真空碳酸钾脱硫工艺的介绍

真空碳酸钾脱硫工艺的介绍张大力毕振清（马钢股份有限公司煤焦化公司）摘要：本文简要介绍了马钢新区焦炉煤气净化系统的工艺流程，详细介绍了真空碳酸钾脱硫单元和克劳斯生产元素硫单元的工艺流程、主要参数、主要设备及其工艺特点。关键词：真空碳酸钾脱硫硫回收工艺介绍1概述马钢新区焦炉煤气净化系统是与2×70孔7.63m大容积焦炉（年产干全焦220万吨）相配套，煤气处理量为13万m3/h，采用的脱硫、脱氰、脱氨工艺为喷淋饱和器生产硫铵、真空碳酸钾脱硫、克劳斯生产元素硫工艺（简称真空碳酸钾工艺），下面对此工艺进行介绍。2工艺流程煤气净化工艺由冷凝鼓风、硫铵、终冷洗苯、脱硫、硫回收、粗苯蒸馏等单元组成，其工艺流程见图1，在此主要介绍脱硫单元和硫回收单元的工艺流程。净煤气脱硫塔洗苯塔终冷塔初冷器电捕焦油器鼓风机净煤气脱硫塔洗苯塔终冷塔初冷器电捕焦油器鼓风机喷淋式饱和器荒煤气荒煤气硫铵硫铵酸气尾气克劳斯装置真空泵再生塔酸气尾气克劳斯装置真空泵再生塔图1煤气净化工艺流程图2.1脱硫单元脱硫单元的工艺流程见图2：来自洗苯塔后的煤气先经过分离器除去从洗苯塔夹带的油滴，然后进入脱硫塔，煤气温度约在27℃，压力约为9kPa。脱硫塔下部填充聚丙烯鲍尔环填料，吸收剂是再生塔底来的贫液（K2CO3溶液），贫液在聚丙烯鲍尔环填料顶部喷洒，煤气自下而上与贫液逆流接触，煤气中的H2S、HCN、CO2等酸性气体被吸收，其主要反应为：2KOH+CO2=K2CO3+H2OK2CO3+H2S=KHS+KHCO3K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3K2CO3+2HCN=2KCN+CO2+H2O为了进一步降低焦炉煤气中H2S含量，在脱硫塔上部增加了一个NaOH溶液洗涤段。在该洗涤段，用于分解蒸氨塔剩余氨水中固定铵盐的NaOH溶液首先用于洗涤经K2CO3溶液喷淋后的焦炉煤气中的H2S，将50%(wt.%)NaOH溶液用软水稀释到5%，5%的NaOH溶液在NaOH溶液洗涤段使用后，送往蒸氨塔分解固定铵盐。脱硫后的净煤气去用户。脱硫塔底得到的富液通过泵先送入碱液循环槽，再经富液/贫液换热器与再生塔底出来的热贫液换热后，由顶部进入再生塔再生，再生塔内装有聚丙烯鲍尔环填料，再生塔在真空低温下运行，富液在塔底再沸器内由热源间接加热，使酸性成分解吸，其反应如下：2KHCO3=K2CO3+CO2+H2O

2KHS+CO2+H2O=K2CO3+2H2S

KCN+KHCO3=K2CO3+HCN表1焦炉煤气净化前后的H2S、HCN含量煤气指标H2S含量（mg/m3）HCN含量（mg/m3）粗焦炉煤气＜7600＜1500净焦炉煤气＜200＜3003.2主要技术操作指标脱硫塔进口煤气温度27℃脱硫塔操作压力9kPa再生塔内温度67～72℃再生塔操作压力－20kPaK2CO3溶液循环量150～160m3/h3.3化学试剂及公辅介质消耗指标脱硫单元和硫回收单元的化学试剂及公辅介质消耗指标见表2：表2化学试剂及公辅介质消耗指标项目消耗指标项目消耗指标50%KOH溶液770kg/d软水7.5m3/h50%NaOH溶液270kg/h热水1000m3/h循环冷却水1300m3/h低压蒸汽9t/h低温冷却水270m3/h电力760kW4主要设备脱硫塔2座（DN5000，H=22600，材质Q235-A）、再生塔2座（DN5400，H=27600，材质Q235-A）、克劳斯装置2套、抽真空系统2套。5工艺特点5.1脱硫采用真空解吸法再生该工艺富液再生采用真空解吸法，操作温度为67～72℃，脱硫和再生系统均在低温低压下运行，腐蚀弱，对设备材质要求不高，吸收塔、再生塔及大部分设备材质为碳钢，使整个装置投资减少。5.2煤气净化效果好该脱硫工艺属于湿式吸收法，正常工况下，脱硫效率可达95%以上，脱氰效率可达80%，且在脱硫塔上部增加了一个NaOH溶液洗涤段，进一步降低了煤气中H2S含量，可使净煤气中H2S含量降到200mg/m3以下，满足环境保护和一般冶金燃气的质量要求。5.3硫磺转化率高、质量优硫回收采用酸汽部分燃烧法与催化转化的克劳斯工艺流程，H2S的转化率达96%,所得产品固体硫磺的纯度高达99.5%,是优质化工原料。5.4余热利用本工艺设置废热锅炉及贫富液换热器，最大限度地利用过程气及贫液的余热，节省了能源，提高了整个装置的热效率。再生塔的热源为废热锅炉所产的蒸汽或初冷器所产的热水，不需外加蒸汽；贫液与富液进行热交换，既降低了贫液的温度，又提高了富液的温度，即节约了冷却水和蒸汽的消耗。5.5环境保护好本工艺产生的克劳斯尾气返回吸煤气管道，不污染大气，而尾气中剩余H2S还可继续回收，可燃成分也得