煤氣凈化工藝技術(shù)課件

煤氣凈化工藝技術(shù)煤氣凈化工藝技術(shù)1目錄1HPF脫硫廢液制酸技術(shù)2蒸氨工藝的優(yōu)化3無管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)目錄1HPF脫硫廢液制酸技術(shù)2一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)1

工藝簡述

脫硫廢液制酸工藝是以HPF脫硫產(chǎn)生的脫硫廢液和硫磺為原料制造硫酸的工藝。2工藝流程凈化原料預(yù)處理焚燒余熱回收轉(zhuǎn)化吸收尾氣除害干燥一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)1工藝簡述凈化原料焚燒余熱回收轉(zhuǎn)3煤氣凈化工藝技術(shù)課件4一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)3工藝特點(diǎn)一次性解決了HPF、PDS等焦?fàn)t煤氣氨法濕式氧化脫硫工藝產(chǎn)生的低品質(zhì)硫磺的回收利用及脫硫副鹽廢液的后處理問題，硫資源得到有效利用，脫硫副鹽廢液得到無害化有效處理；焚燒工序采用液—固相漿液進(jìn)料，與焚燒固體硫磺和副鹽為原料的工藝相比，具有預(yù)處理工序流程短，生產(chǎn)操作穩(wěn)定，安全、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；采用濕法凈化工藝脫除SO2工藝氣中的有害雜質(zhì)，凈化效率更高，有利于保證轉(zhuǎn)化工序催化劑的催化活性，延長催化劑使用壽命；采用干接觸法轉(zhuǎn)化工藝，技術(shù)成熟可靠，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，開停工系統(tǒng)不易產(chǎn)生腐蝕；設(shè)有尾氣除害工序，可確保制酸尾氣環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)3工藝特點(diǎn)5一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)4主要技術(shù)指標(biāo)1）SO2最終轉(zhuǎn)化率：一轉(zhuǎn)一吸＞97.5%；二轉(zhuǎn)二吸＞99.85%2）產(chǎn)品硫酸濃度：98%（w%）；93%（w%，冬季）5主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1）計(jì)算基準(zhǔn)

脫硫煤氣處理量105000Nm3/h；

煤氣H2S含量：進(jìn)口6g/Nm3

，出口0.1g/Nm3

；

制酸采用二轉(zhuǎn)二吸工藝；

產(chǎn)品“蒸汽項(xiàng)”中已扣除制酸單元自身蒸汽用量。2）產(chǎn)品序號名

稱單位數(shù)量198%硫酸t(yī)/a1545023.0MPa蒸汽t/a25340一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)4主要技術(shù)指標(biāo)序號名稱單位6一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)5主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3）主要原料消耗

4）公輔消耗注1：催化劑為一次填充量，壽命8-10年。注2：如制93%（w%）硫酸，可不使用低溫冷卻水。5）投資：大約5500萬元。序號名

稱單位數(shù)量1制酸催化劑m3～232純氨t/a73焦?fàn)t煤氣Nm3/h478序號名

稱單位數(shù)量1鍋爐用軟水m3/h6.22循環(huán)冷卻水m3/h4453低溫冷卻水m3/h654電（操作）kW765一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)5主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號名稱單位7一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)6排放物及環(huán)保指標(biāo)排氣

尾氣中有害物濃度：SO2：＜200mg/Nm3硫酸霧：＜5mg/Nm3說明：上述尾氣排放指標(biāo)均達(dá)到最新《硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB26132-2010中規(guī)定的適用于生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的特別排放限值中規(guī)定的指標(biāo)。排液

