張利文++王一嶺
摘 要:該文在分析了烏海地區(qū)焦化行業(yè)二氧化硫的來源的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國當(dāng)前焦化行業(yè)脫硫的技術(shù)方法,分析了新標準的執(zhí)行對焦化企業(yè)的影響,并提出了達標排放的控制措施。
關(guān)鍵詞:焦化行業(yè) 二氧化硫 控制措施
中圖分類號:X322 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(a)-0081-02
隨著近幾年鋼鐵規(guī)模的快速發(fā)展,焦化產(chǎn)量也急速擴大,隨之而來的環(huán)境問題日益受到人們的關(guān)注,焦化作為“兩高一資”行業(yè),面臨的資源和環(huán)境壓力越來越突出,焦炭一度成為高耗能、高污染的代名詞[1]。目前,日本、歐美等發(fā)達國家煉焦能力處于萎縮狀態(tài),我國自1993年開始已成為全球最大的焦炭生產(chǎn)和出口國,2002年實際焦炭產(chǎn)量已超過1.4億t,2003年達到2億t的水平,2006年焦炭的實際產(chǎn)量約為2.6億t[2],2013年焦化產(chǎn)量已超過4.8億t。焦化行業(yè)污染重,治理難,一致以來都是環(huán)保重點治理的行業(yè),作為焦化行業(yè)主要大氣污染物之一的二氧化硫的排放更是一直受到普遍關(guān)注。
1 焦化行業(yè)二氧化硫的來源
焦化行業(yè)的二氧化硫主要來源于焦爐煤氣燃燒排放的二氧化硫。焦爐煤氣的硫主要是由煉焦原料配合煤帶入工藝系統(tǒng)中,在煉焦過程中,煤中大約20%~45%的硫轉(zhuǎn)化成H2S等硫化物,與NH3和HCN等一起形成焦爐煤氣中的雜質(zhì)帶走[3],剩余約55%~80%的硫進入產(chǎn)品焦炭中。煤氣中95%以上的硫是以H2S形態(tài)存在的,其他為有機硫[4],煤氣中含有的H2S等硫化物在煤氣凈化過程中,大部分在脫硫系統(tǒng)被生成硫磺[5],很少一部分進入副產(chǎn)品焦油、粗苯中,其余部分殘留在脫硫后的凈煤氣中,在煤氣燃燒過程中轉(zhuǎn)化為二氧化硫排放。焦爐煤氣的脫硫效果直接影響了焦化企業(yè)二氧化硫的排放。
目前,國內(nèi)企業(yè)采用的焦爐煤氣脫硫工藝主要有FRC法、TH法、HPF法[6]、改良ADA法、AS法、Sulfiban法、PDS+栲膠法[7]等,下表給出了各種焦爐煤氣脫硫工藝的技術(shù)經(jīng)濟指標比較,見表1。
從表1可以看出,綜合考慮塔后H2S 濃度、脫硫效率、投資、運行成本等因素,HPF法、PDS+栲膠等脫硫工藝具有運行成本低,脫硫效率高的特點,是發(fā)展的主要方向。
2 焦化行業(yè)二氧化硫的排放及達標情況
脫硫后的凈煤氣大約45%返回焦爐作為燃料氣燃燒,其中的硫化氫因焦爐煤氣的燃燒反應(yīng)生成二氧化硫,與煙塵一起由焦爐煙囪排入大氣。另外,焦化企業(yè)的鍋爐、脫苯工段的管式爐加熱均使用凈化煤氣,剩余凈煤氣則不同企業(yè)采取的利用方式不同,可作為原料,如制取甲醇、合成天然氣的原料氣[8]等,也可作為燃料,如燒白灰或鎂冶煉等。
