2010第四届焦化年会论文集 (40)

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 212 煤气脱硫技术改进 魏新朝 王亚琴 （平煤集团朝川焦化有限公司） 【 摘 要 】 介绍了焦炉煤气常用的脱硫方法，提出了 关于 脱硫塔改造及 湿法脱硫工艺改进的方法，指出工艺改进后，脱硫效率提高，成本下降，操作环境得到改善。 【关键词 】 煤气脱硫 湿法脱硫 干法脱硫 脱硫塔 因煤气的量、用途、周围环境等原因，工业生产中的硫化氢脱除方式也有很大的不同。常用的方法主要为干法脱硫和湿法脱硫两种。 规模较大的焦炉煤气一次脱硫主要采用湿法脱硫。湿法脱硫是利用碱性溶液中的脱硫催化剂与硫化氢反应，在利用空气再生脱 硫催化剂，使单质硫析出，循环操作。脱出的硫化氢以单质硫的形态存在，利用硫回收装置回收单质硫。湿法脱硫采用的脱硫催化剂不同，脱硫和再生的方式也有很大的不同。在现有的焦化厂中采用的湿法脱硫方式主要有两种：一种为前脱硫，氨做碱源，即冷凝鼓风之后先进脱硫工段，之后再进行化学产品 (氨和粗苯等 )的回收；另外一种为后脱硫，用碳酸钠做碱源，即先进行化学产品 (氨和粗苯等 )的回收，最后进脱硫工段进行脱硫。前脱硫时，煤气先进脱硫工段，脱除硫化氢后再送人后续工段，因此消除了硫化氢对后续设备的腐蚀，但硫化氢一般只能脱到 200 煤气须送城市煤气、发电厂时，应加干法二次脱硫以保证 20 脱硫时，煤气进行脱氨、脱苯之后才进入脱硫工段，因此硫化氢对上述工段设备的腐蚀比较严重，同时要消耗大量碳酸钠做碱源以保证碱度，但此法脱硫的指标较高，可达 20 要求，不必另加干法脱硫装置。 现在设计的焦化厂大多使用前脱硫，因为焦化厂的煤气多数不供城市煤气，厂里自用的发电锅炉可用煤和煤气混烧，对煤气中硫化氢的含量要求不高。考虑将来的使用情况，可再加一套干法脱硫装置。因此我们以下的改进主要是针对前脱硫而言的。 脱硫流程简述 焦炉炼焦产生的荒煤气经冷凝鼓风工段处理后，经煤气总管送到脱硫工段，煤气进入脱硫塔下部，与上部喷洒下来的脱硫液逆流接触，煤气由脱硫塔上部送出，脱硫的富液由下部流人溶液循环槽，经泵送溶液加热器，进入再生塔下部与再生空气并流进入再生塔，脱硫液再生后自流去脱硫塔顶部喷淋，循环使用。含析出单质硫的硫泡沫由再生塔顶部流人硫泡沫槽，经泵送至硫回收装置回收单质硫。现在使用的脱硫液中的脱硫催化剂多为 的主要成分是双核酞箐钴磺酸盐。采用 大提高，达 95左右。就上述流程，我们对各个阶段的工艺采取了一些改进，可使脱硫效率提高，成本下降，操作环境得到改善。 硫塔的改造 保足够的传质面积 在脱硫塔内有一对矛盾需要解决，即比表面积大的填料往往容易堵塔，而比表面积小的填料则因传质面积不够造成脱硫效率不高，但不易堵塔。 一般 认为，脱硫系统的主要矛盾就是要能脱下硫，为此必须选用一些比表面积大而相对不易堵塔的填料用于脱硫塔。当然如前所述，堵塔与否也不全在于脱硫塔的设计和布置，再生器的设计与管理和脱硫剂的选用也是很重要的。 用新型分布器 为使脱硫液分布均匀，需尽可能消除脱硫塔填料顶部的“干区”，要求使用新型分布器。目前在塔顶部使2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 213 用的分布器一般是压力管式喷头，而在塔中部则是盘式分布器。压力管式喷头喷淋点不够多且分布不够均匀，同时因为喷出的液体带有雾沫，容易造成雾沫夹带；而盘式分布器因其上面没有液位，当安装稍有不平时就会造成液体在塔内一个侧面断流，即造成气液偏流。