硫酸銨溶液：約1.5～2m3/h，送硫銨單元。廢固

制酸催化劑約23m3,主要成分V2O5，由催化劑制造商回收利用。一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)6排放物及環(huán)保指標(biāo)8一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)7小結(jié)1）脫硫廢液制酸技術(shù)從根本上解決了低品質(zhì)硫磺回收利用及脫硫副鹽廢液無害化后處理的工藝問題，可有效提高焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰效率，減少三廢排放，提高焦化環(huán)保水平；2）脫硫廢液制酸技術(shù)是對目前國內(nèi)HPF等氨法濕式氧化脫硫工藝技術(shù)存在問題的配套改進(jìn)及完善。3）制酸工藝選擇的工藝路線是目前國內(nèi)外制酸行業(yè)廣泛采用的主流制酸工藝流程，技術(shù)先進(jìn)、可靠，運(yùn)行安全、環(huán)保；關(guān)鍵設(shè)備可全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，可有效節(jié)省建設(shè)投資。4）中冶焦耐工程技術(shù)有限公司于1994年與日本大阪煤氣公司聯(lián)合為寶鋼三期設(shè)計(jì)的FRC法（以苦味酸為催化劑）焦?fàn)t煤氣氨法濕式氧化脫硫脫氰及脫硫廢液焚燒制酸工藝裝置，于1997年底開工投產(chǎn)，已在寶鋼成功運(yùn)行多年。5）金能脫硫廢液制酸已完成設(shè)計(jì)，正在施工。6）南鋼脫硫廢液制酸總包已簽合同，正在設(shè)計(jì)。一HPF脫硫廢液制酸技術(shù)7小結(jié)9二

蒸氨工藝的優(yōu)化1

工藝簡述

蒸氨就是利用水蒸汽將原料氨水中的氨蒸出，使處理后氨水中的氨含量較低以便于生化裝置的運(yùn)行，同時得到較高濃度的氨汽。2工藝分類1）根據(jù)外來水蒸汽是否直接進(jìn)入蒸氨塔：

直接蒸氨工藝：外來水蒸汽直接進(jìn)入蒸氨塔作為蒸餾介質(zhì)。

間接蒸氨工藝：外來水蒸汽不進(jìn)入蒸氨塔，利用蒸氨塔底的廢水被加熱蒸發(fā)得到的水蒸汽作為蒸餾介質(zhì)。間接蒸氨工藝節(jié)省了蒸氨直接蒸汽所消耗的水，并且降低了蒸氨廢水排放量。2）根據(jù)蒸氨塔操作壓力：

正壓蒸氨工藝：蒸氨塔操作壓力大于大氣壓力，即操作表壓為正壓。

負(fù)壓蒸氨工藝：蒸氨塔操作壓力小于大氣壓力，即操作表壓為負(fù)壓。3）熱泵蒸氨工藝：利用熱泵回收蒸氨塔頂氨汽余熱余能，再通過再沸器加熱來自蒸氨塔底的廢水，產(chǎn)生低壓飽和蒸汽返回蒸氨塔底提供熱量，降低了蒸氨能耗。二蒸氨工藝的優(yōu)化1工藝簡述10二

蒸氨工藝的優(yōu)化3間接蒸氨工藝的加熱熱源1）蒸汽

2）煤氣管式爐3）導(dǎo)熱油4）初冷器上段余熱水（只適用于負(fù)壓蒸氨）5）循環(huán)氨水（只適用于負(fù)壓蒸氨）6）焦?fàn)t煙道氣（由于焦?fàn)t煙道氣可回收的熱能大于蒸氨所需的熱能，所以焦?fàn)t煙道氣熱能采用余熱鍋爐單獨(dú)回收更經(jīng)濟(jì)）二蒸氨工藝的優(yōu)化3間接蒸氨工藝的加熱熱源11二

蒸氨工藝的優(yōu)化4間接蒸氨工藝加熱熱源的選擇蒸汽煤氣管式爐導(dǎo)熱油加熱爐使用方便性方便蒸汽是僅次于電最方便使用的動力介質(zhì)。在加熱溫度許可的情況下應(yīng)優(yōu)先采用蒸汽作為動力介質(zhì)。不方便需建設(shè)一套燃燒煤氣的管式爐。很不方便需建設(shè)一套燃燒煤氣的導(dǎo)熱油加熱爐系統(tǒng)。先燃燒煤氣加熱導(dǎo)熱油，再用導(dǎo)熱油加熱工藝介質(zhì)，不如用管式爐直接加熱工藝介質(zhì)。安全性最安全蒸汽不可燃，不會造成爆炸和火災(zāi)。不安全管式爐燃燒的煤氣易爆炸。很不安全導(dǎo)熱油加熱爐燃燒的煤氣易爆炸，導(dǎo)熱油易發(fā)生火災(zāi)。環(huán)保性最好蒸汽泄漏后冷凝變成水，對環(huán)境無任何污染一般管式爐燃燒煤氣生成的廢氣中含SO2和NOX，對環(huán)境有污染。較差導(dǎo)熱油加熱爐燃燒煤氣生成的廢氣中含SO2和NOX，對環(huán)境有污染。導(dǎo)熱油泄漏和裂解氣排入大氣對環(huán)境造成污染。使用建議應(yīng)首選蒸汽作為加熱熱源在無蒸汽可用時，可選擇管式爐作為加熱熱源。不應(yīng)采用二蒸氨工藝的優(yōu)化4間接蒸氨工藝加熱熱源的選擇蒸汽煤氣管式12二