內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭資源中煉焦用煤總儲量約為52億 t,其中80%左右分布在烏海市。根據(jù)對內(nèi)蒙地區(qū)已投產(chǎn)和正在建設(shè)幾家百萬噸焦化企業(yè)的調(diào)查可以看出,產(chǎn)品以生產(chǎn)二級冶金焦為主。煉焦配合煤消耗指標平均值為1.30 t/t(焦炭),煉100萬 t/a焦炭需消耗配合煤130萬 t/a,配合煤含硫平均值以0.8%計,則配合煤中帶入硫量為10400 t/a。其中,進入產(chǎn)品焦炭的硫占配合煤中總硫平均為70%(產(chǎn)品焦炭含硫平均為0.73%),產(chǎn)品焦炭帶走的硫為7280 t/a;荒煤氣中硫占總硫的比例平均為30%,則進入黃煤氣中的硫為3120 t/a。單位產(chǎn)品煤氣發(fā)生量平均為430 m3/t(焦炭),荒煤氣含硫量平均為7.3 g/m3。
隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準的執(zhí)行,新建焦化企業(yè)機焦、半焦爐焦爐煙囪二氧化硫排放濃度達到50 mg/m3,要達到該排放濃度,要求焦爐煤氣脫硫后的含硫量低于約160 mg/m3,從烏海地區(qū)的焦化企業(yè)的荒煤氣含硫量來看,要滿足新標準要求,采用的焦爐煤氣脫硫工藝的脫硫效率應(yīng)大于98%。下表給出了不同焦化企業(yè)焦爐煙囪二氧化硫排放濃度,見(表2)。
從已經(jīng)運行的該地區(qū)的焦化企業(yè)運行結(jié)果看,焦爐煙囪二氧化硫排放濃度滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準要求的現(xiàn)有企業(yè)焦爐煙囪二氧化硫排放濃度100 mg/m3的限值要求,但超過新標準要求50 mg/m3的排放限值要求,根據(jù)《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準要求現(xiàn)有企業(yè)自2015年1月1日起焦爐煙囪需要執(zhí)行50 mg/m3的排放限值要求,現(xiàn)有企業(yè)基本難以達標排放,需要進一步提高焦爐煤氣的脫硫效率,降低塔后 H2S 濃度和總硫的濃度。
3 結(jié)語
焦化企業(yè)作為高污染的一個行業(yè),控制二氧化硫的排放量是今后一段時間的主要任務(wù)之一,隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準的執(zhí)行,新建企業(yè)應(yīng)根據(jù)原料煤的煤質(zhì)特點采取煤氣脫硫工藝,應(yīng)首選HPF法、PDS+栲膠等脫硫效率高,運行成本少的成熟技術(shù),在一級脫硫難以滿足排放要求的情況下,可考慮多級脫硫,并加強對脫硫系統(tǒng)的運行監(jiān)管和控制,從源頭減少二氧化硫的產(chǎn)生,確保滿足新標準的排放要求。
參考文獻
[1] 劉慶輝,史建雨,孫寧.焦化行業(yè)建設(shè)期存在的環(huán)境問題.河北化工,2010,33(1): 76-78.
[2] 鄭明東,程新發(fā).我國焦化工業(yè)的能源與水資源利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].燃料與化工,2010,41(1):1-5.
[3] 李國強,李珍珍,石玉良,等.焦化脫硫廢液資源化處理技術(shù)開發(fā)[J].工業(yè)水處理,2013,33(9):10-14.
[4] 田賀忠,程軻,許嘉鈺,等.焦化行業(yè)脫硫工藝多級模糊綜合評價[J].煤炭學(xué)報,2010,33(9):1542-1547.
[5] 朱文利,劉運良.焦爐煤氣脫硫方法評述[J].潔凈煤技術(shù),1997,3(3):34-37.
[6] 劉鳳娥.氨法HPF煤氣脫硫工藝的應(yīng)用與完善[J].包鋼科技,2009,35(3):36-38.
[7] 張紅兵.PDS脫硫技術(shù)在焦化行業(yè)的應(yīng)用[J].山西化工,2006,26(6):51-52.
