真空碳酸鉀脫硫工藝的介紹

真空碳酸鉀脫硫工藝的介紹張大力畢振清（馬鋼股份有限公司煤焦化公司）摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了馬鋼新區(qū)焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)的工藝流程，詳細(xì)介紹了真空碳酸鉀脫硫單元和克勞斯生產(chǎn)元素硫單元的工藝流程、主要參數(shù)、主要設(shè)備及其工藝特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：真空碳酸鉀脫硫硫回收工藝介紹1概述馬鋼新區(qū)焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)是與2×70孔7.63m大容積焦?fàn)t（年產(chǎn)干全焦220萬(wàn)噸）相配套，煤氣處理量為13萬(wàn)m3/h，采用的脫硫、脫氰、脫氨工藝為噴淋飽和器生產(chǎn)硫銨、真空碳酸鉀脫硫、克勞斯生產(chǎn)元素硫工藝（簡(jiǎn)稱真空碳酸鉀工藝），下面對(duì)此工藝進(jìn)行介紹。2工藝流程煤氣凈化工藝由冷凝鼓風(fēng)、硫銨、終冷洗苯、脫硫、硫回收、粗苯蒸餾等單元組成，其工藝流程見圖1，在此主要介紹脫硫單元和硫回收單元的工藝流程。凈煤氣脫硫塔洗苯塔終冷塔初冷器電捕焦油器鼓風(fēng)機(jī)凈煤氣脫硫塔洗苯塔終冷塔初冷器電捕焦油器鼓風(fēng)機(jī)噴淋式飽和器荒煤氣荒煤氣硫銨硫銨酸氣尾氣克勞斯裝置真空泵再生塔酸氣尾氣克勞斯裝置真空泵再生塔圖1煤氣凈化工藝流程圖2.1脫硫單元脫硫單元的工藝流程見圖2：來(lái)自洗苯塔后的煤氣先經(jīng)過分離器除去從洗苯塔夾帶的油滴，然后進(jìn)入脫硫塔，煤氣溫度約在27℃，壓力約為9kPa。脫硫塔下部填充聚丙烯鮑爾環(huán)填料，吸收劑是再生塔底來(lái)的貧液（K2CO3溶液），貧液在聚丙烯鮑爾環(huán)填料頂部噴灑，煤氣自下而上與貧液逆流接觸，煤氣中的H2S、HCN、CO2等酸性氣體被吸收，其主要反應(yīng)為：2KOH+CO2=K2CO3+H2OK2CO3+H2S=KHS+KHCO3K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3K2CO3+2HCN=2KCN+CO2+H2O為了進(jìn)一步降低焦?fàn)t煤氣中H2S含量，在脫硫塔上部增加了一個(gè)NaOH溶液洗滌段。在該洗滌段，用于分解蒸氨塔剩余氨水中固定銨鹽的NaOH溶液首先用于洗滌經(jīng)K2CO3溶液噴淋后的焦?fàn)t煤氣中的H2S，將50%(wt.%)NaOH溶液用軟水稀釋到5%，5%的NaOH溶液在NaOH溶液洗滌段使用后，送往蒸氨塔分解固定銨鹽。脫硫后的凈煤氣去用戶。脫硫塔底得到的富液通過泵先送入堿液循環(huán)槽，再經(jīng)富液/貧液換熱器與再生塔底出來(lái)的熱貧液換熱后，由頂部進(jìn)入再生塔再生，再生塔內(nèi)裝有聚丙烯鮑爾環(huán)填料，再生塔在真空低溫下運(yùn)行，富液在塔底再沸器內(nèi)由熱源間接加熱，使酸性成分解吸，其反應(yīng)如下：2KHCO3=K2CO3+CO2+H2O

2KHS+CO2+H2O=K2CO3+2H2S

KCN+KHCO3=K2CO3+HCN表1焦?fàn)t煤氣凈化前后的H2S、HCN含量煤氣指標(biāo)H2S含量（mg/m3）HCN含量（mg/m3）粗焦?fàn)t煤氣＜7600＜1500凈焦?fàn)t煤氣＜200＜3003.2主要技術(shù)操作指標(biāo)脫硫塔進(jìn)口煤氣溫度27℃脫硫塔操作壓力9kPa再生塔內(nèi)溫度67～72℃再生塔操作壓力－20kPaK2CO3溶液循環(huán)量150～160m3/h3.3化學(xué)試劑及公輔介質(zhì)消耗指標(biāo)脫硫單元和硫回收單元的化學(xué)試劑及公輔介質(zhì)消耗指標(biāo)見表2：表2化學(xué)試劑及公輔介質(zhì)消耗指標(biāo)項(xiàng)目消耗指標(biāo)項(xiàng)目消耗指標(biāo)50%KOH溶液770kg/d軟水7.5m3/h50%NaOH溶液270kg/h熱水1000m3/h循環(huán)冷卻水1300m3/h低壓蒸汽9t/h低溫冷卻水270m3/h電力760kW4主要設(shè)備脫硫塔2座（DN5000，H=22600，材質(zhì)Q235-A）、再生塔2座（DN5400，H=27600，材質(zhì)Q235-A）、克勞斯裝置2套、抽真空系統(tǒng)2套。5工藝特點(diǎn)5.1脫硫采用真空解吸法再生該工藝富液再生采用真空解吸法，操作溫度為67～72℃，脫硫和再生系統(tǒng)均在低溫低壓下運(yùn)行，腐蝕弱，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高，吸收塔、再生塔及大部分設(shè)備材質(zhì)為碳鋼，使整個(gè)裝置投資減少。5.2煤氣凈化效果好該脫硫工藝屬于濕式吸收法，正常工況下，脫硫效率可達(dá)95%以上，脫氰效率可達(dá)80%，且在脫硫塔上部增加了一個(gè)NaOH溶液洗滌段，進(jìn)一步降低了煤氣中H2S含量，可使凈煤氣中H2S含量降到200mg/m3以下，滿足環(huán)境保護(hù)和一般冶金燃?xì)獾馁|(zhì)量要求。5.3硫磺轉(zhuǎn)化率高、質(zhì)量?jī)?yōu)硫回收采用酸汽部分燃燒法與催化轉(zhuǎn)化的克勞斯工藝流程，H2S的轉(zhuǎn)化率達(dá)96%,所得產(chǎn)品固體硫磺的純度高達(dá)99.5%,是優(yōu)質(zhì)化工原料。5.4余熱利用本工藝設(shè)置廢熱鍋爐及貧富液換熱器，最大限度地利用過程氣及貧液的余熱，節(jié)省了能源，提高了整個(gè)裝置的熱效率。再生塔的熱源為廢熱鍋爐所產(chǎn)的蒸汽或初冷器所產(chǎn)的熱水，不需外加蒸汽；貧液與富液進(jìn)行熱交換，既降低了貧液的溫度，又提高了富液的溫度，即節(jié)約了冷卻水和蒸汽的消耗。5.5環(huán)境保護(hù)好本工藝產(chǎn)生的克勞斯尾氣返回吸煤氣管道，不污染大氣，而尾氣中剩余H2S還可繼續(xù)回收，可燃成分也得