蒸氨工藝的優(yōu)化5負(fù)壓蒸氨工藝1）蒸氨塔操作壓力：～20kPa2）蒸氨塔操作溫度：～60℃3）加熱熱源：應(yīng)首選低溫余熱熱源，如初冷器上段余熱水或循環(huán)氨水，

不宜采用蒸汽或煤氣管式爐作為加熱熱源。4）節(jié)能效果：如果選擇初冷器上段余熱水或循環(huán)氨水作為負(fù)壓蒸氨熱源，負(fù)壓蒸氨可以完全不用蒸汽、煤氣這類新的能源。初冷器上段余熱水或循環(huán)氨水實(shí)質(zhì)都是利用荒煤氣的余熱。5）關(guān)鍵點(diǎn)：蒸氨塔、分縮器等設(shè)備氣相壓降應(yīng)較低。真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮氨的影響，否則真空度達(dá)不到，操作溫度升高，塔底供熱量降低，蒸餾效果變差，蒸氨廢水不達(dá)標(biāo)。6）工業(yè)應(yīng)用情況：已在焦化行業(yè)成功應(yīng)用。

見《燃料與化工》2003年第二期第112頁7）建議：在低溫余熱熱源可用時，應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)壓蒸氨工藝。二蒸氨工藝的優(yōu)化5負(fù)壓蒸氨工藝13二

蒸氨工藝的優(yōu)化6

熱泵蒸氨工藝1）熱泵工作原理：熱泵類似于空調(diào)制熱，可將熱量從低溫?zé)嵩匆频礁邷責(zé)嵩础?）熱泵蒸餾工作原理：利用熱泵把蒸餾塔塔頂氣相的部分低溫余熱，轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎米魉自俜衅鞯母邷責(zé)嵩?，從而回收塔頂氣相的余熱，達(dá)到節(jié)能的目的。適用于塔頂和塔底溫度差小于30℃，且塔頂分縮器冷卻負(fù)荷較大的情況。已在石油化工行業(yè)成功應(yīng)用多年。3）熱泵蒸氨：

塔頂和塔底溫度差：～10℃

塔頂分縮器冷卻負(fù)荷：占塔底輸入熱能的～60%

節(jié)能效果：回收的熱能占塔底輸入熱能的～30%

熱泵系統(tǒng)增加的投資：～450萬元（剩余氨水量40噸/時）

熱泵系統(tǒng)投資回收期：～3年

工業(yè)應(yīng)用情況：已在焦化行業(yè)成功應(yīng)用。

建議：在負(fù)壓蒸氨不可用的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇蒸汽再沸器作為

蒸氨熱源的正壓熱泵蒸氨工藝。二蒸氨工藝的優(yōu)化6熱泵蒸氨工藝14二

蒸氨工藝的優(yōu)化7新建蒸氨工藝的優(yōu)化選擇1）采用真空碳酸鉀脫硫工藝的情況下如果煤氣含硫化氫較低，荒煤氣余熱足夠脫硫和負(fù)壓蒸氨同時使用時，應(yīng)首選利用初冷器上段余熱水作為蒸氨熱源的負(fù)壓蒸氨工藝。如果煤氣含硫化氫較高，荒煤氣余熱不夠脫硫和負(fù)壓蒸氨同時使用時，應(yīng)首選蒸汽再沸器作為蒸氨熱源的正壓熱泵蒸氨工藝。2）初冷器上段余熱水用于采暖的情況下

應(yīng)首選利用初冷器上段余熱水作為蒸氨熱源的負(fù)壓蒸氨工藝，初冷器上段余熱水部分作為蒸氨的熱源，其余用于采暖。3）非以上兩種情況下

如果利用初冷器上段余熱水作為蒸氨熱源，必須增加一套熱水系統(tǒng)，因此應(yīng)首選循環(huán)氨水作為蒸氨熱源的負(fù)壓蒸氨工藝，其次選擇蒸汽再沸器作為蒸氨熱源的正壓熱泵蒸氨工藝。4）蒸氨塔應(yīng)采用較高的理論板數(shù)，這樣可降低回流比，降低能耗。