[8] 楊敏建,張鳴林,韓梅,等.焦爐煤氣利用現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].煤礦現(xiàn)代化,2011(6):1-3.endprint
摘 要:該文在分析了烏海地區(qū)焦化行業(yè)二氧化硫的來源的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國當(dāng)前焦化行業(yè)脫硫的技術(shù)方法,分析了新標準的執(zhí)行對焦化企業(yè)的影響,并提出了達標排放的控制措施。
關(guān)鍵詞:焦化行業(yè) 二氧化硫 控制措施
中圖分類號:X322 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(a)-0081-02
隨著近幾年鋼鐵規(guī)模的快速發(fā)展,焦化產(chǎn)量也急速擴大,隨之而來的環(huán)境問題日益受到人們的關(guān)注,焦化作為“兩高一資”行業(yè),面臨的資源和環(huán)境壓力越來越突出,焦炭一度成為高耗能、高污染的代名詞[1]。目前,日本、歐美等發(fā)達國家煉焦能力處于萎縮狀態(tài),我國自1993年開始已成為全球最大的焦炭生產(chǎn)和出口國,2002年實際焦炭產(chǎn)量已超過1.4億t,2003年達到2億t的水平,2006年焦炭的實際產(chǎn)量約為2.6億t[2],2013年焦化產(chǎn)量已超過4.8億t。焦化行業(yè)污染重,治理難,一致以來都是環(huán)保重點治理的行業(yè),作為焦化行業(yè)主要大氣污染物之一的二氧化硫的排放更是一直受到普遍關(guān)注。
1 焦化行業(yè)二氧化硫的來源
焦化行業(yè)的二氧化硫主要來源于焦爐煤氣燃燒排放的二氧化硫。焦爐煤氣的硫主要是由煉焦原料配合煤帶入工藝系統(tǒng)中,在煉焦過程中,煤中大約20%~45%的硫轉(zhuǎn)化成H2S等硫化物,與NH3和HCN等一起形成焦爐煤氣中的雜質(zhì)帶走[3],剩余約55%~80%的硫進入產(chǎn)品焦炭中。煤氣中95%以上的硫是以H2S形態(tài)存在的,其他為有機硫[4],煤氣中含有的H2S等硫化物在煤氣凈化過程中,大部分在脫硫系統(tǒng)被生成硫磺[5],很少一部分進入副產(chǎn)品焦油、粗苯中,其余部分殘留在脫硫后的凈煤氣中,在煤氣燃燒過程中轉(zhuǎn)化為二氧化硫排放。焦爐煤氣的脫硫效果直接影響了焦化企業(yè)二氧化硫的排放。
目前,國內(nèi)企業(yè)采用的焦爐煤氣脫硫工藝主要有FRC法、TH法、HPF法[6]、改良ADA法、AS法、Sulfiban法、PDS+栲膠法[7]等,下表給出了各種焦爐煤氣脫硫工藝的技術(shù)經(jīng)濟指標比較,見表1。
從表1可以看出,綜合考慮塔后H2S 濃度、脫硫效率、投資、運行成本等因素,HPF法、PDS+栲膠等脫硫工藝具有運行成本低,脫硫效率高的特點,是發(fā)展的主要方向。
2 焦化行業(yè)二氧化硫的排放及達標情況
脫硫后的凈煤氣大約45%返回焦爐作為燃料氣燃燒,其中的硫化氫因焦爐煤氣的燃燒反應(yīng)生成二氧化硫,與煙塵一起由焦爐煙囪排入大氣。另外,焦化企業(yè)的鍋爐、脫苯工段的管式爐加熱均使用凈化煤氣,剩余凈煤氣則不同企業(yè)采取的利用方式不同,可作為原料,如制取甲醇、合成天然氣的原料氣[8]等,也可作為燃料,如燒白灰或鎂冶煉等。
內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭資源中煉焦用煤總儲量約為52億 t,其中80%左右分布在烏海市。根據(jù)對內(nèi)蒙地區(qū)已投產(chǎn)和正在建設(shè)幾家百萬噸焦化企業(yè)的調(diào)查可以看出,產(chǎn)品以生產(chǎn)二級冶金焦為主。煉焦配合煤消耗指標平均值為1.30 t/t(焦炭),煉100萬 t/a焦炭需消耗配合煤130萬 t/a,配合煤含硫平均值以0.8%計,則配合煤中帶入硫量為10400 t/a。其中,進入產(chǎn)品焦炭的硫占配合煤中總硫平均為70%(產(chǎn)品焦炭含硫平均為0.73%),產(chǎn)品焦炭帶走的硫為7280 t/a;荒煤氣中硫占總硫的比例平均為30%,則進入黃煤氣中的硫為3120 t/a。單位產(chǎn)品煤氣發(fā)生量平均為430 m3/t(焦炭),荒煤氣含硫量平均為7.3 g/m3。
隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準的執(zhí)行,新建焦化企業(yè)機焦、半焦爐焦爐煙囪二氧化硫排放濃度達到50 mg/m3,要達到該排放濃度,要求焦爐煤氣脫硫后的含硫量低于約160 mg/m3,從烏海地區(qū)的焦化企業(yè)的荒煤氣含硫量來看,要滿足新標準要求,采用的焦爐煤氣脫硫工藝的脫硫效率應(yīng)大于98%。下表給出了不同焦化企業(yè)焦爐煙囪二氧化硫排放濃度,見(表2)。
從已經(jīng)運行的該地區(qū)的焦化企業(yè)運行結(jié)果看,焦爐煙囪二氧化硫排放濃度滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準要求的現(xiàn)有企業(yè)焦爐煙囪二氧化硫排放濃度100 mg/m3的限值要求,但超過新標準要求50 mg/m3的排放限值要求,根據(jù)《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準要求現(xiàn)有企業(yè)自2015年1月1日起焦爐煙囪需要執(zhí)行50 mg/m3的排放限值要求,現(xiàn)有企業(yè)基本難以達標排放,需要進一步提高焦爐煤氣的脫硫效率,降低塔后 H2S 濃度和總硫的濃度。
3 結(jié)語
焦化企業(yè)作為高污染的一個行業(yè),控制二氧化硫的排放量是今后一段時間的主要任務(wù)之一,隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準的執(zhí)行,新建企業(yè)應(yīng)根據(jù)原料煤的煤質(zhì)特點采取煤氣脫硫工藝,應(yīng)首選HPF法、PDS+栲膠等脫硫效率高,運行成本少的成熟技術(shù),在一級脫硫難以滿足排放要求的情況下,可考慮多級脫硫,并加強對脫硫系統(tǒng)的運行監(jiān)管和控制,從源頭減少二氧化硫的產(chǎn)生,確保滿足新標準的排放要求。
參考文獻
[1] 劉慶輝,史建雨,孫寧.焦化行業(yè)建設(shè)期存在的環(huán)境問題.河北化工,2010,33(1): 76-78.
[2] 鄭明東,程新發(fā).我國焦化工業(yè)的能源與水資源利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].燃料與化工,2010,41(1):1-5.
[3] 李國強,李珍珍,石玉良,等.焦化脫硫廢液資源化處理技術(shù)開發(fā)[J].工業(yè)水處理,2013,33(9):10-14.
[4] 田賀忠,程軻,許嘉鈺,等.焦化行業(yè)脫硫工藝多級模糊綜合評價[J].煤炭學(xué)報,2010,33(9):1542-1547.
[5] 朱文利,劉運良.焦爐煤氣脫硫方法評述[J].潔凈煤技術(shù),1997,3(3):34-37.
[6] 劉鳳娥.氨法HPF煤氣脫硫工藝的應(yīng)用與完善[J].包鋼科技,2009,35(3):36-38.
[7] 張紅兵.PDS脫硫技術(shù)在焦化行業(yè)的應(yīng)用[J].山西化工,2006,26(6):51-52.
