单元组成，其工艺流程见图1，在此主要介绍脱硫单元和硫回收单元的工艺流程。

2.1 脱硫单元

脱硫单元的工艺流程见图2:

来自洗苯塔后的煤气先经过分离器除去从洗苯塔夹带的油滴，然后进入脱硫塔，煤气温度约在27℃，压力约为9kPa。脱硫塔下部填充聚丙烯鲍尔环填料，吸收剂是再生塔底来的贫液（K2CO3溶液），贫液在聚丙烯鲍尔环填料顶部喷洒，煤气自下而上与贫液逆流接触，煤气中的H2S、HCN、CO2等酸性气体被吸收，其主要反应为：

2KOH＋C02＝K2

CO3＋H2O

K2CO3＋H2S＝KHS＋KHCO3

K2CO3＋CO2＋H2O=2KHCO3

K2CO3＋2HCN=2KCN＋CO2＋H2O

为了进一步降低焦炉煤气中H2S含量,在脱硫塔上部增加了一个NaOH溶液洗涤段。在该洗涤段，将50% (wt.％）NaOH溶液用软水稀释到5％用来洗涤经K2CO3溶液喷淋后的焦炉煤气中的H2S,5％的NaOH溶液在NaOH溶液洗涤段使用后，送往蒸氨塔分解固定铵盐。脱硫后的净煤气去用户。

脱硫塔底得到的富液通过泵先送入碱液循环槽，再经富液／贫液换热器与再生塔底出来的热贫液换热后，由顶部进入再生塔再生，再生塔内装有聚丙烯鲍尔环填料，再生塔在真空低温下运行，富液在塔底再沸器内由热源间接加热，使酸性成分解吸，其反应如下：

２０１１年１１月　第４２卷第６期　燃料与化工　Ｆｕｅｌ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　６７　

作　者　篇　名　焦炉煤气脱硫方法的新进展　高反应性铁焦生产技术的基础研究　炭化室墙面凹凸对推焦力的影响　期次　页码　

・综合信息・　捣固焦炉机侧炉门及炉顶烟尘捕集装置（１－６，２－５８）　ＪＦＥ主要炼焦技术的研发（１－６）　一种干熄焦用气体流量调节装置（１—　５４，２—４９）陶瓷焊补技术用于捣固焦炉（２—２９）　复热式单侧烟道焦炉（２—６３）　《燃料与化工》关于稿件检测的公告（３—１６，４—　１５）　焦炉烘炉开工（３—２４）焦炉吸气管Ｕ形氨水联通管系统（３—３４）ＤＡＰＳ煤预处理工艺（３—４６）２０１１年煤化工产业发展　论坛暨第二届煤化工领域脱硫、脱碳、脱硝气体净化技术交流会（３—６７）　一种新型迁车台（４—３０）　一种干熄炉专用供气装置　（４—４５）　管式炉燃烧器（５—８）焦炉炉柱弹簧及其支架组合（５—３５）　一种干熄焦双岔溜槽排焦装置（５—４８）　变风量除尘系统　节能运行的途径（６—８）２种干熄焦锅炉在开工烘炉过程的差异（６—１９）２００７～２０１０年《燃料与化工》杂志光盘征订启事（６—２３）　新日铁焦炉处理废塑料累计达到１００万ｔ（６—２７）推焦连锁系统的优化（６—３７）　焦炉煤气脱硫工艺的改进（６—６０）　真空碳酸　钾脱硫工艺连续加ＫＯＨ的探索（６＿６７）　

