焦化工程焦炉煤气脱硫方案比选

1焦炉煤气脱硫技术简介粗焦炉煤气脱硫工艺有干法和湿法脱硫两大类。干法脱硫多用于精脱硫,对无机硫和有机硫都有较高的净化度。不同的干法脱硫剂,在不同的温区工作,由此可划分低温(常温和低于100!)、中温(100!~400!)和高温(400!)脱硫剂。我国有关院所开发成功多种型号的低温、中温脱硫剂,西北化工研究院开发成功高温脱硫剂。干法脱硫由于脱硫催化剂硫容小,设备庞大,一般用于小规模的煤气厂脱硫或用于湿法脱硫后的精脱硫。湿法脱硫又分为∀湿式氧化法#和∀胺法#。湿式氧化法是溶液吸收H2S后,将H2S直接转化为单质硫,分离后溶液循环使用。目前我国已经建成(包括引进)采用的具有代表性的湿式氧化脱硫工艺主要有TH法、FRC法、ADA法和HPF法。胺法是将吸收的H2S经再生系统释放出来送到克劳斯装置,再转化为单质硫,溶液循环使用,主要有索尔菲班法、单乙醇胺法、AS法和氨硫联合洗涤法。湿法脱硫多用于合成氨原料气、焦炉气、天然气中大量硫化物的脱除。当煤气量标准状态下大于3000m3/h时,主要采用湿法脱硫。2焦炉煤气脱硫技术方案比较[1]根据冶金焦化工程煤气成分、煤气量以及煤气用途,本着既要治理污染又要为企业生产和经营考虑的原则,推荐脱硫方案在ADA法和HPF法之间选择。此两种方法皆为目前我国焦化行业常用的脱硫方法,各有利弊,应视企业情况不同而采用不同方法,现比较如下:2.1ADA法脱硫ADA法脱硫工艺由脱硫再生和废液处理两部分组成。脱硫部分是以钠为碱源、ADA为催化剂的氧化法脱硫脱氰。多数焦化厂、煤气厂的ADA脱硫装置均配置在洗苯后,废液处理采用蒸发、结晶法制取Na2S2O3及NaSCN产品。改良ADA法是湿法脱硫的一种先进方法。主要是以改良ADA法脱硫吸收液为脱硫剂,脱硫效率可达98%以上,溶液无毒性,处理煤气中硫化氢浓度的适应性以及温度和压力的范围均较广,对设备的腐蚀较轻,副产品硫磺质量较好,被广泛用于焦炉煤气、城市煤气的脱硫,可将净化气中H2S降到标准状态20mg/m3以下。另外,为保证脱硫效果,脱硫可采用新型瓷填料,脱硫液的再生可采用塔式空气氧化再生,硫的回收采用连续熔硫釜,生产高质量硫磺。改良ADA法脱硫工艺的优点:1)脱硫脱氰效率高,双塔串联后煤气中H2S和HCN含量可分别降至20mg/m3和50mg/m3以下,符合城市煤气标准。2)工艺流程简单,占地少,投资低,可靠性强。3)产品硫磺质量稳定,品质高。改良ADA法脱硫工艺的缺点:1)以钠为碱源,碱消耗量大。2)ADA脱硫装置位于洗苯后即煤气净化流程末端,不能缓解煤气净化系统的设备和管道的腐蚀。3)废液难处理,必须设提盐装置,增加了投资。2.2HPF法脱硫HPF脱硫是我国技术人员在总结国内外已有脱硫方法的基础上,自行研制开发的采用HPF新型高效复合催化剂从焦炉煤气中脱除H2S和HCN的新工艺。该工艺是以煤气中的氨为碱源,在HPF的催化作用下分解煤气中的H2S和HCN。HPF催化剂的主要成分为对苯二酚、PDS、FeSO4。其中,PDS起主要的催化氧化作用;对苯二酚的配入有助于提高脱硫液的流动性,预防堵塞;FeSO4主要用于消泡。煤气中的CO2与NH3在水溶液中生成NH4HCO3和(NH4)2CO3,向溶液中提供了较为稳定的碱源。HPF脱硫工艺采用的HPF复合催化剂对脱硫和再生过程均有催化作用(脱硫过程为全过程控制),因此与其他催化剂相比,HPF催化剂具有较高的活性。HPF法脱硫工艺的优点:1)脱硫脱氰效率高,塔后煤气中H2S和HCN含量可分别降至200mg/m3和300mg/m3以下。2)与ADA法相比,循环脱硫液中盐类增长缓慢,因而废液量相对较少。3)废液回兑配煤简单经济。4)以煤气中氨为碱源,资源利用合理,原材料、动力消耗低。HPF法脱硫工艺的缺点:1)塔后煤气的H2S含量尚不能达到城市煤气标准要求,需进行尾部脱硫。2)硫磺质量及产率低。3)相对于ADA法,投资大,工艺复杂,对工艺操作要求高,运行稳定性相对较低。2.3ADA法和HPF法脱硫工艺的比较两种工艺的比较基准为:1)按工程设计条件;2)未计废液提盐或废液配煤等;3)HPF脱硫工艺包括预冷,ADA脱硫工艺布置在洗苯后,不需预冷;4)ADA脱硫工艺布置在洗苯后,导致粗苯系统腐蚀加剧而增加的费用未包含在内;5)未包括其他专业投资。比较结果见第71页表4。从表4可以看出,HPF脱硫工艺的原料动力消耗费用低、生产费用成本较低。但基建投资大,设备折旧费和维修费高,运行稳定性相对较低,电耗、水耗高。ADA法投资低,电耗、水耗低,尤其是煤气脱硫效率较高,但生产费用较高。两种方法各有利弊,较为接近。3结论古县煤气化有限公司为古县煤气气源厂,承担着古县县城全部居民的煤气供应任务,其焦炉煤气产生量的7%,作为外供城市煤气。HPF法不能实现外供煤气含硫量的达标,需尾部配套干法脱硫,且氨法脱硫工艺复杂,技术要求高,一旦出现事故,会直接影响到县城居民生活用气,关系重大。而改良ADA法双塔串联即可实现达标脱硫,也可采用尾部配套干法脱硫,较为灵活,且工艺成熟,运行稳定,可靠性强。综合考虑,本次环评推荐采用改良ADA法用于焦炉煤气脱硫。参考文献:[1]�环保工作者实用手册编写组.环保工作者实用手册[M].北京:冶金工业出版社,1984.[2]�苏宜春.炼焦工艺学[M].北京:冶金工业出版社,1994.Analysisofcomparisonandselectionofcoalgasdesulfurizationplanofcokeovenofcarbonizationprojectof6105t/aWANGXiaobing(ShanxiInstituteofEnvironmentScience,TaiyuanShanxi030027,China)Abstract:Thecomparisonandselectionmethodofthedesulfurizationtechnicalplanofthecoalgasofmetallurgiccokeintheappraisalwereintroduced.Weseekthebestreasonableandfeasibledesurizationmethodofthecoalgasofcokeovenfromtheinvestment,pro�cessprinciple,materialproduct,operationcostandstability,powerandlaborcost.Keywords:coalgasofcokeoven;desulfurization;plan;comparisonandselection