2010年第四屆全國焦化技術及生產(chǎn)年會 2010年 6月 8日 11日 200 淺談 氣脫硫工藝特點及控制 岳 進 （ 河北鋼鐵集團宣鋼公司焦化廠 ， 宣化 ， 075105） 【 摘 要 】 本文主要介紹了 宣鋼焦化廠 氣脫硫工藝 技術、工藝流程、工藝 特點 及關鍵點控制，簡述了存在問題及今后改進的 途徑 【 關鍵詞 】 工藝技術 工藝特點 硫 宣鋼焦化廠 第一套 煤氣凈化系統(tǒng)是 1989年 我國第一家從德國卡爾斯蒂爾公司引進的全負壓焦爐煤氣凈化回收工藝， 2008 年又新建了第二套煤氣凈化系統(tǒng)； 該 工藝 配合 “ 循環(huán)洗滌、 脫硫脫氰 凈化煤氣 ，并生產(chǎn) 75% 78%濃度的硫酸 。 環(huán)脫硫的全負 壓煤氣凈化工藝的技術要點之一，就是高度重視強化初冷，將焦爐煤氣冷卻到 18 22，最大限度地把煤氣中的焦油和萘析出，以保證在初冷后洗滌工序的煤氣溫度高于集合溫度時，不再有萘析出，從而取消了傳統(tǒng)流程中萘的處理裝置。 該工藝是把對煤氣的洗氨與脫硫和脫硫母液的再生與蒸氨有機地結合在一起。在脫硫塔內(nèi)依靠氨汽為熱源，熱解提餾脫硫富液中的酸性氣體，富液中的 熱解提餾出去，使脫硫液得以再生，而且還增加了脫硫貧液中游離氨含量，這是 環(huán)脫硫具有較高的脫硫效率的關鍵。 程簡介 滌工 序 經(jīng)電捕后的焦爐煤氣進入 滌塔底部與塔頂上段噴淋的洗氨富液，二、三、四段噴淋的脫酸貧液逆流接觸脫除煤氣中的 與硫化氫、氰化氫的反應是放熱反應，為保證洗滌塔從上而下等溫吸收，保持較高的吸收率，在第四、五塔段設兩個循環(huán)冷卻段：從下層塔盤引出一定量的溫度較高的洗滌液，通過冷卻器冷卻至稍高于煤氣入口溫度后，再用泵送回到該塔段上層塔盤進行循環(huán)噴灑，以釋放塔內(nèi)多余的反應熱。塔底洗滌液從液封槽滿流至富液槽。 在 2洗氨塔的下段設有氫氧化鈉溶液堿洗段，將 2 4的 液送至洗氨塔的堿洗段（ 2、 3段）與進料中殘存的微量 酸性氣體與氨結合生成的銨鹽生成鈉鹽溶于廢水一起排出，否則，所形成的銨鹽會在塔內(nèi)積聚而引起堵塔。堿液經(jīng)斷液盤引入洗硫化氫塔進一步脫除煤氣中的硫化氫和氰化氫 。 通過堿洗 進一步脫除 煤氣中 出的 滌液通過位差進入 滌塔的下段，與入塔煤氣接觸，實現(xiàn)預脫硫，并與全部洗滌水匯合流至富液槽。 酸蒸氨工序 洗滌來的富液，經(jīng)過廢水、貧液換熱器后進入脫酸塔，以蒸氨塔來的氨氣（塔頂脫酸塔中，塔中塔底）為熱源將富液中的 蒸出， 與 合后形成“酸汽”（主要成分 ）去后續(xù)硫銨、硫酸工段。 脫酸塔底出來的貧液分成兩部分，一部分經(jīng)過貧液換熱器、冷卻器后進入洗滌工段；另一部分 直接 送入 蒸氨塔，以低壓蒸汽為熱源將貧液中的氨蒸出來。蒸出的氨氣分別從塔中部和頂部采出 并 分別進入脫酸塔底部和中部。塔底出來的蒸氨廢水，經(jīng)過閃蒸罐 閃蒸，進一步降低廢水的 成分并降溫 后分成兩部分，一部分去洗滌工段，另一部分去生化脫酚處理。 銨工序 硫銨工序的生產(chǎn)采用的是間接法鼓泡式飽和器內(nèi)生產(chǎn)硫銨的工藝。由蒸氨脫酸工 段來的酸汽從飽和器中央酸汽管進入，經(jīng)泡沸傘穿過母液層鼓泡而出。其中的氨即被硫酸吸收，其余酸汽出飽和器后進入除酸器，分出酸汽所夾帶的酸霧后，被送往制酸工段。 