真空碳酸钾脱硫工艺连续加ＫｏＨ的探索　邹　华　（马鞍山钢铁股份公司煤焦化公司，马鞍山　２４３０２１）　马钢焦化新区采用真空碳酸钾脱硫工艺，脱硫液在吸收煤气中的Ｈ　后会产生盐类，导致ＫＯＨ消耗　和脱硫液质量下降。过去问歇性加入ＫＯＨ，这种调节方式具有严重的滞后性，给生产带来极大的不便。　因此连续加入ＫＯＨ及连续外排部分脱硫液以稳定脱硫液质量。由于ＫＯＨ加入量非常小，采用计量泵不　经济且不能根据工艺实时调整，我们选用“定比例稀释器”保证ＫＯＨ连续加入，同时通过调节阀控制脱　硫液的连续外排，从而稳定了出厂煤气指标和克劳斯炉的自动控制。　“定比例稀释器”直接安装在软水管上，以水压作为工作的动力而无需耗电，改造简单，使用方便。　无论流进管线的水流量和压力如何变化，稀释比例始终控制在１：４００，完全能满足工艺要求，且无需再次　调整。通过ＫＯＨ的连续加入，稳定了脱硫液的质量，出厂煤气指标和克劳斯炉自动控制效果良好。　１）降低了煤气Ｈ　Ｓ含量。通过ＫＯＨ连续加入，稳定了贫液中的钾含量，煤气中的Ｈ　Ｓ含量显著降　低，并长期处于平稳状态。在正常消耗ＫＯＨ情况下，２０１０年９月煤气中Ｈ２Ｓ平均含量达到０．１４８ｇ／ｍ３，单　次检测没有超过０．３５Ｏｇ／ｍ　，达到行业领先水平。　２）提高了硫磺产量。通过稳定脱硫液质量，再生塔工况趋于稳定，酸汽组分稳定，克劳斯炉自动控　制正常运行，硫磺产量提高。特别是２０１０年９月，酸汽中Ｈ２Ｓ达到了５１％，硫磺产量显著提高。　３）节能降耗。“定比例稀释器”价格低廉，每台３　５００元，溶液泵每台２５　０００元。　“定比稀释器”以　水压作为工作动力，靠水压带动ＫＯＨ加入，无电能消耗，每年节约电费７　０００多元。　’　甘李军编辑　（上接第４３页）　０．９８５以上，用ＵＶ　值代替ＣＯＤ可快速判断生化　系统处理效果，或快速判断各种深度处理方法的　处理效果。　３）对同一种深度处理方法的ＣＯＤ和ＵＶ　值　相关性曲线，可以由测得的ＵＶ　值计算出ＣＯＤ。　参考文献　［１］蒋绍阶，刘宗源．ＵＶ　作为水处理中有机物控制指标的意义ＩＪ］．　重庆建筑大学学报，２００２，２４（２）：６１—６５．　［２】Ｅａｔｏｎ　Ａ　Ｄ．Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ＵＶ—Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ　Ｏｒｇａｎｉｃｓ：Ａ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｉ　Ｊ１．Ｊｏｕｒ　ＡＷＷＡ，１９９５，８７（２）：８６—９０．　【３１小仓纪雄．天然水的紫外吸光度与水质因子间的关系【Ｊ１．日本化　学杂志．１９８６．１２：１２８６—１２８９．　甘李军编辑　５　６　６

・　８　・　气体净化　２０１０年第ｌＯ卷第２期　

邯钢真空碳酸钾脱硫工艺运行实践　

安占来，冯天伟，董海涛　

（邯钢焦化厂，河北邯郸０５６００２）　

摘要：邯钢焦化厂采用真空碳酸钾法脱硫，在脱硫开工的初期，存在着脱硫液变黑、真空泵堵塞，真　空泵后阻力大等诸多问题。本文对这些问题逐一分析，并采取相应方案进行处理。确保了脱硫效果的　达标。　关键词：真空碳酸钾；脱硫；处理方案　

邯钢焦化厂于２００９年初新上一套煤气脱硫装　

置，该装置采用真空碳酸钾工艺，设计处理煤气量为　１００　０００　ｍ。／ｈ。　１　真空碳酸钾脱硫工艺运行情况介绍　洗苯塔后的煤气进入脱硫塔，塔内填充聚丙烯　

填料（拉鲁环），煤气自下而上流经各填料段与碳酸　

钾溶液逆流接触，再经塔顶捕雾器出塔。煤气中的　大部分Ｈ　Ｓ和ＨＣＮ以及部分ＣＯ。被碱液吸收，其　

主反应如下：　Ｈ２Ｓ＋ＫｚＣ０３——＋ＫＨＳ＋ＫＨＣ０３　

ＨＣＮ＋Ｋ２Ｃ０３——　ＫＣＮ＋ＫＨＣＯ　

Ｃ０２＋Ｋ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ——　２ＫＨＣＯ３　Ｋ２Ｃ０３十２ＨＣＮ一２ＫＣＮ＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ　

