八钢焦化焦炉煤气脱硫工艺比较

王 瑞，周 蕾

（新疆维吾尔自治区乌鲁木齐头屯河区宝钢集团八钢公司，新疆乌鲁木齐 830022）

八钢焦化焦炉煤气脱硫工艺比较

王 瑞，周 蕾

（新疆维吾尔自治区乌鲁木齐头屯河区宝钢集团八钢公司，新疆乌鲁木齐 830022）

八钢焦化分厂新老区分别采用了一塔式脱硫和高塔再生式脱硫2种焦炉煤气脱硫工艺。通过介绍并比较这两种脱硫工艺的主要设备、运行情况、运行能耗及检修工作量，得出高塔再生式脱硫是比一塔式脱硫更为理想的焦炉煤气脱硫工艺。

焦炉煤气；脱硫；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

八钢焦化分厂新区设计产能220万t焦炭，现有4座55孔6m顶装焦炉，煤气处理量118 000m3/h，于2008年投产。工程配套建设HPF法一塔式焦炉煤气脱硫装置一套，脱硫前煤气中H2S含量6～7g/m3，HCN含量1～2g/m3，脱硫后煤气中H2S含量≤300mg/m3，HCN含量≤500mg/m3。

2009年，八钢焦化分厂老区新建一套焦炉煤气脱硫装置，此装置采用HPF法高塔再生式焦炉煤气脱硫工艺，煤气处理量50 000m3/h，脱硫前煤气中H2S含量2～4g/m3，HCN含量1～1.5g/m3，脱硫后煤气中H2S含量≤200mg/m3，HCN含量≤500mg/m3。

2 一塔式脱硫工艺

2.1 工艺流程

自鼓风机出来的焦炉煤气首先进入预冷塔，预冷塔分两段，在预冷塔下段，喷洒的焦油氨水与煤气直接逆流接触，在冷却煤气的同时将煤气中的呈悬浮状态的萘吸收。在预冷塔上段，用剩余氨水对煤气进行直接洗涤，使煤气的温度被冷却降温到28～32℃。

煤气由预冷塔出来后进入两台串联操作的脱硫再生塔脱硫段的下部，自下而上与顶部喷洒的脱硫液逆流接触，进行液相催化氧化的化学吸收过程，将煤气中的大部分H2S吸收在脱硫液中。为了保持一定的催化剂浓度并尽量减少其耗量，采用了连续补加少量催化剂的设施。吸收了H2S后的脱硫液通过塔底煤气液封设施，由溶液循环泵打至脱硫段顶部，通过自吸式喷射再生器与空气接触，进行氧化再生，再生的溶液经液位调节器自流到脱硫段顶部与煤气逆流接触，循环使用。工艺流程见图1。

图1 一塔式脱硫工艺流程

2.2 工艺特点

预冷塔使用空喷塔，压降小。脱硫与再生设备合二为一，再生设备置于脱硫塔顶部，通过自吸式喷射再生器与空气接触，进行氧化再生，无需空气压缩机。硫泡沫采用熔硫工艺，硫膏水分低。各类中间槽与塔器设备整合为一体，占地面积少，设备费用少。

3 高塔再生脱硫工艺

3.1 工艺流程

自鼓风机出来的焦炉煤气首先进入预冷塔，预冷塔为横管式间接冷却器，使煤气的温度被冷却降温到28～32℃。上方喷洒的剩余氨水与煤气直接逆流接触，在冷却煤气的同时将煤气中的呈悬浮状态的萘吸收。