酸工序 從硫銨工段來的酸性氣體與空氣混合，在燃燒爐內(nèi)進行完全燃燒，爐中高溫主要依靠化學反應熱來維持，當酸汽中 量較低時，尚需補充少量煤氣。 由 焚燒爐 排出的高溫燃燒氣， 經(jīng)廢熱鍋爐冷卻，產(chǎn)生高壓飽和蒸汽，進行熱回收，同時，燃燒氣被冷卻后進入接觸塔。在裝有觸媒的接觸塔內(nèi)，進行接觸轉(zhuǎn)化，將燃燒爐內(nèi)產(chǎn)生的 化為 送入二次空氣的方法來調(diào) 節(jié)接觸塔下層各柵格的溫度，以滿足接觸塔內(nèi)的溫度分布要求。從接觸塔內(nèi)排出的氣體，2010年 6月 8日 11日 2010年第四屆全國焦化技術及生產(chǎn)年會 201 進入吸收塔，在吸收塔內(nèi)，以稀硫酸吸收氣體中的 成濃度較高的硫酸。從吸收塔內(nèi)排出的氣體，先經(jīng)過燭式過濾器，再經(jīng)過酸霧過濾器除去酸霧后，通過煙囪 (入大氣。 放空液進入地下放空槽，然后返回系統(tǒng)，不外排。 點 用大容積重力沉降的方法去除 剩余氨水 焦油 氣浮凈化機去除富液焦油 系統(tǒng)帶油問題一直困擾著國內(nèi) 戶 ,螺旋板換熱器、板式換熱器流道的堵塞造成換熱效率下降，洗滌塔、脫酸塔、蒸氨塔填料的堵塞 導致塔效率的降低，如何除去剩余氨水中的輕、重質(zhì)焦油成為能否保證煤氣洗滌系統(tǒng)順利運行的關鍵。我廠采用大容積重力沉降、延長沉降時間的方法 對 剩余氨水除油是一個新的嘗試。剩余氨水 槽 共有兩個，采用串聯(lián)方式操作， 槽 高 ，直徑 8 米，單 槽 體積達 400 槽 上部設置輕質(zhì)焦油出口， 槽 底設置重質(zhì)焦油排口。 在洗滌不好或電捕焦油器工作不正常時，煤氣中含的焦油量較大。煤氣溫度低于 30 時，煤氣中的萘也容易沉積下來。脫硫液在洗滌煤氣時，焦油或萘被洗滌進入脫硫液，使脫硫液中焦油、萘含量增高。雜質(zhì)會阻塞管道、設備，污染填料，使檢 修量增大，填料更換頻繁，生產(chǎn)不能正常進行。 為此，在富液進入富液槽前通過氣浮凈化機對富液進行除油， 富液經(jīng)過氣浮凈化機，輕油經(jīng)溢流堰連續(xù)排出，重油及萘渣經(jīng)底部排渣口定期排出。 同時 兩個 富油槽 采用串聯(lián)方式操作， 槽 高 ，直徑 ，單 槽 體積達 220 上部設置輕質(zhì)焦油出口， 槽 底設置重質(zhì)焦油排口。 脫酸蒸氨塔底部也采取定期排油措施，降低貧液、廢水含油。 現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟 環(huán)脫硫利用焦爐煤氣中的氨作堿源吸收煤氣中的 需外加化學試劑，經(jīng)濟實惠；通過加堿 (低蒸氨廢水中的固 定銨含量 ()增加洗滌廢水量， 既 節(jié)約軟水 ，又可降低蒸氨脫酸負荷，減少蒸汽消耗，減少污水量，降低生化負荷，提高經(jīng)濟效益。 洗滌和再生兩大工藝連接在一起，把從焦爐煤氣中脫出的轉(zhuǎn)入液相的 過蒸氨脫酸系統(tǒng)蒸出，產(chǎn)生的貧液、廢水進行洗滌，實現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟。 S 循環(huán)脫 硫 設備少，流程短，工藝系統(tǒng)性極強，操作難度較大 塔與塔之間，同一塔的上下段之間相互依賴相互制約的特點非常突出。