窯爐煤氣濕法脫硫技術(shù)探討

窯爐煤氣濕法脫硫技術(shù)探討0前言窯爐煤氣也稱為燃爐煤氣，其生產(chǎn)過程主要通過煤的氣化工藝加工而成，由于其生產(chǎn)和使用成本比重油、輕油、天然氣、液化石油氣等低，再加上目前兩段式煤氣發(fā)生爐技術(shù)的日臻完善，有效地穩(wěn)定了后段的焙燒工藝，因此被廣泛應用于鋼鐵、鑄造、玻璃、陶瓷、石灰、水泥等行業(yè)。1窯爐煤氣發(fā)展前景概述從氣化工藝分依次出現(xiàn)單段爐熱煤氣、單段爐冷煤氣、兩段爐熱煤氣和兩段爐冷煤氣技術(shù)。窯爐煤氣生產(chǎn)所用的原料主要是煙煤、褐煤和蘭炭等，但無論什么煤種，煤氣中都會含有H2S氣體（含量范圍在0.5--6g/Nm3），隨著國家環(huán)保對SO2氣體排放要求的進一步嚴格，窯爐煤氣濕法脫硫工藝便應運而生。2工藝流程兩段式煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的煤氣分為上段煤氣和下段煤氣，上段煤氣經(jīng)電捕焦除焦油后到間冷器；下段煤氣經(jīng)除塵器除塵、酚水蒸發(fā)器換熱、風冷器自然降溫后與上段煤氣在間冷器混合，上下段煤氣在間冷器混合后利用循環(huán)冷卻水間接降溫并分離出酚水，煤氣經(jīng)降溫后再經(jīng)過電捕輕除去煤氣中的輕油，再經(jīng)過風機加壓后送至脫硫系統(tǒng)。經(jīng)風機加壓后的煤氣，在管道輸送過程中，經(jīng)管道除焦器除焦后，進入洗滌塔，在洗滌塔內(nèi)，用間冷器分離下來的酚水降溫、洗滌煤氣，除去煤氣中夾帶的焦油霧、粉塵等雜質(zhì)。工藝流程簡圖見圖1。經(jīng)除塵、降溫、除焦油后的煤氣，從脫硫塔底部進入脫硫塔，與從脫硫塔頂部噴淋下來的脫硫液逆流接觸，利用脫硫液中的吸收劑脫出煤氣中的H2S氣體（根據(jù)工藝要求可設置一級、二級或三級脫硫塔），凈化后的煤氣送至下工段使用。吸收H2S后的脫硫液（此時稱為富液）從脫硫塔底部排出后，進入富液槽，再由富液泵升壓，經(jīng)噴射器后進入再生槽，在再生槽內(nèi)進行硫泡沫的浮選和脫硫催化劑的氧化再生，再生后的脫硫液（此時稱為貧液），經(jīng)液位調(diào)節(jié)器進入貧液槽，再經(jīng)貧液泵進入脫硫塔循環(huán)使用。在再生槽浮選出的硫泡沫經(jīng)泡沫高位槽和泡沫泵進入過濾機，過濾后的清液返回脫硫系統(tǒng)繼續(xù)使用，濾餅進熔硫釜加工成硫磺銷售或直接銷售濾餅。工藝流程簡圖見圖2。窯爐煤氣脫硫在生產(chǎn)管理方面應注意以下幾點：（1）脫硫前氣體的預處理焦油、粉塵含量高，溫度高是窯爐煤氣的三大特點，也是影響脫硫工藝的主要因素。其主要危害是:①影響硫泡沫的聚合和浮選，嚴重造成堵塔；②影響催化劑的再生，增加凈化材料的消耗；③副鹽增長速率加快，影響溶液質(zhì)量和脫硫效率。焦油作為窯爐煤氣生產(chǎn)的副產(chǎn)物，其經(jīng)濟效益也不容忽視，焦油產(chǎn)量一般占用煤的4-6%。主要與所用煤種和氣化溫度有關(guān)。除焦、除塵的設備主要有：電捕焦、洗滌塔和管道除焦器，所以作為管理人員在生產(chǎn)過程中應關(guān)注電捕焦的電壓、洗氣塔的水量及管道除焦器的運行情況等，確保達到良好的除焦除塵效果。（2）脫硫單元脫出煤氣中H2S，保證出口H2S合格，是脫硫的根本目標，也就是說在保證安全的前提下，提高脫硫效率和氣體凈化度是脫硫單元的首要任務。本單元易出現(xiàn)的問題主要有：①脫硫效率不高；②脫硫塔運行周期短（堵塔）。影響脫硫效率和脫硫塔運行周期的主要因素有：①設計工藝條件的選擇（循環(huán)量、氣體流速、溫度）；②設備配置情況；③內(nèi)件的安裝質(zhì)量；④脫硫液成份的控制；⑤操作管理（堿液制備、催化劑添加）；⑥生產(chǎn)過程的控制（硫泡沫的浮選、循環(huán)量、溫度、壓力、設備運行狀況等）。（3）再生單元濕法脫硫的再生工藝分噴射再生和高塔再生，對于窯爐煤氣脫硫大部分企業(yè)都采用塔噴射再生工藝，噴射再生的關(guān)鍵設備是噴射器。噴射器選型和使用效果的好壞直接影響到吸氣量、催化劑的再生和硫泡沫的浮選。為了降低副鹽的生成速率，在脫硫液進噴射器前設置富液槽，富液槽的設置主要是為了降低富液中的HS-含量，降低副鹽的增長速率，這就需要在脫硫液進再生槽前有足夠的停留時間，滿足催化劑氧化HS-的反應，從副鹽增長角度看，富液槽越大越好，但富液槽大也有弊端：a.占地面積大，設備投資大；b.富液停留時間長，易形成硫泥沉積在底部，硫回收率降低；（4）硫回收單元硫回收率是判斷脫硫系統(tǒng)運行是否正常的一個重要指標。影響硫回收率的因素很多，主要有：①清液夾帶；②塔內(nèi)填料積硫；③各槽積硫；③副鹽生成等。硫回收主要有間歇熔硫工藝和連續(xù)熔硫工藝，有的企業(yè)設置硫泡沫過濾配套間歇熔硫工藝是不錯的選擇，不但節(jié)約熔硫蒸汽，還避免了高溫熔硫?qū)γ摿蛞旱钠茐?，降低副鹽生成速率。過濾機配套間歇熔硫的工藝流程簡圖見圖3。（5）副鹽提取單元副鹽的生成是伴隨脫硫過程進行的，盡管我們可以通過選用優(yōu)質(zhì)的催化劑、優(yōu)化設備配置和工藝管理可以降低副鹽的生成速率，但副鹽的累計增加是不可避免的，當副鹽累積到一定程度就會影響脫硫工藝，所以必須對脫硫液進行排液置換或提鹽處理。副鹽對脫硫的影響：①影響脫硫效率；②影響硫泡沫的聚合和浮選；③增加凈化材料的消耗；④增加設備腐蝕。

