2010第四届焦化年会论文集 (37)

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 200 浅谈 气脱硫工艺特点及控制 岳 进 （ 河北钢铁集团宣钢公司焦化厂 ， 宣化 ， 075105） 【 摘 要 】 本文主要介绍了 宣钢焦化厂 气脱硫工艺 技术、工艺流程、工艺 特点 及关键点控制，简述了存在问题及今后改进的 途径 【 关键词 】 工艺技术 工艺特点 硫 宣钢焦化厂 第一套 煤气净化系统是 1989年 我国第一家从德国卡尔斯蒂尔公司引进的全负压焦炉煤气净化回收工艺， 2008 年又新建了第二套煤气净化系统； 该 工艺 配合 “ 循环洗涤、 脱硫脱氰 净化煤气 ，并生产 75% 78%浓度的硫酸 。 环脱硫的全负 压煤气净化工艺的技术要点之一，就是高度重视强化初冷，将焦炉煤气冷却到 18 22，最大限度地把煤气中的焦油和萘析出，以保证在初冷后洗涤工序的煤气温度高于集合温度时，不再有萘析出，从而取消了传统流程中萘的处理装置。 该工艺是把对煤气的洗氨与脱硫和脱硫母液的再生与蒸氨有机地结合在一起。在脱硫塔内依靠氨汽为热源，热解提馏脱硫富液中的酸性气体，富液中的 热解提馏出去，使脱硫液得以再生，而且还增加了脱硫贫液中游离氨含量，这是 环脱硫具有较高的脱硫效率的关键。 程简介 涤工 序 经电捕后的焦炉煤气进入 涤塔底部与塔顶上段喷淋的洗氨富液，二、三、四段喷淋的脱酸贫液逆流接触脱除煤气中的 与硫化氢、氰化氢的反应是放热反应，为保证洗涤塔从上而下等温吸收，保持较高的吸收率，在第四、五塔段设两个循环冷却段：从下层塔盘引出一定量的温度较高的洗涤液，通过冷却器冷却至稍高于煤气入口温度后，再用泵送回到该塔段上层塔盘进行循环喷洒，以释放塔内多余的反应热。塔底洗涤液从液封槽满流至富液槽。 在 2洗氨塔的下段设有氢氧化钠溶液碱洗段，将 2 4的 液送至洗氨塔的碱洗段（ 2、 3段）与进料中残存的微量 酸性气体与氨结合生成的铵盐生成钠盐溶于废水一起排出，否则，所形成的铵盐会在塔内积聚而引起堵塔。碱液经断液盘引入洗硫化氢塔进一步脱除煤气中的硫化氢和氰化氢 。 通过碱洗 进一步脱除 煤气中 出的 涤液通过位差进入 涤塔的下段，与入塔煤气接触，实现预脱硫，并与全部洗涤水汇合流至富液槽。 酸蒸氨工序 洗涤来的富液，经过废水、贫液换热器后进入脱酸塔，以蒸氨塔来的氨气（塔顶脱酸塔中，塔中塔底）为热源将富液中的 蒸出， 与 合后形成“酸汽”（主要成分 ）去后续硫铵、硫酸工段。 脱酸塔底出来的贫液分成两部分，一部分经过贫液换热器、冷却器后进入洗涤工段；另一部分 直接 送入 蒸氨塔，以低压蒸汽为热源将贫液中的氨蒸出来。蒸出的氨气分别从塔中部和顶部采出 并 分别进入脱酸塔底部和中部。塔底出来的蒸氨废水，经过闪蒸罐 闪蒸，进一步降低废水的 成分并降温 后分成两部分，一部分去洗涤工段，另一部分去生化脱酚处理。 铵工序 硫铵工序的生产采用的是间接法鼓泡式饱和器内生产硫铵的工艺。由蒸氨脱酸工 段来的酸汽从饱和器中央酸汽管进入，经泡沸伞穿过母液层鼓泡而出。其中的氨即被硫酸吸收，其余酸汽出饱和器后进入除酸器，分出酸汽所夹带的酸雾后，被送往制酸工段。 酸工序 从硫铵工段来的酸性气体与空气混合，在燃烧炉内进行完全燃烧，炉中高温主要依靠化学反应热来维持，当酸汽中 量较低时，尚需补充少量煤气。 由 焚烧炉 排出的高温燃烧气， 经废热锅炉冷却，产生高压饱和蒸汽，进行热回收，同时，燃烧气被冷却后进入接触塔。在装有触媒的接触塔内，进行接触转化，将燃烧炉内产生的 化为 送入二次空气的方法来调 节接触塔下层各栅格的温度，以满足接触塔内的温度分布要求。从接触塔内排出的气体，2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 201 进入吸收塔，在吸收塔内，以稀硫酸吸收气体中的 成浓度较高的硫酸。从吸收塔内排出的气体，先经过烛式过滤器，再经过酸雾过滤器除去酸雾后，通过烟囱 (入大气。 