如果脫硫塔的上段洗氨效果差，則富氨水的含氨低，既會影響下段脫硫，又加重了洗氨塔的負荷，蒸氨系統(tǒng)的操作直接影 響著脫硫效率，脫酸貧液的組成又嚴重影響著煤氣脫硫水平，蒸氨廢水的組成決定了煤氣洗氨水平。 溫水用量較大 為保證煤氣凈化效果 ，高度重視強化初冷，將焦爐煤氣冷卻到 18 22 ，脫硫塔、洗氨塔的溫度水平也 較低，而且 洗滌 循環(huán)液量大， 蒸氨脫酸工段來廢水、貧液溫度較高，同時剩余氨水溫度也高，為滿足洗滌溫度要求， 故低溫水用量較多。 證初冷器良好的冷卻效果 初冷器冷卻效果的好壞，直接影響煤氣集合溫度，關鍵要控制好管間噴灑液質(zhì)量和流量，否則出現(xiàn)管間萘及焦油沉積，阻力增大，初冷效果變差 ， 集合溫度偏高時，則煤氣中含萘量將顯著增大， 焦油汽冷凝率低，會有更多的細小固態(tài)結晶萘被煤氣夾帶，煤氣焦油含量大， 將使洗氨塔的負荷增大 ， 洗氨塔后煤氣含氨、硫化氫、氰化氫等相應提高，從而增加了后續(xù)洗苯、脫苯設備的腐蝕， 也容易造成 煤氣 管道 和 設備堵塞。 強洗滌冷卻器的操作，控制好洗滌液溫度 保證洗滌塔在低溫下操作，理論上操作溫度越低，洗滌效率越高，有利于煤氣的凈化吸收，但也不可過低，過低會使萘析出 ( 18 )，堵塞設備影響生產(chǎn)。同時重視 滌塔循環(huán)段冷卻器的使用，一般在20 23較佳。 同時要特別注意保 證入洗滌塔洗滌液溫度低于入塔煤氣溫度 1 2，以防止各洗滌塔系統(tǒng)發(fā)生萘沉積。 入塔蒸氨廢水溫度控制在 25即可，如溫度低于 20，可能會造成煤氣出口溫度低于萘的露點，而使萘析出堵塞設備。 度重視電捕焦油器捕油效果 在電捕操作中，提高捕集效果的關鍵是電捕的做功功率，對此要高度重視二次電壓、二次電流的調(diào)節(jié)。電捕捕焦油效率低，煤氣中若夾帶較多焦油霧，進入后序洗滌脫硫系統(tǒng)，會降低脫硫效率，導致洗滌塔阻力大。富液帶焦油，蒸氨系統(tǒng)廢水冷卻器、貧液冷卻器堵塞，使冷卻效果變差，廢水、貧液溫度達不到洗滌要求指標，會造 成煤氣洗滌效果差，凈煤氣超標，化產(chǎn)品收率降低，導致生產(chǎn)惡性循環(huán)，影響煤氣用戶2010年第四屆全國焦化技術及生產(chǎn)年會 2010年 6月 8日 11日 202 的安全使用。酸汽中若夾帶較多焦油霧，在飽和器中凝聚下來，將使酸焦油量增多，并可能使母液起泡，比重減?。粐乐貢r有便酸汽從飽和器滿流槽中沖出的危險，焦油霧進入洗苯塔內(nèi)，會使洗油質(zhì)量變壞，影響苯的回收。 證自控系統(tǒng)的完好運行 硫工藝的自動化水平較高，各裝置一環(huán)套一環(huán)，控制的好，各裝置均能穩(wěn)定順行；控制不好，各裝置互相干擾，互相影響。因此保證煤氣凈化車間自控設備的完好，備品備件的充裕，對 硫工藝的操作管理是至關重要的。 高氨水對硫化氫選擇吸收的效率 控制合適的液氣比和氨硫比 環(huán)脫硫，實質(zhì)上就是依靠煤氣中的 脫硫液中的循環(huán)，來脫出煤氣中的 以脫硫貧液中必須含有足夠的游離氨，貧液質(zhì)量主要取決于脫酸系統(tǒng)的操作。其氨硫比是指脫酸貧液中揮發(fā)氨與硫化氫的比值，是衡量貧液質(zhì)量的主要指標。在貧液含氨負荷要求（含揮發(fā)氨 18 22g/l）的前提下，氨硫比愈高，對煤氣的脫硫效果愈好，實際生產(chǎn)中為 8 左右，通過調(diào)節(jié)進脫酸塔氨汽量和脫酸塔頂溫來控制。 