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幾點建議3.1

窯爐煤氣濕法脫硫目前一個比較突出特點是：現(xiàn)場氣味大，這些氣味主要來自洗氣塔的洗滌水池、再生槽頂部、貧、富液池頂部、酚水池、焦油池、地下池等。建議：①對循環(huán)洗滌水的冷卻由涼水塔風冷改為換熱器間冷。②對焦油池、酚水池、洗滌水池、貧富液槽、地下槽等要封閉設計，并在頂部開孔將揮發(fā)的氣體集中回收，作為氣化劑經(jīng)風機進煤氣發(fā)生爐燃燒。③洗氣塔的洗滌水要定期置換（送焦油池處理或進焚燒爐）3.2

酚水較多，處理難度大。酚水量主要與煤中水分有關(guān)，一般占用煤量的5%左右。對于一個70000Nm3/h煤氣站,每天酚水量約為30m3左右。現(xiàn)在有的企業(yè)對10-20%酚水進行焚燒處理，剩余的部分酚水進行換熱、氣化處理，但仍有部分酚水過剩需要處理。酚水處理成本高，難度大是本行業(yè)污水處理的焦點問題，所以企業(yè)迫切需要投資少、運行費用低酚水處理技術(shù)。建議：①大多數(shù)酚水是從間冷器冷凝生產(chǎn)，含焦油、粉塵等雜質(zhì)較多，所以必須先對酚水進行沉降處理，頂部浮選出的焦油回焦油池，底部的粉塵等定期清理。②處理后酚水經(jīng)過濾后，進換熱器與發(fā)生爐下段的煤氣進行換熱產(chǎn)生蒸汽。產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)分離水分后與空氣一起作為氣化劑進發(fā)生爐。③脫硫洗氣塔的洗滌水也含酚類物質(zhì)，這部分水zui好能做到簡單處理循環(huán)使用，以不影響脫硫工藝為目標，以達到