八鋼焦化焦爐煤氣脫硫工藝比較

王 瑞，周 蕾

（新疆維吾爾自治區烏魯木齊頭屯河區寶鋼集團八鋼公司，新疆烏魯木齊 830022）

八鋼焦化焦爐煤氣脫硫工藝比較

王 瑞，周 蕾

（新疆維吾爾自治區烏魯木齊頭屯河區寶鋼集團八鋼公司，新疆烏魯木齊 830022）

八鋼焦化分廠新老區分別采用了一塔式脫硫和高塔再生式脫硫2種焦爐煤氣脫硫工藝。通過介紹并比較這兩種脫硫工藝的主要設備、運行情況、運行能耗及檢修工作量，得出高塔再生式脫硫是比一塔式脫硫更為理想的焦爐煤氣脫硫工藝。

焦爐煤氣；脫硫；高塔再生；一塔式

Abstract：Steel coking plant using a new old tower and tower type desulfurization desulfurization regeneration of 2 kinds of coke oven gas desulfurization process.This article introduces and compares the two kinds of main equipment，desulfurization operation，energy consumption and maintenance workload，the high tower regeneration type desulfurization coke oven gas desulfurization process is more ideal than a desulfurization tower.

Key words：coke oven gas；desulfurization；tower regeneration；tower type

1 前言

八鋼焦化分廠新區設計產能220萬t焦炭，現有4座55孔6m頂裝焦爐，煤氣處理量118 000m3/h，于2008年投產。工程配套建設HPF法一塔式焦爐煤氣脫硫裝置一套，脫硫前煤氣中H2S含量6～7g/m3，HCN含量1～2g/m3，脫硫后煤氣中H2S含量≤300mg/m3，HCN含量≤500mg/m3。

2009年，八鋼焦化分廠老區新建一套焦爐煤氣脫硫裝置，此裝置采用HPF法高塔再生式焦爐煤氣脫硫工藝，煤氣處理量50 000m3/h，脫硫前煤氣中H2S含量2～4g/m3，HCN含量1～1.5g/m3，脫硫后煤氣中H2S含量≤200mg/m3，HCN含量≤500mg/m3。

2 一塔式脫硫工藝

2.1 工藝流程

自鼓風機出來的焦爐煤氣首先進入預冷塔，預冷塔分兩段，在預冷塔下段，噴灑的焦油氨水與煤氣直接逆流接觸，在冷卻煤氣的同時將煤氣中的呈懸浮狀態的萘吸收。在預冷塔上段，用剩余氨水對煤氣進行直接洗滌，使煤氣的溫度被冷卻降溫到28～32℃。

煤氣由預冷塔出來后進入兩臺串聯操作的脫硫再生塔脫硫段的下部，自下而上與頂部噴灑的脫硫液逆流接觸，進行液相催化氧化的化學吸收過程，將煤氣中的大部分H2S吸收在脫硫液中。為了保持一定的催化劑濃度并盡量減少其耗量，采用了連續補加少量催化劑的設施。吸收了H2S后的脫硫液通過塔底煤氣液封設施，由溶液循環泵打至脫硫段頂部，通過自吸式噴射再生器與空氣接觸，進行氧化再生，再生的溶液經液位調節器自流到脫硫段頂部與煤氣逆流接觸，循環使用。工藝流程見圖1。

圖1 一塔式脫硫工藝流程

2.2 工藝特點

預冷塔使用空噴塔，壓降小。脫硫與再生設備合二為一，再生設備置于脫硫塔頂部，通過自吸式噴射再生器與空氣接觸，進行氧化再生，無需空氣壓縮機。硫泡沫采用熔硫工藝，硫膏水分低。各類中間槽與塔器設備整合為一體，占地面積少，設備費用少。

3 高塔再生脫硫工藝

3.1 工藝流程

自鼓風機出來的焦爐煤氣首先進入預冷塔，預冷塔為橫管式間接冷卻器，使煤氣的溫度被冷卻降溫到28～32℃。上方噴灑的剩余氨水與煤氣直接逆流接觸，在冷卻煤氣的同時將煤氣中的呈懸浮狀態的萘吸收。