設(shè)備增加的成本小于能耗降低的成本，經(jīng)濟(jì)上是合算的。二蒸氨工藝的優(yōu)化7新建蒸氨工藝的優(yōu)化選擇15二

蒸氨工藝的優(yōu)化8已建成蒸氨工藝的優(yōu)化改造1）采用真空碳酸鉀脫硫工藝的情況下

由于初冷器上段余熱水的能力只夠真空碳酸鉀脫硫使用，不能再用于負(fù)壓蒸氨。循環(huán)氨水和初冷器上段余熱水實(shí)質(zhì)都是利用荒煤氣的余熱，循環(huán)氨水也不可用。因此蒸氨工藝的優(yōu)化改造應(yīng)首選蒸汽再沸器作為蒸氨熱源的正壓熱泵蒸氨工藝。2）其它情況下

如果利用初冷器上段余熱水作為蒸氨熱源，必須對初冷器進(jìn)行較大改造，因此蒸氨工藝的優(yōu)化改造應(yīng)首選循環(huán)氨水作為蒸氨熱源的負(fù)壓蒸氨工藝。3）蒸氨塔可加高采用較高的理論板數(shù)，這樣可降低回流比，降低能耗。

設(shè)備增加的成本小于能耗降低的成本，經(jīng)濟(jì)上是合算的。二蒸氨工藝的優(yōu)化8已建成蒸氨工藝的優(yōu)化改造16三

無管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)1

工藝簡述

無管式爐負(fù)壓脫苯工藝是以蒸汽加熱富油、蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝。2工藝流程1）管式爐加熱富油、蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝流程2）無管式爐負(fù)壓脫苯工藝流程：上圖中管式爐用蒸汽加熱器代替。三無管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)1工藝簡述17三

無管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)3工藝特點(diǎn)1）取消了明火燃燒煤氣的管式爐，生產(chǎn)更安全，且更容易操作；2）用蒸汽加熱富油和用管式爐加熱洗油相比，壁溫低很多，富油不易結(jié)焦，洗油消耗低；3）避免了管式爐燃燒廢氣不達(dá)標(biāo)排放問題；4）綜合運(yùn)行成本低于正壓脫苯工藝和管式爐加熱無蒸汽解吸負(fù)壓脫苯工藝；5）適用于有自產(chǎn)蒸汽（≥1.5MPa(g)，≥350℃）的企業(yè)。4主要技術(shù)指標(biāo)凈煤氣指標(biāo)：粗苯：2g/m3三無管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)3工藝特點(diǎn)18三

無管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)5四種粗苯蒸餾工藝的對比1）計(jì)算基準(zhǔn)洗油循環(huán)量160m3/h，粗苯產(chǎn)量2.8t/h。新洗油價格4500元/t，焦油價格為2200元/t，粗苯裝置外排殘?jiān)退椭劣蛶旖褂唾A槽后外賣，消耗洗油費(fèi)用為兩者差值。低溫水應(yīng)為2元/m3，由于低溫水只用半年，其余半年用循環(huán)水代替，因此低溫水的全年均價為1.2元/m3。1.5MPa蒸汽的單價已扣除回收的冷凝水和低壓蒸汽的價值。2）四種粗苯蒸餾工藝的介質(zhì)耗量比較脫苯工藝煤氣耗量Nm3/h洗油耗量kg/t苯操作電量kw循環(huán)水t/h低溫水t/h0.4MPa蒸汽耗量t/h1.5MPa蒸汽耗量t/h產(chǎn)生的廢水t/h管式爐加熱富油、蒸汽解吸的正壓脫苯工藝1400402235201654.24.2管式爐加熱貧油、無蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝180010037030016000管式爐加熱富油、蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝1300502603901602.12.1蒸汽加熱富油、蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝040260390160092.1三無管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)5四種粗苯蒸餾工藝的對比煤氣耗量N19三

無管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)5主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3）四種粗苯蒸餾工藝的操作費(fèi)用比較

4）投資：蒸汽加熱器：80萬元，遠(yuǎn)低于管式爐的投資。脫苯工藝煤氣費(fèi)用萬元/a洗油費(fèi)用萬元/a電費(fèi)用萬元/a循環(huán)水費(fèi)用萬元/a低溫水費(fèi)用萬元/a0.4MPa蒸汽費(fèi)用萬元/a1.5MPa蒸汽