高炉煤气两段式干法精脱硫技术规范编制说明

《高炉煤气两段式干法精脱硫技术规范》编制说明一、任务来源本标准由中国特钢企业协会提出并归口。由北京铝能清新环境技术有限公司、冶金工业规划研究院等单位共同起草，并共同参与前期研究、调研和标准的编制、修改、技术数据验证以及标准推广等工作。二、制定本标准的目的和意义2019年5月，生态环境部、国家发改委、工信部等五部委下发了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号），对钢铁行业各工序污染物排放限值提出了更严格的要求。同时，明确提出高炉煤气精脱硫的技术要求。为此，钢铁企业全面推动超低排放改造。在已公示完成超低排放改造的百余家企业中，40%左右的企业均建设高炉煤气精脱硫设施。主要选择的技术路线包括“水解+干法吸附”、“水解+湿法氧化法”、“微晶吸附法”、“水解+碱洗法”等。在众多的技术中，“水解+干法吸附”具有工艺流程较短，运转设备少，操作维护较简单，硫化氢脱除率高，可达到98%，适应波动能力强，可靠性高，无废水产生等优势，作为优先推荐选择的高炉煤气精脱硫技术工艺。目前，在工业领域尚无“水解+干法吸附”高炉煤气精脱硫相关技术标准。在钢铁超低排放的工作推动下，近年来环保企业注册数量成指数型增长，环保市场鱼龙混杂的情况较为严重，部分企业建设的高炉煤气精脱硫设施不能稳定达到环保要求，造成企业二次投资改造。因此，为规范“水解+干法吸附”高炉煤气精脱硫的技术要点，对钢铁企业选择和使用高炉煤气精脱硫的技术提供重要的指导和支撑，提出开展《高炉煤气两段式干法精脱硫技术规范》标准的制定工作。通过本文件的实施应用，助推钢铁企业持续满足超低排放要求，促进钢铁企业绿色发展。三、标准编制过程北京铝能清新环境技术有限公司、冶金工业规划研究院等单位共同承担《高炉煤气两段式干法精脱硫技术规范》团体标准的编制工作，组建了该团体标准起草小组，明确各自的责任和分工并开展工作。在《高炉煤气两段式干法精脱硫技术规范》标准制定过程中，起草小组认真查阅有关资料、收集相关数据信息，进行本团体标准的编制工作。主要编制过程如下：2025年1月，中国特钢企业协会团体标准化工作委员会（以下简称团标委）秘书处给各位委员发出团体标准立项函审单。到立项函审截止日期，没有委员提出不同意见。2025年2月，团标委正式下达《高炉煤气两段式干法精脱硫技术规范》团体标准立项计划（2025年第一批）。团体标准立项后，北京铝能清新环境技术有限公司、冶金工业规划研究院等企业相关人员组成了标准起草组，提出了标准编制计划和任务分工，并开始标准编制工作。2025年3月-2025年5月：编制组完成标准草案编写。四、标准编制原则一是满足钢铁企业使用需要的原则。力争达到“科学、合理、先进、实用”。二是实践标准供给侧改革的原则。争取实现团体标准的“及时性”、“先进性”和“市场性”的要求。三是技术创新的原则。在与国家标准体系协调一致的基础上，在标准结构、内容及主要技术指标等方面进行技术创新，在标准中充分体现技术特点。五、主要技术内容（一）标准编写格式文件内容符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定。本文件规定了高炉煤气两段式干法精脱硫技术的原理与工艺、技术要求、安全与环保以及运行与维护。（二）关于适用范围本文件适用于高炉煤气采用两段式干法精脱硫技术进行脱硫的钢铁企业。术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。（四）原理与工艺高炉煤气中的硫主要以COS、CS2、H2S形式存在，采用水解工艺主要原理就是在催化作用下，高炉煤气中的有机硫组分与煤气中的水发生反应，先将有机硫转化为硫化氢，然后采用氧化法将H2S氧化成固态单质硫进行回收脱除。目前，相关的机理已在行业层面达成共识。工艺流程结合本技术的实际应用案例。钢铁企业高炉煤气通常配备除尘设施及TRT回收设施，本技术主要在除尘后及TRT前建设预处理与水解转化一体化装置，在TRT后配套脱硫塔，实现两段式高炉煤气精脱硫。（五）技术要求1.基本要求国家在环保、安全生产等方面出台了一系列法规政策，如环保排放标准、安全生产规范等，本标准以此为依据，要求企业的脱硫技术装备必须满足相关规定，避免因违规导致的法律风险和环境问题。考虑到高炉在不同生产阶段，如开炉、正常生产、检修等，煤气产生量会有所波动，且可能出现短期的高峰值。以最大煤气量作为设计处理量，能够确保脱硫装置在各种工况下都能稳定运行，有效处理全部煤气，避免因处理能力不足导致煤气未经脱硫直接排放，影响环境质量。考虑煤气输送系统的动力消耗和设备运行稳定性。