HPF法脫硫裝置連續(xù)熔硫的探討
近年來,各焦化廠的煤氣凈化系統(tǒng)中普遍采用了流程短、投資省的HPF法脫硫工藝,但熔硫裝置普遍運(yùn)行不正常,甚至被迫改用板框壓濾機(jī)生產(chǎn)硫膏。通過對各廠生產(chǎn)實(shí)際的分析,在沙鋼的設(shè)計中作了許多改進(jìn),通過1年的生產(chǎn)實(shí)踐,成功地實(shí)現(xiàn)了連續(xù)熔硫。
1. HPF法煤氣脫硫的現(xiàn)狀
已投產(chǎn)的4×55孔6m焦?fàn)t,年產(chǎn)焦炭220萬t,煤氣處理量10萬m3/h,由2套5萬m3/h的HPF法脫硫裝置并聯(lián)操作,備用設(shè)備共用。第1套設(shè)備投產(chǎn)已1年,生產(chǎn)正常,可以連續(xù)熔硫,脫硫塔前煤氣含硫量為8g/m3,脫硫塔后煤氣含硫量<300mg/m3,硫磺純度>80%,銷路很好。第2套設(shè)備已生產(chǎn)近半年,也很正常。其工藝流程如圖所示。
2. 工藝改進(jìn)及效果
(1) 初冷器分上下兩段噴灑,以除煤氣中的焦油和萘,有效避免了預(yù)冷塔的堵塞。
(2) 增設(shè)了剩余氨水除焦油器,保證了蒸氨塔的正常運(yùn)行,確保氨汽能連續(xù)進(jìn)入預(yù)冷塔,使脫硫液堿度適宜。
(3) 增加了預(yù)冷塔,保證脫硫塔入口溫度在30~40℃,系統(tǒng)溫度穩(wěn)定。
(4) 增加清液回送冷卻器,避免了由熔硫釜排出的溫度較高的清液進(jìn)入脫硫液系統(tǒng)。
(5) 終冷塔上段加堿,進(jìn)一步凈化煤氣,使塔后煤氣含硫量<200mg /m3。
(6) 增加泡沫槽回流管,有效防止了泡沫至熔硫釜的管道堵塞。
(7) 熔硫釜硫磺出口管改為直管段,避免了堵塞,且易操作。
(8) 脫硫塔底加1個直徑133mm的清掃排液口,防止塔底沉積。
(9) 脫硫液泵出口加1個直徑50mm的管道至廢液槽底部,一則防止廢液槽堵塞,二則可冷卻和稀釋熔硫釜排出的清液。
3. 注意事項
(1) 液氣比(脫硫液與壓縮空氣的比例)對脫硫效率的影響。增加液氣比可使傳質(zhì)面迅速更新,同時可降低脫硫液中硫化氫的分壓差,有利于提高吸收推動力。但液氣比不宜過大,否則,脫硫效率的增加不明顯,還有可能造成脫硫液進(jìn)入煤氣管道。
(2) 再生空氣量。氧化l kg硫化氫理論上需要的空氣量雖不足2m3,但在實(shí)際生產(chǎn)中,考慮到浮選硫泡沫的需要,再生塔的鼓風(fēng)強(qiáng)度比理論計算要高。我廠的單塔空氣量控制在1500m3/h左右,風(fēng)量對硫泡沫及脫硫液的質(zhì)量影響很大。我們的經(jīng)驗(yàn)是一定要保持穩(wěn)定的風(fēng)量和壓力,及時將脫硫液中的懸浮硫吹出。
(3) 催化劑。循環(huán)脫硫液中PDS的濃度與脫硫效率成正比。但PDS濃度太高時,雖可提高脫硫效率,但因脫硫劑的耗量大而使脫硫成本上升。同時,還會使吸收和再生反應(yīng)的速度過快,導(dǎo)致元素硫提前在反應(yīng)槽、脫硫塔和再生塔底部沉積,聚集成大而硬的硫塊堵塞管道和設(shè)備。
(4) 進(jìn)塔煤氣和脫硫液溫度直接影響吸收和再生效率及副產(chǎn)鹽類的生成速度。溫度過低時,吸收和再生的速度過慢,溫度過高時,副產(chǎn)鹽類的生成速度加快。生產(chǎn)中宜將煤氣溫度控制在27~28℃,脫硫液溫度控制在30~35℃。
(5) 外排廢液量。由于熔硫釜排出的清液量較大,不能全回反應(yīng)槽,因此每班大約有10噸的廢液排到煤場,噴灑在煤堆上。
4. 結(jié) 論
經(jīng)過一年多的生產(chǎn),脫硫裝置的操作指標(biāo)和設(shè)備運(yùn)行均能達(dá)到設(shè)計要求,唯一欠缺的是脫硫廢液的處理。原設(shè)計將廢液噴灑在煤塔前的皮帶上,由于量太大難以實(shí)現(xiàn),只能送煤場噴灑在煤堆中,給生產(chǎn)設(shè)備造成一定的腐蝕,今后可考慮將脫硫廢液進(jìn)行提鹽回收處理。
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