焦化化產(chǎn)車間脫硫工藝技術(shù)探討

焦?fàn)t煤氣作為煉焦過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于燃料、化工原料等方面。但未經(jīng)凈化的焦?fàn)t煤氣中含有多種氣體組分，尤其是含有焦油、萘、氰化氫、硫化氫及多種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)硫，使得焦?fàn)t煤氣脫硫工作復(fù)雜而艱難。硫化氫的存在不僅會(huì)引起設(shè)備和管路腐蝕、催化劑中毒，而且更嚴(yán)重地威脅人身安全，必須消除或控制環(huán)境污染物。

1、焦化廠化產(chǎn)車間的脫硫工藝：

化產(chǎn)車間由冷凝鼓風(fēng)工段、脫硫工段、硫銨工段、蒸氨工段、粗苯工段、油庫(kù)工段、生化工段等組成。來自82～83℃的荒煤氣，帶著焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣液分離器，氣液分離后荒煤氣進(jìn)入橫管初冷器，在此分兩段冷卻：上段采用32℃循環(huán)水、下段采用16℃制冷水將煤氣冷卻至22℃。冷卻后的煤氣進(jìn)入煤氣鼓風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入電捕焦油器，除掉其中夾帶的焦油霧后煤氣被送至脫硫工段。

粗焦?fàn)t煤氣脫硫工藝有干法和濕法脫硫兩大類。干法脫硫多用于精脫硫，對(duì)無機(jī)硫和有機(jī)硫都有較高的凈化度。不同的干法脫硫劑，在不同的溫區(qū)工作，由此可劃分低溫(常溫和低于100℃)、中溫(100℃～400℃)和高溫(>400℃)脫硫劑。干法脫硫由于脫硫催化劑硫容小，設(shè)備龐大，一般用于小規(guī)模的煤氣廠脫硫或用于濕法脫硫后的精脫硫。

濕法脫硫又分為“濕式氧化法”和“胺法”。濕式氧化法是溶液吸收H2S后，將H2S直接轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，分離后溶液循環(huán)使用。目前我國(guó)已經(jīng)建成(包括引進(jìn))采用的具有代表性的濕式氧化脫硫工藝主要有TH法、FRC法、ADA法和HPF法。胺法是將吸收的H2S經(jīng)再生系統(tǒng)釋放出來送到克勞斯裝置，再轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，溶液循環(huán)使用，主要有索爾菲班法、單乙醇胺法、AS法和氨硫聯(lián)合洗滌法。濕法脫硫多用于合成氨原料氣、焦?fàn)t氣、天然氣中大量硫化物的脫除。當(dāng)煤氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下大于3000m3/h時(shí)，主要采用濕法脫硫。

HPF法脫硫工藝流程：

來自煤氣鼓風(fēng)機(jī)后的煤氣首先進(jìn)入預(yù)冷塔，與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻液逆向接觸，被冷卻至25℃～30℃;循環(huán)冷卻液從塔下部用泵抽出送至循環(huán)液冷卻器，用低溫水冷卻至23℃～28℃后進(jìn)入塔頂循環(huán)噴灑。來自冷凝工段的部分剩余氨水進(jìn)行補(bǔ)充更新循環(huán)液。多余的循環(huán)液返回冷凝工段。預(yù)冷塔后煤氣并聯(lián)進(jìn)入脫硫塔A、脫硫塔B，與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸，以吸收煤氣中的硫化氫(同時(shí)吸收煤氣中的氨，以補(bǔ)充脫硫液中的堿源)。

一但出現(xiàn)事故或停產(chǎn)時(shí)，反應(yīng)槽內(nèi)脫硫液經(jīng)脫硫循環(huán)泵送入事故槽，或直接進(jìn)入脫硫液放空槽，待檢修完畢或停產(chǎn)開工再打回系統(tǒng)中，嚴(yán)禁將脫硫液直接排入下水道。