預冷后的焦爐煤氣進入脫硫塔。從塔頂噴淋下來的脫硫液與焦爐煤氣逆流接觸以吸收煤氣中的硫化氫（同時吸收煤氣中的氨，以補充脫硫液中的堿源）。脫硫后煤氣含硫化氫約200mg/m3，進入洗滌工序。脫硫液從脫硫塔底流出，進入反應槽，在反應槽內停留一段時間后由脫硫液循環泵送入再生塔底部環管，與壓縮空氣混合鼓入。溶液在塔內得以氧化再生，從塔頂經液位調節器自流回脫硫塔循環使用。浮于再生塔頂部的硫磺泡沫，自流人硫泡沫槽，經攪拌后，上部清液流入廢液槽，下部硫泡沫經硫泡沫泵送至脫硫離心機生產硫膏。硫泡沫在臥螺離心機的離心力作用下，分離出含硫≥70%，含水≤30%的硫膏，自下料口進入硫膏房，裝袋外運[1]。工藝流程見圖2。

圖2 高塔再生脫硫工藝流程

3.2 工藝特點

預冷塔采用橫管式間冷塔，冷卻效果好。氧化再生過程采用空氣壓縮機供給空氣，氣源穩定，脫硫、再生效率穩定。硫泡沫采用離心工藝，蒸汽消耗較低。占地面積較大、設備費用較高。

4 兩種脫硫工藝的比較

4.1 主要設備

表1 主要設備表

4.2 運行情況

表2 運行情況對比表

這兩種工藝同屬于HPF法脫硫工藝，理論效果相同。但在煤氣中焦油、萘等雜質含量高，煤氣溫度高及煤氣中硫化氫含量高的工況下，脫硫效率出現差異。此時，氧化再生效果的差異是影響脫硫的關鍵因素。高塔再生脫硫穩定性優于一塔式再生脫硫[2]。

高塔再生所需空氣由空氣壓縮機穩定供給，再生塔內設有多層篩板使空氣均勻分布，氧化再生時間是一塔式的3倍。故氧化再生穩定。

一塔式再生使用自吸式噴射再生器，理論再生效果與高塔再生一致。但由于焦爐煤氣中的雜質較多，硫化氫含量較高，使得溶液中的懸浮硫和雜質在噴射器內附著累積，最終導致脫硫塔再生段32個噴射器頻繁堵塞，同時再生段容積有限，氧化再生時間較短，氣液兩相接觸不充分，造成脫硫效率低，副鹽生產快。

4.3 能耗

表3 能耗對比

由于一塔式脫硫使用了熔硫釜工藝，蒸汽消耗大，能耗方面較使用離心機處理硫泡沫的高塔再生劣勢明顯。

4.4 檢修工作量

由于焦爐煤氣含有煤粉、焦粉、焦油、萘等雜質，再加上脫硫循環液中含有一定量的懸浮硫，循環液槽底部易沉積硫膏，造成噴射再生器非常容易堵塞。一旦發生堵塞，必須人工清理，檢修和清理工作量巨大，一般需要5～7d才能完成32根噴射再生器拆裝及清理。

一塔式脫硫塔使用10mm鋼板將脫硫塔底部DN9000的空間分割為水封槽、循環液槽、泡沫槽等中間槽，如圖3。其中水封槽與循環液槽之間的隔板由于巨大水流的沖擊，會發生脫焊，造成煤氣進入循環槽并通過循環槽放散逸散至大氣中。此時需要停塔檢修，檢修時的安全防范措施繁雜，工作量，危險性高。

圖3 一塔式脫硫俯視圖

高塔再生式脫硫不存在上述問題，但由于增加了離心機和空氣壓縮機，運轉設備的維護檢修工作量較一塔式脫硫有所增加。

5 結語

由上述比較可知，八鋼焦化使用的高塔再生式脫硫雖然占地面積和設備投資費用較一塔式脫硫高，但其脫硫效率穩定，運行能耗低，檢修工作量小。高塔再生式脫硫通過在八鋼焦化分廠5a的運行，焦爐煤氣脫硫后H2S含量一直小于200mg/m3，達到環保減排效果。高塔再生式脫硫工藝是比一塔式脫硫工藝更為理想的焦爐煤氣脫硫工藝。

[1] 趙春輝，王新雷，王瑞，等.HPF法焦爐煤氣脫硫工藝的生產實踐[J]，氣體凈化，2012，12（3），12-15.

[2] 王燕霞，焦爐煤氣HPF法脫硫比較[J]，廣東化工，2015，42（12），99-101.

The Process of Desulfurization of Coking Coke Oven Gas

Wang Rui，Zhou Lei

TQ546.5

A

1003–6490（2017）09–0005–02

2017–06–15

王瑞（1985—），男，山東菏澤人，助理工程師，主要從事煤焦化工作。