预冷后的焦炉煤气进入脱硫塔。从塔顶喷淋下来的脱硫液与焦炉煤气逆流接触以吸收煤气中的硫化氢（同时吸收煤气中的氨，以补充脱硫液中的碱源）。脱硫后煤气含硫化氢约200mg/m3，进入洗涤工序。脱硫液从脱硫塔底流出，进入反应槽，在反应槽内停留一段时间后由脱硫液循环泵送入再生塔底部环管，与压缩空气混合鼓入。溶液在塔内得以氧化再生，从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。浮于再生塔顶部的硫磺泡沫，自流人硫泡沫槽，经搅拌后，上部清液流入废液槽，下部硫泡沫经硫泡沫泵送至脱硫离心机生产硫膏。硫泡沫在卧螺离心机的离心力作用下，分离出含硫≥70%，含水≤30%的硫膏，自下料口进入硫膏房，装袋外运[1]。工艺流程见图2。

图2 高塔再生脱硫工艺流程

3.2 工艺特点

预冷塔采用横管式间冷塔，冷却效果好。氧化再生过程采用空气压缩机供给空气，气源稳定，脱硫、再生效率稳定。硫泡沫采用离心工艺，蒸汽消耗较低。占地面积较大、设备费用较高。

4 两种脱硫工艺的比较

4.1 主要设备

表1 主要设备表

4.2 运行情况

表2 运行情况对比表

这两种工艺同属于HPF法脱硫工艺，理论效果相同。但在煤气中焦油、萘等杂质含量高，煤气温度高及煤气中硫化氢含量高的工况下，脱硫效率出现差异。此时，氧化再生效果的差异是影响脱硫的关键因素。高塔再生脱硫稳定性优于一塔式再生脱硫[2]。

高塔再生所需空气由空气压缩机稳定供给，再生塔内设有多层筛板使空气均匀分布，氧化再生时间是一塔式的3倍。故氧化再生稳定。

一塔式再生使用自吸式喷射再生器，理论再生效果与高塔再生一致。但由于焦炉煤气中的杂质较多，硫化氢含量较高，使得溶液中的悬浮硫和杂质在喷射器内附着累积，最终导致脱硫塔再生段32个喷射器频繁堵塞，同时再生段容积有限，氧化再生时间较短，气液两相接触不充分，造成脱硫效率低，副盐生产快。

4.3 能耗

表3 能耗对比

由于一塔式脱硫使用了熔硫釜工艺，蒸汽消耗大，能耗方面较使用离心机处理硫泡沫的高塔再生劣势明显。

4.4 检修工作量

由于焦炉煤气含有煤粉、焦粉、焦油、萘等杂质，再加上脱硫循环液中含有一定量的悬浮硫，循环液槽底部易沉积硫膏，造成喷射再生器非常容易堵塞。一旦发生堵塞，必须人工清理，检修和清理工作量巨大，一般需要5～7d才能完成32根喷射再生器拆装及清理。

一塔式脱硫塔使用10mm钢板将脱硫塔底部DN9000的空间分割为水封槽、循环液槽、泡沫槽等中间槽，如图3。其中水封槽与循环液槽之间的隔板由于巨大水流的冲击，会发生脱焊，造成煤气进入循环槽并通过循环槽放散逸散至大气中。此时需要停塔检修，检修时的安全防范措施繁杂，工作量，危险性高。

图3 一塔式脱硫俯视图

高塔再生式脱硫不存在上述问题，但由于增加了离心机和空气压缩机，运转设备的维护检修工作量较一塔式脱硫有所增加。

5 结语

由上述比较可知，八钢焦化使用的高塔再生式脱硫虽然占地面积和设备投资费用较一塔式脱硫高，但其脱硫效率稳定，运行能耗低，检修工作量小。高塔再生式脱硫通过在八钢焦化分厂5a的运行，焦炉煤气脱硫后H2S含量一直小于200mg/m3，达到环保减排效果。高塔再生式脱硫工艺是比一塔式脱硫工艺更为理想的焦炉煤气脱硫工艺。

[1] 赵春辉，王新雷，王瑞，等.HPF法焦炉煤气脱硫工艺的生产实践[J]，气体净化，2012，12（3），12-15.

[2] 王燕霞，焦炉煤气HPF法脱硫比较[J]，广东化工，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，山东菏泽人，助理工程师，主要从事煤焦化工作。