2、脫硫系統(tǒng)存在的主要問題

2.1、脫硫系統(tǒng)的堿源供應(yīng)主要是由蒸氨后的濃氨水，在冬季生產(chǎn)過程中，由于溫度低，氨水中的萘細(xì)晶造成管道堵塞，以及DS催化劑和對(duì)苯二酚的添加量，都影響蒸氨系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2、再生塔壓縮空氣是由1根d100mm總管自調(diào)后再分配到兩座再生塔使用，實(shí)際運(yùn)行過程中，兩座再生塔的實(shí)際流量經(jīng)常發(fā)生相互波動(dòng)干擾，分布不均勻，使得產(chǎn)生硫泡沫效果差，從而引起脫硫液組分變化，降低脫硫效率，脫硫液的再生效果不僅影響系統(tǒng)的硫回收率和硫磺產(chǎn)量，更重要的是在長(zhǎng)期運(yùn)行后，脫硫液的組分中懸浮硫的沉積對(duì)整個(gè)系統(tǒng)管道和脫硫塔的堵塞。

2.3、硫回收系統(tǒng)中，原設(shè)計(jì)的管線復(fù)雜，經(jīng)常將管道堵塞;熔硫釜在使用中，硫泡沫的分離效果差，而且釜內(nèi)的蒸汽盤管常常發(fā)生腐蝕泄露，釜底部的放硫口極易堵塞，不僅增大了維修工作，還對(duì)周圍的設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境惡劣，嚴(yán)重影響操作工人的健康。

3、脫硫系統(tǒng)的改造及脫硫系統(tǒng)改造后的運(yùn)行情況

3.1脫硫堿源系統(tǒng)

在剩余氨水處理系統(tǒng)上增加F—2401型焦油浮選器。不僅能連續(xù)除去剩余氨水表面懸浮的焦油及煤粉，而且可將剩余氨水中與之重度相近的油滴及固體煤粉顆粒懸浮到液體表面進(jìn)一步除去，除焦油率達(dá)90%以上。

3.2煤氣預(yù)冷塔

將蒸氨塔塔頂氨汽管沿支架敷設(shè)直接引入預(yù)冷塔，經(jīng)過工藝計(jì)算和類比同類企業(yè)的工藝參數(shù)，確定在現(xiàn)有2臺(tái)各為60m2換熱器的基礎(chǔ)上增加2臺(tái)換熱面積為120m2的螺旋板換熱換熱器(一開一備)，增加預(yù)冷塔的冷卻能力，使進(jìn)入脫硫塔的煤氣溫度降至30℃左右，以滿足脫硫塔的工藝要求。

3.3再生塔

為解決再生工段空氣流量相互干擾的問題，從空壓站重新敷設(shè)一根壓縮空氣管至再生塔，形成2管獨(dú)立供氣系統(tǒng)，消除再生塔的空氣流量相互波動(dòng)干擾，穩(wěn)定脫硫效率。壓縮空氣管長(zhǎng)500m，管徑為100mm，材質(zhì)為鍍鋅鋼管，敷設(shè)于現(xiàn)有管架。同時(shí)在再生塔頂部增加超聲波液位自調(diào)裝置通過液位調(diào)節(jié)控制進(jìn)入再生塔的空氣流量，防止脫硫液溢流。

3.4硫回收系統(tǒng)

在對(duì)硫泡沫的處理中，國(guó)內(nèi)主要采用的技術(shù)為戈?duì)柲み^濾、熔硫和板框壓濾。在使用過程中，戈?duì)柲み^濾經(jīng)常發(fā)生故障，板框壓濾初期使用效果不錯(cuò)，但在使用一段時(shí)間后，設(shè)備的腐蝕、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的惡劣等缺點(diǎn)導(dǎo)致無法使用。新型內(nèi)分式連續(xù)熔硫釜與目前正在使用的熔硫釜相比，溶液分離完全，清液中懸浮硫質(zhì)量濃度不大于0.8g/L，由于形成了較好的溫度梯度，因而生產(chǎn)的硫磺質(zhì)量好，同時(shí)蒸汽消耗可以減少40%，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)。

3.5脫硫廢液的處理

本次技改確定從反應(yīng)槽至煤場(chǎng)加一根長(zhǎng)2500m，DN100mm不銹鋼管，用廢液泵將脫硫廢液打入煤場(chǎng)現(xiàn)煤泥沉淀池后，煤場(chǎng)新增一套脫硫廢液噴灑系統(tǒng)，廢液經(jīng)加壓泵加壓后進(jìn)行煤場(chǎng)均勻噴灑，不再用槽車?yán)\(yùn)脫硫廢液。