同时，在脱硫塔上段加人碱液（ＮａＯＨ），进一步　脱除煤气中的Ｈ。Ｓ，使煤气中的Ｈ。Ｓ浓度低于０．２０　

ｇ／ｍ　。脱硫后的煤气一部分送回焦炉和粗苯管式　

炉加热使用，其余送往用户。　吸收了酸性气体的脱硫富液与来自再生塔底的　

热贫液换热后，由顶部进人再生塔再生，再生塔在真　空（－－８５　ｋＰａ左右）、低温（５５℃左右）下运行。因脱　硫和再生系统均在低温低压下运行，腐蚀性低，对设　

备材质要求不高，吸收塔、再生塔及大部分设备材质　为碳钢。富液与再生塔底上升的水蒸汽接触使酸性　气体解吸，其反应如下：　ＫＨＳ＋ＫＨＣＯ３一Ｈ。Ｓ＋Ｋ２ＣＯ３　

ＫＣＮ＋ＫＨＣＯ３——＋ＨＣＮ＋Ｋ２ＣＯ３　２ＫＨＣＯ　——　ＣＯ２＋Ｋ　ＣＯ。＋Ｈ。Ｏ　再生塔的脱硫液经过横管初冷器的上段和焦炉　煤气进行换热，换热后脱硫液的温度在６５℃，只需　

要很少的间接蒸汽，节省了能源。再生后的贫液经　贫富液换热和冷却器冷却后，分成两段进入脱硫塔　循环使用。再生塔顶出来的酸性气体进入冷凝冷却　器，除水后经真空泵将酸性气体送至硫回收工段。　经真空泵将酸性气体送至ＣＬＡＵＳ装置生产硫磺。　脱除的Ｈ。Ｓ可生产纯度高于９９．５　９，６的硫磺，年　设计产硫磺５　８１７　ｔ，硫磺可达到国家一级品标准。　克劳斯尾气经冷却后进人负压煤气管道。　２真空碳酸钾法脱硫工艺特点　ａ）脱硫脱氰效率高，塔后Ｈ：Ｓ可达到２００　ｍｇ／ｍ。。　ｂ）脱硫剂采用ＫＯＨ（２ＫＯＨ＋ＣＯ２一ＫｚＣＯｓ十　Ｈ　ｏ），活性高，反应速度快，相应地主要设备规格　小，投资省。同时，脱硫剂消耗少，成本低，操作　

２０１４年３月　第４５卷第２期　燃料与化工　Ｆｕｅｌ＆Ｃｈｅｍｉｅａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　５３　

真空碳酸钾脱硫工艺的改进　

毕振清　曹永中　

（马鞍山钢铁股份有限公司煤焦化公司，马鞍山　２４３０２１）　

摘　要：针对真空碳酸钾脱硫工艺在开工初期出现的问题，经过工艺改进和操作优化后，解决了真空泵堵塞、酸汽　管道堵塞、再生效率不高、克劳斯炉频繁连锁、硫冷凝器堵塞等问题，降低了ＫＯＨ溶液消耗，提高了脱硫效率，脱硫　塔后煤气中Ｈ　Ｓ含量降至２５０ｍｇ／ｍ　以下，生产稳定正常。　关键词：真空碳酸钾；脱硫；改进　中图分类号：ＴＱ５２２．５９　文献标识码：Ｂ　文章编号：ｔＯ０１—３７０９（２０１４）０２—００５３一Ｏ４　

Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｖａｃｕｕｍ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　

Ｂｉ　Ｚｈｅｎｑｉｎｇ　Ｃａｏ　Ｙｏｎｇｚｈｏｎｇ　（Ｃｏｋｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｍａ’ａｎｓｈａｎ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｍａ’ａｎｓｈａｎ　２４３０２１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔ　ｔｈｅ　ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ　ｏｆ　ｓｔａｒｔ　ｕｐ，ｔｈｅ　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｂｙ　ｖａｃｕｕｍ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ａｆｔｅｒ　ｔａｋｉｎｇ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｉｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｂｌｏｃｋａｇｅ　ｏｆ　ｖａｃｕｕｍ　ｐｕｍｐ，ｂｌｏｃｋａｇｅ　ｏｆ　ａｃｉｄ　ｇａｓ　ｐｉｐｅ，ｌｏｗ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｆｒｅｑｕｅｎｔ　ｉｎ—　ｔｅｒｌｏｃｋ　ｏｆ　Ｃｌａｕｓ　ｆｕｒｎａｃｅ　ａｎｄ　ｂｌｏｃｋａｇｅ　ｏｆ　ｓｕｌｆｕｒ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ａｒｅ　ｓｏｌｖｅｄ．Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｉｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｌｏｗ　ＫＯＨ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｈ２　Ｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｇａｓ　ｉｓ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｏ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　２５０ｍｇ／ｍ　ａｆｔｅｒ　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｓｔａｂｌｙ．