脫硫廢液提鹽技術在HPF法脫硫中的應用

張朋朋 陳 濤

(陜西黃陵煤化工有限責任公司 陜西黃陵727307)

王 雷

(黃陵礦業(yè)集團有限責任公司 陜西黃陵727307)

陜西黃陵煤化工有限責任公司脫硫系統(tǒng)采用以氨為堿源、HPF為復合型催化劑的脫硫工藝。在投運初期，脫硫系統(tǒng)運行穩(wěn)定，脫硫效率較高，但此脫硫工藝存在脫硫液副鹽含量超標進而影響脫硫效率的問題，制約著脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為此，引進了脫硫廢液提鹽技術，對脫硫液中的副鹽進行提取，從根本上解決了脫硫系統(tǒng)脫硫液的處理難題，保證了煤氣中H2S含量指標合格，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益可觀。

1 脫硫系統(tǒng)運行情況

1.1 HPF法脫硫工藝流程

HPF法脫硫工藝流程見圖1。來自冷鼓工段的煤氣首先進入預冷塔，經(jīng)制冷水冷卻后的煤氣溫度降至25 ℃，然后進入脫硫塔下部，與脫硫塔塔頂噴淋下來的脫硫貧液逆流接觸，使煤氣中H2S質(zhì)量濃度降至30 mg/m3左右，洗滌后的煤氣經(jīng)捕霧段除去霧滴后送至硫銨工序。

圖1 HPF法脫硫工藝流程

在脫硫塔吸收了H2S和HCN的脫硫富液經(jīng)脫硫塔液封槽流至溶液循環(huán)槽，在溶液循環(huán)槽內(nèi)補充剩余氨水蒸氨后的濃氨水和滴加來自催化劑貯槽的催化劑后，由溶液循環(huán)泵抽送至溶液換熱器與制冷水換熱，使溶液溫度保持在29 ℃左右進入再生塔再生。自空壓站來的壓縮空氣和脫硫富液由再生塔下部并流進入再生塔對脫硫液進行氧化再生，再生后的脫硫貧液進入脫硫塔塔頂循環(huán)噴淋脫硫。再生塔內(nèi)產(chǎn)生的硫泡沫由再生塔上部擴大部分排至硫泡沫槽，在此經(jīng)攪拌、加熱、沉降、分離后，硫泡沫由硫泡沫泵加壓后進入熔硫釜連續(xù)熔硫，生產(chǎn)硫磺外售。

1.2 脫硫系統(tǒng)運行情況

脫硫系統(tǒng)投運之后，塔后氣中H2S含量處于正常水平，可以滿足后續(xù)甲醇生產(chǎn)要求。但在脫硫系統(tǒng)運行了半年以后，出現(xiàn)塔后氣中H2S含量超標(質(zhì)量濃度達513.58 mg/m3)現(xiàn)象，困擾生產(chǎn)運行。經(jīng)對脫硫液中NH4CNS和(NH4)2S2O3含量進行分析(表1)可以看出，隨著系統(tǒng)運行時間的推延，NH4CNS和(NH4)2S2O3含量逐漸升高，導致塔后氣中H2S含量升高。因此，降低脫硫液中副鹽含量成為亟待解決的問題。

2 脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運行效果

2.1 脫硫廢液提鹽系統(tǒng)工藝流程

脫硫廢液提鹽系統(tǒng)工藝流程見圖2。從脫硫地下槽來的脫硫廢液先進入提鹽系統(tǒng)脫色釜，加入活性炭后在常壓下攪拌并加熱至95～100 ℃，利用活性炭的吸附作用將脫硫液中的懸浮硫、焦油及催化劑等脫除，隨后活性炭和清液一同進入活性炭壓濾板框過濾，得到合格清液，并分離出廢活性炭。清液進入濃縮釜，在真空負壓攪拌狀態(tài)下被蒸汽加熱至60～70 ℃進行減壓濃縮。在濃縮過程中，緩慢添加經(jīng)離心機分離后的母液，逐步提高濃縮釜內(nèi)脫硫清液副鹽濃度；濃縮至一定濃度和溫度上升至一定溫度時，用壓濾板框對濃縮液進行熱過濾，分離出副產(chǎn)品硫代硫酸銨和硫酸銨混合物；過濾后的清液進入結晶釜冷卻至23～25 ℃，再次結晶后進入離心機分離，得到主要產(chǎn)品硫氰酸銨；分離后的母液回到濃縮釜內(nèi)蒸發(fā)，往返循環(huán)。

表1 脫硫廢液化驗分析結果

圖2 脫硫廢液提鹽工藝流程

2.2 脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運行情況

脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運行后，利用提鹽系統(tǒng)對脫硫系統(tǒng)脫硫液進行置換，脫硫系統(tǒng)脫硫液副鹽含量逐漸降低，副鹽質(zhì)量濃度由投運前300 mg/L以上降低至200 mg/L以下，最低達到140 mg/L，副鹽含量降到預期目標；同時，脫硫系統(tǒng)脫硫效果明顯回升，塔后氣中H2S含量恢復到正常水平；同時，提鹽系統(tǒng)產(chǎn)出的產(chǎn)品硫氰酸銨質(zhì)量達到預期要求。脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運行后，脫硫液副鹽含量和塔后氣中H2S含量對比見圖3。

圖3 脫硫液副鹽質(zhì)量濃度和塔后氣中H2S質(zhì)量濃度對比

3 效益分析

(1)脫硫廢液提鹽系統(tǒng)日運行費用32 500元，日銷售收入62 000元，按年運行時間330 d計，年增加收益973.5萬元左右。

(2)脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運行后，解決了HPF脫硫系統(tǒng)副鹽含量升高導致脫硫效率降低的問題，避免了因脫硫效率降低導致H2S和HCN含量超標對后續(xù)系統(tǒng)運行的影響；同時，解決了脫硫廢液亂排放的問題，避免對環(huán)境造成的直接污染，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。