过高的阻力降会增加煤气输送过程中的能耗，导致企业生产成本上升；过大的阻力可能会影响高炉的正常生产，如导致炉顶压力波动，影响高炉顺行。通过工程实践和模拟研究，将总阻力降控制在6kPa以内，既能保证煤气顺利通过脱硫装置，又能在合理的能耗范围内运行，平衡了经济性和生产稳定性。随着环保要求的不断提高，对工业废气中硫排放的限制愈发严格。200mg/Nm3的总硫浓度标准能够满足当前环保法规对高炉煤气排放的要求，同时也能满足煤气作为燃料使用时对硫含量的限制，确保煤气在后续利用过程中不会因硫含量过高而对设备造成腐蚀，或产生污染问题。颗粒物会对脱硫装置的设备和催化剂等产生不良影响，如堵塞设备管道、磨损设备部件、降低催化剂活性等。将入口颗粒物含量控制在较低水平，能够保护脱硫装置的正常运行，延长设备和催化剂的使用寿命，提高脱硫效率和稳定性。2.预处理与水解转化一体化装置水解催化剂在90-140℃的温度范围内能够发挥最佳活性，有利于高炉煤气中有机硫的水解转化反应。当煤气温度低于90℃时，反应速率会显著降低，有机硫转化率下降；而当温度高于140℃时，可能会导致催化剂的热稳定性受到影响，甚至发生催化剂失活等问题。因此，通过增设预加热升温系统或降温装置来调节煤气温度，确保其在合适的范围内，以保证预处理与水解转化一体化装置的高效运行。空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的气体流量，它直接影响着反应的接触时间和反应效果。较低的空速意味着煤气与催化剂的接触时间较长，有利于反应充分进行，但会降低装置的处理能力；较高的空速则会缩短接触时间，可能导致反应不完全。经过工程实践验证，在500-2000h-1的空速范围内，既能保证预处理剂和水解催化剂对煤气中有机硫有较高的转化率，又能满足工业生产对装置处理能力的要求，实现了反应效果和生产效率的平衡。规定高炉煤气中有机硫转化率应≥90%，是基于环保要求和高炉煤气后续第二段净化对硫化物脱除的需求。有机硫若不进行有效转化，会影响后续二段脱除效率，增加后续脱硫的难度和成本，还可能对煤气的后续利用造成环保问题。3.脱硫塔温度范围是根据脱硫剂的最佳工作温度确定的。脱硫剂在40-70℃的温度区间内，能够与高炉煤气中的无机硫发生快速、高效的化学反应，实现无机硫的脱除。当温度低于40℃时，脱硫反应速率减慢，脱除效率降低；当温度高于70℃时，可能会导致脱硫剂的化学性质发生变化，影响其使用寿命和脱硫效果。与预处理和水解转化过程类似，空速对脱硫塔的脱硫效果和处理能力有着重要影响。在400-1500h-1的空速范围内，既能保证脱硫剂与煤气中的无机硫充分接触，实现较高的脱除率，又能满足工业生产对脱硫塔处理能力的需求。为了确保高炉煤气经过脱硫塔处理后，总硫浓度能够满足环保排放标准和后续利用要求，高炉煤气中无机硫平均脱除率应≥90%。在合理的工艺条件和操作参数下，实现90%以上的无机硫脱除率是可行的，且能够有效降低煤气中的硫含量，减少对环境的污染和对后续设备的影响。在脱硫过程中，脱硫剂会逐渐消耗其活性成分，导致脱硫效率下降。通过补氧再生，可以恢复脱硫剂的活性，延长其使用寿命，降低生产成本。同时，由于高炉煤气具有易燃易爆的特性，氧气的引入必须严格控制安全值，以防止发生爆炸等安全事故。4.辅助系统国家针对电气设计、安装和安全运行制定的强制性标准，涵盖了电气系统的供电可靠性、电气设备的选型、电气安全防护等方面的要求。高炉煤气精脱硫系统涉及到的电气设备，如电机、泵、风机、仪表等，应符合国家相关标准要求。随着工业自动化技术的不断发展，自动化控制在工业生产中的应用越来越广泛。在高炉煤气精脱硫系统中设置自动化系统控制装置，能够实时监测和控制脱硫过程中的各项参数，如煤气流量、温度、压力、硫含量等，实现系统的精准调控，提高脱硫效率和稳定性。同时，将脱硫系统与高炉生产过程进行一体化控制、管理和运营，能够实现信息共享和协同优化，根据高炉生产的实际情况及时调整脱硫系统的运行参数，提高整个钢铁生产过程的效率和经济效益，降低人工操作成本和人为失误风险。（六）安全与环保本部分参考《冶金烧结球团烟气氨法脱硫设计规范》（GB50965-2014）等标准。主要提出对主体设施防火、防爆、防雷等要求，以及可能产生环保问题的预防和处置要求。（七）运行与维护本部分参考《活性焦干法脱硫技术规范》（DL/T1657-2016）等标准，结合高炉煤气精脱硫工艺技术，提出运行与维护的相关要求。六、与国内其它法律、法规的关系制定本标准时依据并引用了国内有关现行有效的标准，也不违背国内其它行业标准、法律、法规及强制性标准的有关规定。七、标准属性本标准属于中国特钢企业协会团体标准。八、标准水平及预期效果在当前钢铁行业全面推动环保超低排放背景下，本文件旨在对钢铁企业选择和运行高炉煤