放空液进入地下放空槽，然后返回系统，不外排。 点 用大容积重力沉降的方法去除 剩余氨水 焦油 气浮净化机去除富液焦油 系统带油问题一直困扰着国内 户 ,螺旋板换热器、板式换热器流道的堵塞造成换热效率下降，洗涤塔、脱酸塔、蒸氨塔填料的堵塞 导致塔效率的降低，如何除去剩余氨水中的轻、重质焦油成为能否保证煤气洗涤系统顺利运行的关键。我厂采用大容积重力沉降、延长沉降时间的方法 对 剩余氨水除油是一个新的尝试。剩余氨水 槽 共有两个，采用串联方式操作， 槽 高 ，直径 8 米，单 槽 体积达 400 槽 上部设置轻质焦油出口， 槽 底设置重质焦油排口。 在洗涤不好或电捕焦油器工作不正常时，煤气中含的焦油量较大。煤气温度低于 30 时，煤气中的萘也容易沉积下来。脱硫液在洗涤煤气时，焦油或萘被洗涤进入脱硫液，使脱硫液中焦油、萘含量增高。杂质会阻塞管道、设备，污染填料，使检 修量增大，填料更换频繁，生产不能正常进行。 为此，在富液进入富液槽前通过气浮净化机对富液进行除油， 富液经过气浮净化机，轻油经溢流堰连续排出，重油及萘渣经底部排渣口定期排出。 同时 两个 富油槽 采用串联方式操作， 槽 高 ，直径 ，单 槽 体积达 220 上部设置轻质焦油出口， 槽 底设置重质焦油排口。 脱酸蒸氨塔底部也采取定期排油措施，降低贫液、废水含油。 现了循环经济 环脱硫利用焦炉煤气中的氨作碱源吸收煤气中的 需外加化学试剂，经济实惠；通过加碱 (低蒸氨废水中的固 定铵含量 ()增加洗涤废水量， 既 节约软水 ，又可降低蒸氨脱酸负荷，减少蒸汽消耗，减少污水量，降低生化负荷，提高经济效益。 洗涤和再生两大工艺连接在一起，把从焦炉煤气中脱出的转入液相的 过蒸氨脱酸系统蒸出，产生的贫液、废水进行洗涤，实现了循环经济。 S 循环脱 硫 设备少，流程短，工艺系统性极强，操作难度较大 塔与塔之间，同一塔的上下段之间相互依赖相互制约的特点非常突出。如果脱硫塔的上段洗氨效果差，则富氨水的含氨低，既会影响下段脱硫，又加重了洗氨塔的负荷，蒸氨系统的操作直接影 响着脱硫效率，脱酸贫液的组成又严重影响着煤气脱硫水平，蒸氨废水的组成决定了煤气洗氨水平。 温水用量较大 为保证煤气净化效果 ，高度重视强化初冷，将焦炉煤气冷却到 18 22 ，脱硫塔、洗氨塔的温度水平也 较低，而且 洗涤 循环液量大， 蒸氨脱酸工段来废水、贫液温度较高，同时剩余氨水温度也高，为满足洗涤温度要求， 故低温水用量较多。 证初冷器良好的冷却效果 初冷器冷却效果的好坏，直接影响煤气集合温度，关键要控制好管间喷洒液质量和流量，否则出现管间萘及焦油沉积，阻力增大，初冷效果变差 ， 集合温度偏高时，则煤气中含萘量将显著增大， 焦油汽冷凝率低，会有更多的细小固态结晶萘被煤气夹带，煤气焦油含量大， 将使洗氨塔的负荷增大 ， 洗氨塔后煤气含氨、硫化氢、氰化氢等相应提高，从而增加了后续洗苯、脱苯设备的腐蚀， 也容易造成 煤气 管道 和 设备堵塞。 强洗涤冷却器的操作，控制好洗涤液温度 保证洗涤塔在低温下操作，理论上操作温度越低，洗涤效率越高，有利于煤气的净化吸收，但也不可过低，过低会使萘析出 ( 18 )，堵塞设备影响生产。同时重视 涤塔循环段冷却器的使用，一般在20 23较佳。 同时要特别注意保 证入洗涤塔洗涤液温度低于入塔煤气温度 1 2，以防止各洗涤塔系统发生萘沉积。 入塔蒸氨废水温度控制在 25即可，如温度低于 20，可能会造成煤气出口温度低于萘的露点，而使萘析出堵塞设备。 度重视电捕焦油器捕油效果 在电捕操作中，提高捕集效果的关键是电捕的做功功率，对此要高度重视二次电压、二次电流的调节。电捕捕焦油效率低，煤气中若夹带较多焦油雾，进入后序洗涤脱硫系统，会降低脱硫效率，导致洗涤塔阻力大。富液带焦油，蒸氨系统废水冷却器、贫液冷却器堵塞，使冷却效果变差，废水、贫液温度达不到洗涤要求指标，会造 成煤气洗涤效果差，净煤气超标，化产品收率降低，导致生产恶性循环，影响煤气用户2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 202 的安全使用。