[8] 楊敏建,張鳴林,韓梅,等.焦爐煤氣利用現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].煤礦現(xiàn)代化,2011(6):1-3.endprint
摘 要:該文在分析了烏海地區(qū)焦化行業(yè)二氧化硫的來源的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國當(dāng)前焦化行業(yè)脫硫的技術(shù)方法,分析了新標準的執(zhí)行對焦化企業(yè)的影響,并提出了達標排放的控制措施。
關(guān)鍵詞:焦化行業(yè) 二氧化硫 控制措施
中圖分類號:X322 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(a)-0081-02
隨著近幾年鋼鐵規(guī)模的快速發(fā)展,焦化產(chǎn)量也急速擴大,隨之而來的環(huán)境問題日益受到人們的關(guān)注,焦化作為“兩高一資”行業(yè),面臨的資源和環(huán)境壓力越來越突出,焦炭一度成為高耗能、高污染的代名詞[1]。目前,日本、歐美等發(fā)達國家煉焦能力處于萎縮狀態(tài),我國自1993年開始已成為全球最大的焦炭生產(chǎn)和出口國,2002年實際焦炭產(chǎn)量已超過1.4億t,2003年達到2億t的水平,2006年焦炭的實際產(chǎn)量約為2.6億t[2],2013年焦化產(chǎn)量已超過4.8億t。焦化行業(yè)污染重,治理難,一致以來都是環(huán)保重點治理的行業(yè),作為焦化行業(yè)主要大氣污染物之一的二氧化硫的排放更是一直受到普遍關(guān)注。
1 焦化行業(yè)二氧化硫的來源
焦化行業(yè)的二氧化硫主要來源于焦爐煤氣燃燒排放的二氧化硫。焦爐煤氣的硫主要是由煉焦原料配合煤帶入工藝系統(tǒng)中,在煉焦過程中,煤中大約20%~45%的硫轉(zhuǎn)化成H2S等硫化物,與NH3和HCN等一起形成焦爐煤氣中的雜質(zhì)帶走[3],剩余約55%~80%的硫進入產(chǎn)品焦炭中。煤氣中95%以上的硫是以H2S形態(tài)存在的,其他為有機硫[4],煤氣中含有的H2S等硫化物在煤氣凈化過程中,大部分在脫硫系統(tǒng)被生成硫磺[5],很少一部分進入副產(chǎn)品焦油、粗苯中,其余部分殘留在脫硫后的凈煤氣中,在煤氣燃燒過程中轉(zhuǎn)化為二氧化硫排放。焦爐煤氣的脫硫效果直接影響了焦化企業(yè)二氧化硫的排放。
目前,國內(nèi)企業(yè)采用的焦爐煤氣脫硫工藝主要有FRC法、TH法、HPF法[6]、改良ADA法、AS法、Sulfiban法、PDS+栲膠法[7]等,下表給出了各種焦爐煤氣脫硫工藝的技術(shù)經(jīng)濟指標比較,見表1。
從表1可以看出,綜合考慮塔后H2S 濃度、脫硫效率、投資、運行成本等因素,HPF法、PDS+栲膠等脫硫工藝具有運行成本低,脫硫效率高的特點,是發(fā)展的主要方向。
2 焦化行業(yè)二氧化硫的排放及達標情況
脫硫后的凈煤氣大約45%返回焦爐作為燃料氣燃燒,其中的硫化氫因焦爐煤氣的燃燒反應(yīng)生成二氧化硫,與煙塵一起由焦爐煙囪排入大氣。另外,焦化企業(yè)的鍋爐、脫苯工段的管式爐加熱均使用凈化煤氣,剩余凈煤氣則不同企業(yè)采取的利用方式不同,可作為原料,如制取甲醇、合成天然氣的原料氣[8]等,也可作為燃料,如燒白灰或鎂冶煉等。
內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭資源中煉焦用煤總儲量約為52億 t,其中80%左右分布在烏海市。根據(jù)對內(nèi)蒙地區(qū)已投產(chǎn)和正在建設(shè)幾家百萬噸焦化企業(yè)的調(diào)查可以看出,產(chǎn)品以生產(chǎn)二級冶金焦為主。煉焦配合煤消耗指標平均值為1.30 t/t(焦炭),煉100萬 t/a焦炭需消耗配合煤130萬 t/a,配合煤含硫平均值以0.8%計,則配合煤中帶入硫量為10400 t/a。其中,進入產(chǎn)品焦炭的硫占配合煤中總硫平均為70%(產(chǎn)品焦炭含硫平均為0.73%),產(chǎn)品焦炭帶走的硫為7280 t/a;荒煤氣中硫占總硫的比例平均為30%,則進入黃煤氣中的硫為3120 t/a。單位產(chǎn)品煤氣發(fā)生量平均為430 m3/t(焦炭),荒煤氣含硫量平均為7.3 g/m3。
隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準的執(zhí)行,新建焦化企業(yè)機焦、半焦爐焦爐煙囪二氧化硫排放濃度達到50 mg/m3,要達到該排放濃度,要求焦爐煤氣脫硫后的含硫量低于約160 mg/m3,從烏海地區(qū)的焦化企業(yè)的荒煤氣含硫量來看,要滿足新標準要求,采用的焦爐煤氣脫硫工藝的脫硫效率應(yīng)大于98%。下表給出了不同焦化企業(yè)焦爐煙囪二氧化硫排放濃度,見(表2)。
從已經(jīng)運行的該地區(qū)的焦化企業(yè)運行結(jié)果看,焦爐煙囪二氧化硫排放濃度滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準要求的現(xiàn)有企業(yè)焦爐煙囪二氧化硫排放濃度100 mg/m3的限值要求,但超過新標準要求50 mg/m3的排放限值要求,根據(jù)《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準要求現(xiàn)有企業(yè)自2015年1月1日起焦爐煙囪需要執(zhí)行50 mg/m3的排放限值要求,現(xiàn)有企業(yè)基本難以達標排放,需要進一步提高焦爐煤氣的脫硫效率,降低塔后 H2S 濃度和總硫的濃度。
3 結(jié)語
焦化企業(yè)作為高污染的一個行業(yè),控制二氧化硫的排放量是今后一段時間的主要任務(wù)之一,隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(16171-2012)標準的執(zhí)行,新建企業(yè)應(yīng)根據(jù)原料煤的煤質(zhì)特點采取煤氣脫硫工藝,應(yīng)首選HPF法、PDS+栲膠等脫硫效率高,運行成本少的成熟技術(shù),在一級脫硫難以滿足排放要求的情況下,可考慮多級脫硫,并加強對脫硫系統(tǒng)的運行監(jiān)管和控制,從源頭減少二氧化硫的產(chǎn)生,確保滿足新標準的排放要求。
參考文獻
[1] 劉慶輝,史建雨,孫寧.焦化行業(yè)建設(shè)期存在的環(huán)境問題.河北化工,2010,33(1): 76-78.
[2] 鄭明東,程新發(fā).我國焦化工業(yè)的能源與水資源利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].燃料與化工,2010,41(1):1-5.
[3] 李國強,李珍珍,石玉良,等.焦化脫硫廢液資源化處理技術(shù)開發(fā)[J].工業(yè)水處理,2013,33(9):10-14.
[4] 田賀忠,程軻,許嘉鈺,等.焦化行業(yè)脫硫工藝多級模糊綜合評價[J].煤炭學(xué)報,2010,33(9):1542-1547.
[5] 朱文利,劉運良.焦爐煤氣脫硫方法評述[J].潔凈煤技術(shù),1997,3(3):34-37.
[6] 劉鳳娥.氨法HPF煤氣脫硫工藝的應(yīng)用與完善[J].包鋼科技,2009,35(3):36-38.
[7] 張紅兵.PDS脫硫技術(shù)在焦化行業(yè)的應(yīng)用[J].山西化工,2006,26(6):51-52.
[8] 楊敏建,張鳴林,韓梅,等.焦爐煤氣利用現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].煤礦現(xiàn)代化,2011(6):1-3.endprint