其次，洗滌貧液量與煤氣流量之比，即液氣比，對煤氣脫硫也至關重 要，原則上液氣比愈大對煤氣脫硫愈有利。當單位循環(huán)比在 000 ,洗滌效果隨循環(huán)比增加顯著提高，但增大到某一值之后，變化不再明顯。 合理選擇脫硫液與煤氣的接觸時間 由于脫硫液吸收 速率慢得多，因此縮短氣液接觸時間是提高選擇性的有效方法，實踐證明，氣液接觸時間控制在 5 秒以內(nèi)可完成氨水對硫化氫的選擇吸收，在實際操作中，可通過增加煤氣流速（煤氣大循環(huán)量）和改變貧液入口位置來實現(xiàn)選擇吸收。 節(jié)合適的加堿量，穩(wěn)定加堿制度 洗滌加堿量的大小及穩(wěn)定，即可降低凈煤氣含硫化氫 和氰化氫，防止銨鹽在 洗滌 塔內(nèi)積聚而引起堵塔 ，增大洗滌塔阻力，影響洗滌效果；通過堿液分解富液中固定銨鹽， 又可穩(wěn)定和降低蒸氨脫酸后廢水含氨 ，穩(wěn)定提高廢水質(zhì)量，增加洗滌廢水量，提高氨的洗滌效果，既節(jié)約軟水，又可降低蒸氨脫酸負荷，減少蒸汽消耗，減少污水量，降低生化負荷。 定蒸氨脫酸工序操作 蒸氨脫酸的操作穩(wěn)定與否，直接影響洗滌和硫酸、硫銨工段，也就是對上道和下道 工序 有直接影響，為此要求送入脫酸塔的富液量以及進蒸氨塔的蒸汽量要相對保持穩(wěn)定 ，塔低集油定期排放 ，同時要穩(wěn)定硫銨飽和器正常操作，及時出料，穩(wěn)定飽 和器阻力，防止飽和器阻力高，影響酸汽的正常排出，進而影響蒸氨脫酸的穩(wěn)定操作 。 雖然我們 經(jīng)過一年多的精細化工藝調(diào)節(jié)和生產(chǎn)過程控制 取得了 一定效果 ，使得生產(chǎn)逐步 走上 正軌， 凈煤氣含硫化氫達到 l，含氨保持在 l l，含苯保持在 l 左右， 但是還存在著不少問題，歸納起來 主要有以下 幾 點： 煤氣管線短，隨煤氣帶入焦粉多，初冷器冷卻水管掛結焦油、萘和焦粉多，冷卻效果差， 煤氣 集合溫度高 ，焦油、萘、粉塵等雜質(zhì)帶入 電捕、 洗滌、脫酸蒸氨系統(tǒng)， 影響電捕焦油器捕油效果，塔 填 料系統(tǒng)阻力增大 ，影響洗滌效果 ，換熱器堵塞 ，影響換熱效果及介質(zhì)通量 。 環(huán)水冷卻塔涼水架冷卻效果差，循環(huán)水溫度高，造成初冷器后集合溫度高及換熱設備換熱后介質(zhì)溫度高，影響后續(xù)生產(chǎn)。 于煤氣初冷效果差，脫硫洗滌溫度高，由于泵的輸送能力及換熱器換熱效果的影響，洗滌用蒸氨廢水和貧液量偏少，洗滌液溫度高而量小不能滿足洗滌要求，脫硫效率低，洗滌塔后煤氣含 有達到設計要求（ 。 于飽和器和稠化器距離及落差較大，導致提料管長，阻力大，提料時克服阻力所需風壓高，硫銨提料風壓低， 提料不暢甚至提不上料，提料的不均造成硫銨提料管及回流管等堵塞，必須進行透管，額外增加崗位工的勞動強度的同時，長時間不能正常提料造成飽和器阻力升高，硫銨飽和器阻力持續(xù)高，影響蒸氨脫酸工段穩(wěn)定操作。 定焦爐無煙裝煤操作，控制好焦爐高壓氨水噴灑，減少荒煤氣帶到煤氣凈化裝置的煤焦粉塵。 加或改造循環(huán)水設施，進一步提高循環(huán)水冷卻塔冷卻效果，降低循環(huán)水出口溫度，保證煤氣及工藝介質(zhì)冷卻所需水溫水量，滿足后續(xù)煤氣洗滌溫度要求，從而達到煤氣凈化預期效果。 2