为此，改造的第一种方法就是在塔顶换上槽式液体分布器，其特点是喷淋点多且喷洒均匀，能使填料顶部 “干区”减少，提高填料效率。第二种方法是在填料间设置槽盘式气液再分布器以 重新均布气液，且因其上有 140 使安装稍有不平也不会造成偏流，同时它还能阻断壁流，使有限的脱硫液全部发挥作用。 有足够的停留时间 这个问题的提出与脱高硫有关。一般设计脱硫塔时，由于 用刻意考虑这个问题，在一般的工艺计算软件中也没有这个因素。现在提出这个概念，完全是由于脱高硫的需要，这是在实践中总结出来的。脱硫塔内气体要有足够的停留时间将 要依靠两个因素保证，即提高填料高度和增大塔径。目前有些企业已经在这样做了。按过去的设计，年产 80 4 000 在为适应大气量和脱高硫的需要，有些企业已将其放大至 5 000 就给扩产和提高入口 格阻断壁流 壁流的存在会使脱硫液沿塔壁白白流下，既浪费了能量又影响脱硫效率。阻断壁流的最好办法就是将填料分层，层间设置槽盘式气液再分布器。当脱硫塔按上述几个原则改造后，其脱硫效率会大大提高。 硫塔前增加预冷塔 煤气进脱硫塔的温度直接影响吸收、再生效率和副盐产生的速度。温度过低时，吸收和再生的效率低，速度慢；温度过高时，吸 收、再生的速度增加，但副盐产生的速度也大大增加。因此，进塔煤气的温度应控制在 30 40之间。而煤气由冷鼓工段送来时，煤气温度一般为 55 60，直接进入脱硫塔会使副反应增加，脱硫液更换频繁。所以在脱硫塔前增加一台预冷塔，在煤气进入脱硫塔前，使其先进入预冷塔，用水与煤气直接接触，使煤气冷却到 35左右，再进入脱硫塔下段。冷却水可循环使用。山东新泰正大焦化厂在加预冷塔后脱硫液更换的时间由每半月一次延长到每月一次，节省了大量的经费。 环液定期进行气浮除油 煤气是由冷鼓工段送来的，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。经过实践，我们选用一套气浮装置加在脱硫液循环槽旁边，定期清除脱硫液中的焦油和萘，使脱硫液中油含量维持在较低的水平。此法不但可以减少设备、填料的检修更换次数，而且因进入硫泡沫的杂质降低，被回收硫磺的品质得以提高。 熔硫为真空过滤 硫回收问题一直是个不太好解决的问题 。原先各生产厂家硫回收用膜过滤的形式，采用戈尔膜进行单质硫的滤出，过滤效果好，但操作成本高。戈尔膜要进口，价格昂贵，而且经常要更换，国内有些厂家只好用普通的滤布代替，效果很差，滤出的硫磺含水量很大，成品呈糊状，外销非常困难。另外有些厂家采用蒸汽熔硫的工艺路线，成品品质较好，呈膏状，销路较好，但操作环境差，蒸汽耗量大， 1般厂里配发电厂时可考虑使用。现在我们使用真空过滤的方法回收硫磺。再生塔顶的硫泡沫自流进入硫泡沫槽中，在槽中进行搅拌、静置，使固液分层，上层清液自流去循环槽，下层膏 状硫磺自流到真空过滤机过滤桶外层，过滤桶内用真空过滤泵抽真空，硫膏被干燥。桶壁上的干燥硫膏被刮下，经溜槽送包装间，抽出的清液自流回循环槽。这样回收的硫膏品质较好，外销容易，价格也较高。真空过滤不需蒸汽，只需要十几千瓦的用电设备 (根据脱硫规模不同而不同 )。此法适用范围广，操作环境较好，工人的劳动强度小，易于推广。 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 214 综上所述，采用湿法脱硫工艺时，只需要对工艺稍加改进，就可以取得良好的效果，降低生产成本，改善操作环境，提高产品品质，产生良好的社会效益和经济效益。 参考文献 1姜 崴， 焦炉煤气脱硫方 法的比较 J， 科技情报开发与经济 ,2007,(15)。 2王小兵，