6m焦爐配用高硫煤的生產實踐

夏雷雷

（新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鐵廠）

1 前言

近幾年，隨著環保工作的深入推進，焦爐煤氣下游用戶的外排標準日趨嚴格，八鋼公司為保證下游用戶（如軋鋼）外排達標，對焦化濕法脫硫工藝進行了優化，濕法脫硫效率提高至85%，并投建了深度脫硫工程，焦爐煤氣采用濕法脫硫+干法脫硫工藝，八鋼6m焦爐外送焦爐煤氣含硫達到控制要求。通過試驗焦爐試驗及硫平衡理論預測，探索使用高硫煤煉焦，最終達到工業生產時焦炭質量與煤氣含硫均達到控制要求，進而降低焦炭成本。

2 60kg焦爐高硫煤煉焦試驗

在60kg試驗焦爐開展配加高硫煤煉焦試驗，通過硫平衡理論預測焦爐煤氣含硫，在實驗室條件下，探索焦炭質量與焦爐煤氣同時達到標準要求，為開展工業焦爐生產試驗提供技術參考。

試驗用高硫煤質性能見表1，高硫煤煉焦質量指標見表2，試驗焦爐配加高硫煤的煤氣含硫情況見表3。

表1 高硫煤煤質性能

表2 高硫煤煉焦質量指標 %

（1）通過試驗數據可以看出，高硫煤屬于中等粘結性、結焦性較好的主焦煤。

（2）高硫煤比例從5%逐漸提高至30%后，焦炭強度相對比較穩定，焦炭含硫明顯升高。按照2500m3高爐用焦需求，焦炭含硫需控制在1.30%以內.考慮工業生產存在一定波動，因此，高硫煤配加至30%。理論計算可知，塔前硫、深脫后含硫均明顯升高，且當配加5%高硫煤后，預測深脫后含硫已達到199mg/m3。濕法脫硫率按65%計算，即常規配比后脫硫最高排放狀況計算。

表3 試驗焦爐試驗數據與煤氣含硫預測

3 6m焦爐煤氣脫硫工藝

隨著八鋼深度脫硫工程的投產運行，在穩定焦炭質量前提下，焦爐煤氣含硫已達到控制要求。6m焦爐焦炭質量及含硫指標見表4。

表4 焦炭質量與焦爐煤氣含硫數據

雖然焦炭質量與焦爐煤氣現階段均已達到控制要求，但在鋼鐵業整體低迷的大環境下，需進一步降低焦炭成本。

3.1 焦爐煤氣脫硫工藝簡介

（1）濕法脫硫工藝。6m焦爐配套采用濕法脫硫工藝。自鼓風機出來的焦爐煤氣先后進入預冷塔、兩臺并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。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。

（2）深度脫硫工藝。為進一步控制焦爐煤氣硫排放，6m焦爐新建深度脫硫。投產后的深度脫硫單元處理焦爐煤氣量為120000Nm3/h，包括8臺筐式脫硫塔并聯操作。與濕法脫硫串聯。濕法脫硫+干法脫硫串聯，實現焦爐煤氣二級脫硫后硫化氫含量小于50mg/Nm3。煤氣中焦油首先被脫硫塔內焦炭吸附，煤氣中H2S再與塔內的脫硫劑中氧化鐵發生化學反應，生成單質硫、水、硫化亞鐵、二硫化鐵或多硫化鐵。

3.2 濕法脫硫的改進及優化

一直以來，濕法脫硫效率僅約為65%，嚴重偏低。為提高脫硫效率，對現場工況及操作進行了梳理分析：（1）預冷后煤氣溫度。預冷后煤氣溫度24～32℃，現場實際達37℃。對脫硫預冷塔換熱器更換，并對初冷器管束內部水垢進行高壓水沖洗。（2）副鹽含量。按照工藝控制要求，副鹽含量應控制在250g/l內，現場實際已達到400g/l。通過改進將提鹽工序恢復正常生產。（3）煤氣含氨。按照工藝控制要求，煤氣含氨應大于7g/l，現場實際在4.5g/l因此，使用罐車拉運濃氨水進行補氨作業，后期計劃增設補濃氨水管道。（4）設備腐蝕。檢查發現脫硫液循環槽與泡沫槽之間的隔板腐蝕、竄漏嚴重影響到脫硫效果。現場對脫硫液循環槽與泡沫槽腐蝕泄露處臨時處理。

改進措施實施后，濕法脫硫效率提高至85%。深度脫硫由于投產初期，運行比較穩定，脫硫效率達到預期要求。通過計算分析，目前八鋼6m焦爐煤氣脫硫率年可以滿足配比高硫煤的排放條件。

4 6m焦爐配加高硫煤的生產實踐

通過對濕法脫硫攻關，效率提高至85%后，按照高硫煤配加的試驗方案開展工業煉焦生產，高硫煤配加比例由10%逐漸提高至30%，見表5。

在高硫煤配加期間，A高爐處于年修階段，其它高爐使用自產干焦比例在80%～85%。B高爐使用配加高硫煤焦炭的生產指標見圖1及表6。

表5 工業焦爐生產數據與煤氣含硫數據

圖 B高爐使用配加高硫煤焦炭生產指標

表6 B高爐生產相關數據

（1）濕法脫硫效率提高后，工業生產時，高硫煤配加比例由10%逐漸提高至30%，焦炭質量比較穩定，而且，外送煤氣含硫均達到控制要求。由于工業生產存在一定波動性，30%高硫煤配加后，焦炭含硫最高達到1.42%，對下道工序仍會造成一定影響。因此，最終6m焦爐高硫煤比例調整至28%。高硫煤理論上按照焦煤市場價格升高0.1%硫含量，價格可降低15元/t。本次工業生產使用高硫煤較前期升高達到0.5%，噸煤價格預計可降低75元/t，大大降低焦炭成本。

（2）深度脫硫投產至今運行穩定，指標較好，后期生產過程中需對深度脫硫數據總結分析，不斷總結深度脫硫生產經驗。

（3）高硫煤配加后，B高爐爐況整體穩定，各項指標波動均在正在范圍內。

5 結論

（1）高硫煤屬于中等粘結性、結焦性較好的主焦煤。硫平衡預測數據與化驗數據仍存在一定偏差，仍需繼續完善。深度脫硫剛剛投產，運行正常，后期需時刻關注深度脫硫效率。

（2）對濕法脫硫攻關，脫硫效率提高至85%，為配加高硫煤降低焦炭成本提供技術支撐。最終，在保證焦炭質量前提下，最大可以配加至30%，但根據實際生產情況，最終高硫煤配加比例控制在28%。

（3）生產過程中需不斷統計分析深度脫硫生產數據，尋找脫硫劑使用周期與煤氣含硫關系，做好脫硫劑含硫飽和前預警工作。

（4）配加高硫煤工業生產實踐中，B高爐使用自產干焦比例在 80%～85%，B高爐利用系數1.91～1.98t/m3.d，煤比在 9～109 kg/t，K 值 4.08～4.21，壓差在133～141 kPa，B高爐爐況處于穩定狀態。

（5）6m焦爐配加高硫煤生產實踐降低了焦炭成本，焦爐煤氣達標排放，滿足了高爐生產需求。