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焦炉煤气是宝贵的资源,作为工业或民用燃料,是一种清洁能源,具有较高的热值;作为化工原料气,可生产甲醇或二甲醚等。在炼焦过程中原料煤中约30%~35%的硫转化成H2S等硫化物,与NH3和HCN等一起形成煤气中的杂质。H2S和HCN具有很强的腐蚀性、毒性,在空气中含有0.1%的H2S就能使人致命。焦炉煤气若不脱除H2S会严重腐蚀设备;作为民用燃料会污染环境,损害人身健康;作为冶金燃料使用时则会严重影响钢铁产品与化工产品的质量;作为原料气生产甲醇会严重的影响合成催化剂的使用寿命,同时在燃烧时会产生大量的二氧化硫等有害物质,污染大气,严重时会形成酸雨。
本人曾在山西、云南、内蒙等多省数个焦化厂做过相关领域的考察和应用,可以说焦炉气脱硫很多不被企业所重视,许多焦化厂甚至没有脱硫装置。最近几年随着国家环保政策的出台和加强以及延伸产品的生产,焦化厂纷纷开始增设脱硫系统,加强了脱硫技术的学习和改造。从以下几个方面和大家交流一下。
1焦炉气脱硫值得关注的几个问题
焦炉气脱硫,经过几十年的发展形成了一些传统流程,该流程具有流程简单、易操作、生产稳定和建设投资低的优点,在多年的焦化生产中发挥了重要的作用。最近几年,随着焦化技术的不断进步,为了达到更好的脱硫效果,很多厂在实际运行中有了些变化,这些变化应该说还是值得借鉴的。
1.1脱硫塔的设置
对于焦炉气脱硫由于进口H2S含量一般都很高,从几克到几十克每标方不等。在脱硫工程设计时一般都设计成双系统即可并联操作、亦可串联运行。双脱硫塔并联操作时,脱硫系统阻力小,单塔负荷低不容易堵塔。但脱硫效率不如双塔串联运行时高。考虑到焦炉气入口硫化氢较高,脱硫装置最好采用双塔串联的运行方式。
从不断提高脱硫效率的角度来考虑,尤其是焦炉气制甲醇要求出口小于20mg/m3,焦化厂脱硫也应该采用串联流程。为了克服塔阻力和塔堵的问题,脱硫塔的喷淋密度应大于50m3/m2˙h,同时加强硫泡沫的浮选,降低悬浮硫含量等来减少堵塔的几率。
另外,前塔可以尝试空塔喷塔(即采用高效雾化喷头取代轻瓷填料),后塔采用空塔喷淋+填料的复合型塔(即脱硫塔的中、下段采用高效雾化喷头、空塔喷淋,上段使用填料)的科学组合方式。目前这种组合方式已广泛的应用在化肥行业,具有工作硫容大、溶液循环量小,脱硫效率高,系统压降小等诸多优点,效果十分理想。我想这也可作为今后焦炉煤气脱硫发展的方向,不过由于焦炉气成分复杂,脱硫液比较脏,所以采用空塔喷淋堵塞问题还需要解决。
1.2高塔再生和喷射再生
目前焦炉气脱硫的再生采用高塔再生和喷射再生两种方式。这两种方式各有特色。其区别如下:
⑴高塔再生采用空压机提供的压缩空气,需要动力。压缩送风相对稳定,液位、泡沫溢流可以自动控制,由于再生塔比较高,操作不是太方便,但有很多厂增加了视频监控系统后,操作起来比以前方便多了。
再生槽再生采用喷射器自吸空气,再生槽再生占地面积稍大一些,高度低,不需要空压机,节省了空压机的动力消耗。
⑵高塔再生只有循环泵,贫液从再生塔顶靠位压自流到脱硫塔内。再生槽再生需要贫液泵和富液泵,单从动力消耗上来讲,再生槽再生比高塔再生动力消耗要大些。
⑶关于再生效果,从我个人来看,喷射再生更便于观测再生、溢流状况,稍优于高塔再生,很多厂再生后贫液悬浮硫能达到0.2g/L以下,这在焦化行业属领先水平。
⑷关于投资方面,高塔再生占地面积小,但设备投资较大。喷射再生,设备投资相对较小。当然喷射再生时喷射器易发生硫堵而影响吸空气量,造成再生槽内硫泡沫时好时坏,日常需要维护检修。具体采用那种再生方式,可根据厂家的实际情况考虑。
1.3调整初冷温度,加强脱硫预净化
由于初冷的操作温度高,使煤气中的焦油和萘等不能在初冷工序中回收下来,使焦油和萘在流程中后移,造成后续工序的严重污染,很多厂脱硫液严重的发黄,影响脱硫效率的同时也影响了硫黄质量。因此,初冷温度必须降到尽可能低的程度使其保持≤22OC,并确保电扑焦电器正常工作,使煤气中的焦油状的物质得到充份净化,防止其在横管预冷器中冷却时形成堵塞,导致被迫停运清扫或冷却效果降低。
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