真空碳酸钾脱硫工艺运行实践
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真空碳酸钾脱硫工艺的选择在炼焦过程中,煤中硫份的大约30%进入煤气系统,使得焦炉煤气中含有4~10g/ m3的硫化氢。
含有硫化氢的煤气作为燃料燃烧时,会生成大量硫氧化物,造成严重的大气污染。
大型企业由于焦炉煤气处理量大,多采用湿式脱硫技术,因反应机理不同,划分为湿式氧化工艺和湿式吸收工艺。
湿式氧化工艺以钠或煤气中的氨为碱源,采用不同的添加剂作催化剂从煤气中吸收硫化氢,并通过再生系统将其氧化生成单质硫。
工艺的最大优点是脱硫效率高,尤其适合高硫煤气的净化。
但其不足之处是,在氧化过程中,富集硫的脱硫液与空气接触,发生较强的副反应,生成大量硫氰酸盐、硫代硫酸盐和硫酸盐等化合物。
这些盐类在脱硫液中达到一定浓度时,将降低煤气脱硫效率,加剧设备、管道的腐蚀,所以需要及时从系统中排出。
但含盐溶液的处理工艺较为复杂,通常存在着建设投资高、运行成本高、维修量大、经济性差等缺点。
湿式吸收工艺以钾、钠、氨等碱性物质作吸收剂从煤气中吸收硫化氢,再通过解吸系统还原为含有硫化氢的酸性气体。
借助制酸技术或克劳斯工艺,将酸性气体转化生成硫酸或优质硫磺产品。
工艺的优点是较少生成难于处理的盐类化合物,产生的酸性气体易于加工转化为化工产品。
但其不足之处是,相对湿式氧化工艺而言,脱硫效率较低。
目前我国已经建成(包括引进的)煤气净化系统采用的具有代表性的湿法脱硫工艺有以下几种:在脱硫工艺方案的选择论证上,应遵循国家相关的节能减排和循环经济政策,根据项目的总体需求,选择合理、有效的焦炉煤气脱硫工艺,以达到技术先进、节能降耗、清洁生产的最佳组合。
随着炼焦煤资源的紧缺,炼焦配合煤硫份逐步增加,因此,高硫煤气的脱硫技术选择尤为重要,应确保为下游企业连续、稳定地提供优质煤气,使项目在整体运行上,达到产品品种优异、性价比高、竞争力强的总体目标。
一、TH法脱硫TH法脱硫工艺为宝钢一期工程从日本新日铁公司成套引进,它由TAKAHAX法脱硫脱氰和HIROHAX法废液处理两部分组成。
真空碳酸盐法脱琉技术真空碳酸盐法脱琉技术是根据我国焦化行业的特点,综合考虑项目投资、环保和市场情况,并针对不同的用户对煤气净化指标的不同要求,开发出的一种新的煤气脱硫技术的组合。
本文还将循环氨水脱硫脱氨工艺和真空碳酸盐法脱硫技术工艺进行了综合比较和分析。
1、两种煤气净化处理工艺的选择。
采用传统的焦化技术生产的荒煤气在送往钢铁厂或作为城市用煤气前须进行净化处理,去除苯、萘、氨和硫化氢等。
其中,苯必须去除,以防燃烧时形成油烟(积碳);去除萘以避免管道堵塞;去除氨以防止腐蚀;去除硫化氢是因环保要求及避免腐蚀。
焦炉煤气中含有的组分可生产各种原料。
选择脱硫工艺的最重要的因素是氨的使用。
采用硫铵工艺的脱硫组合如图1所示;采用非硫铵工艺的脱氨脱硫组合如图2所示。
在不需要进一步生产氨产品的情况下,最简单的煤气净化方法是采用循环氨水脱硫脱氨工艺,在洗涤塔中同时脱除NH3和H2S,生产的酸汽在克劳斯炉发生反应,氨分解成氮气和氢气,硫化氢转化成硫。
目前,有几种技术可用氨直接生产硫铵,其中饱和器法最常用,即在一个浸液式饱和器中加入硫酸,使其与煤气中的氨直接反应生成硫酸铵。
脱氨后的无氨酸汽是真空碳酸盐脱硫工艺的理想原料,除选用克劳斯工艺生产的硫磺外,从真空碳酸盐的酸汽中生产硫酸是最合理的工艺。
2、氨水循环脱硫脱氨技术。
脱硫脱氨和单系克劳斯系统的流程如图3所示。
正常情况下,洗氨塔和脱硫塔设在风机后面、洗苯塔前面。
在解吸系统中,富液与从焦油和氨水处理装罝过来的剩余氨水被直接蒸汽汽提,被脱除的NH3和H2S,后续的克劳斯系统(图1、2中为克劳斯系统)进行处理,尾气被循环到煤气初冷器前面的煤气管道。
这样的工艺组合可防止煤气净化系统的有害气体排到大气中。
2.1氨水循环脱硫脱氨工厂。
脱硫脱氨工艺(CydaSulf)流程如图4所示。
由于采用波纹孔板填料使洗涤塔尺寸减小,使得洗氨塔能够放置在脱硫塔的上面,终冷段放在脱硫塔的下部,并与脱硫塔合成为1个塔。