酸汽中若夹带较多焦油雾，在饱和器中凝聚下来，将使酸焦油量增多，并可能使母液起泡，比重减小；严重时有便酸汽从饱和器满流槽中冲出的危险，焦油雾进入洗苯塔内，会使洗油质量变坏，影响苯的回收。 证自控系统的完好运行 硫工艺的自动化水平较高，各装置一环套一环，控制的好，各装置均能稳定顺行；控制不好，各装置互相干扰，互相影响。因此保证煤气净化车间自控设备的完好，备品备件的充裕，对 硫工艺的操作管理是至关重要的。 高氨水对硫化氢选择吸收的效率 控制合适的液气比和氨硫比 环脱硫，实质上就是依靠煤气中的 脱硫液中的循环，来脱出煤气中的 以脱硫贫液中必须含有足够的游离氨，贫液质量主要取决于脱酸系统的操作。其氨硫比是指脱酸贫液中挥发氨与硫化氢的比值，是衡量贫液质量的主要指标。在贫液含氨负荷要求（含挥发氨 18 22g/l）的前提下，氨硫比愈高，对煤气的脱硫效果愈好，实际生产中为 8 左右，通过调节进脱酸塔氨汽量和脱酸塔顶温来控制。 其次，洗涤贫液量与煤气流量之比，即液气比，对煤气脱硫也至关重 要，原则上液气比愈大对煤气脱硫愈有利。当单位循环比在 000 ,洗涤效果随循环比增加显著提高，但增大到某一值之后，变化不再明显。 合理选择脱硫液与煤气的接触时间 由于脱硫液吸收 速率慢得多，因此缩短气液接触时间是提高选择性的有效方法，实践证明，气液接触时间控制在 5 秒以内可完成氨水对硫化氢的选择吸收，在实际操作中，可通过增加煤气流速（煤气大循环量）和改变贫液入口位置来实现选择吸收。 节合适的加碱量，稳定加碱制度 洗涤加碱量的大小及稳定，即可降低净煤气含硫化氢 和氰化氢，防止铵盐在 洗涤 塔内积聚而引起堵塔 ，增大洗涤塔阻力，影响洗涤效果；通过碱液分解富液中固定铵盐， 又可稳定和降低蒸氨脱酸后废水含氨 ，稳定提高废水质量，增加洗涤废水量，提高氨的洗涤效果，既节约软水，又可降低蒸氨脱酸负荷，减少蒸汽消耗，减少污水量，降低生化负荷。 定蒸氨脱酸工序操作 蒸氨脱酸的操作稳定与否，直接影响洗涤和硫酸、硫铵工段，也就是对上道和下道 工序 有直接影响，为此要求送入脱酸塔的富液量以及进蒸氨塔的蒸汽量要相对保持稳定 ，塔低集油定期排放 ，同时要稳定硫铵饱和器正常操作，及时出料，稳定饱 和器阻力，防止饱和器阻力高，影响酸汽的正常排出，进而影响蒸氨脱酸的稳定操作 。 虽然我们 经过一年多的精细化工艺调节和生产过程控制 取得了 一定效果 ，使得生产逐步 走上 正轨， 净煤气含硫化氢达到 l，含氨保持在 l l，含苯保持在 l 左右， 但是还存在着不少问题，归纳起来 主要有以下 几 点： 煤气管线短，随煤气带入焦粉多，初冷器冷却水管挂结焦油、萘和焦粉多，冷却效果差， 煤气 集合温度高 ，焦油、萘、粉尘等杂质带入 电捕、 洗涤、脱酸蒸氨系统， 影响电捕焦油器捕油效果，塔 填 料系统阻力增大 ，影响洗涤效果 ，换热器堵塞 ，影响换热效果及介质通量 。 环水冷却塔凉水架冷却效果差，循环水温度高，造成初冷器后集合温度高及换热设备换热后介质温度高，影响后续生产。 于煤气初冷效果差，脱硫洗涤温度高，由于泵的输送能力及换热器换热效果的影响，洗涤用蒸氨废水和贫液量偏少，洗涤液温度高而量小不能满足洗涤要求，脱硫效率低，洗涤塔后煤气含 有达到设计要求（ 。 于饱和器和稠化器距离及落差较大，导致提料管长，阻力大，提料时克服阻力所需风压高，硫铵提料风压低， 提料不畅甚至提不上料，提料的不均造成硫铵提料管及回流管等堵塞，必须进行透管，额外增加岗位工的劳动强度的同时，长时间不能正常提料造成饱和器阻力升高，硫铵饱和器阻力持续高，影响蒸氨脱酸工段稳定操作。 定焦炉无烟装煤操作，控制好焦炉高压氨水喷洒，减少荒煤气带到煤气净化装置的煤焦粉尘。 加或改造循环水设施，进一步提高循环水冷却塔冷却效果，降低循环水出口温度，保证煤气及工艺介质冷却所需水温水量，满足后续煤气洗涤温度要求，从而达到煤气净化预期效果。 2