煤气脱硫系统技术改造方案探讨.pdf

第2期(总第171期
煤化工
No. 2(Total No 171)
2014年4月
Coal Chemical Industry
Apr.2014
煤气脱硫系巯技术改造方案探讨
孟秀芳
(山西焦化集团有限公司,山西洪洞041606)
摘要为达国家环保政策要求,山西焦化集团有限公司提出对3套脱硫系统(分别采用AS脱硫工艺、改
良ADA法脱硫工艺和真空碳酸钾脱硫工艺)进行改造。从生产工艺及安全性等方面考虑,并结合不同生产装置
的不同工艺路线,提出了切合实际的整体改造方案;目前一系统脱硫改造已进人实施阶段,其他系统改造将实
行整体规划,分步实施。
关键词煤气,脱硫工艺,硫化氢,技改
文章编号:1005-9598(2014)-02-0047-03中图分类号:T052文献标识码:B
山西焦化集团有限公司(简称山焦公司)焦化厂指标,也无法满足国家标准要求。为满足国家法规的要
现有3套脱硫工艺装置,分别采用AS脱硫工艺、改良求,本着源头治理原则,脱硫系统必须优化改造。
ADA法脱硫工艺和真空碳酸钾脱硫工艺。AS脱硫工艺
一般干煤全硫的质量分数为0.5%~1.2%,其中有
系统处理煤气量49600m3/h,处理后煤气中IS质量20%~45%转到荒煤气中,煤气中95%以上的硫以HS形
浓度为300mg/m3~700mg/m3,ADA脱硫工艺和真空碳式存在,其他为有机硫。煤气中的HS是极其有害的
酸钾脱硫工艺系统各处理煤气量62400m3/h,处理后物质,如不除去,会对系统造成严重危害:一是严重腐
煤气中的H2S质量浓度为150mg/m3300mg/m3。煤气蚀设备,减少设备的使用寿命,最终导致系统不能安
中的H2S质量浓度基本上都能达到设计指标,但不符全稳定、长周期运行;二是未经脱硫的煤气燃烧后,产
合2012年国家新颁发的GB16171~-2012《炼焦化学工生SO2等有害物质,直接排入空中,严重污染环境。
业污染物排放标准》中规定的煤气中HS质量浓度低
于50mg/要求,因此,山焦公司组织相关的技术人23种脱硫工艺简介
员,提出脱硫系统的技术改造方案。针对3个系统的
2.1AS脱硫工艺
不同情况,提出改造建议,最终使煤气中HS达排放
以煤气中自身的NH3为碱源,吸收煤气中的HS,
指标。改造方案已被山焦公司采纳,2014年2月开始吸收了MH,和HS的富液到脱酸蒸氨工段,解析出NH
对第一回收车间煤气系统改造。
和H2S气体,贫液返回洗涤工段循环使用,NH12送氨分
1脱硫改造的重要性
解炉,酸气送克劳斯炉,在克劳斯炉内发生克劳斯反
应,生产硫磺。
2012年国家环境保护部与质量监督检验检疫总局2.2改良ADA法脱硫工艺
联合发布了GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放
该工艺是一种湿法脱硫工艺,脱硫液由偏钆酸钠、
标准》,该标准要求2014年底前,焦炉烟囱、锅炉烟囱酒石酸钾钠、碳酸钠、蒽醌二磺酸钠的溶液配制而成。
排气二氧化硫达100mg/m3以下,2015年1月1日起焦
在pH值为8.5-9.5的条件下,脱硫液中的稀碱
炉燜囱排气二氧化硫达到50mg/m3以下。此前执行的与煤气中的H2S发生反应,生成硫氢化钠,生成的硫
指标为《大气污染物排放标准》中规定的焦炉烟囱排气氢化钠立即与偏钒酸钠反应,生成焦钒酸钠、氢氧化
二氧化硫≤550mg/m,现有的脱硫裝置即使达到设计钠和元素硫,焦钒酸钠与吸收液中的氧化态ADA反
收稿日期:2014-01-2
作者简介:孟秀芳(1970-),女,山西襄汾,高级工程师,硕士,1992年本科毕业于太原工业大学,现从事煤化工技术工作,
E-mail:mxf8211@sina.como
48
煤化工
2014年第2期
应,生成偏钒酸钠和还原态的ADA,还原态的ADA与
系统:49600m3/h
空气中的氧气反应,生成氧化态的ADA,溶液返回系
煤气发生量
(17400mh)二系统:62400mh
统进行再次脱硫
三系统:62400m3/h
2.3真空碳酸钾脱硫工艺
炼焦:23000m3/h
脱苯后的煤气进入脱硫塔,自下而上先与塔下部
回炉
煤
炼焦:31200m/h
碳酸钾溶液逆流接触,从而脱出煤气中的HS、HCN等
(85400
厂自用m/h)三炼焦:31200m/h
酸性气体,接着在脱硫塔上段与碱液反应,进一步脱
(88300
124300(回收
回收:1300m3/h
除煤气中的HS,吸收了H2S的富液送入再生塔进行
系统
再生。再生塔在真空低温下运行,富液与再生塔底上
煤气用量
(2900二回收:800m/h
(174400
mぶ/h)(三回收:800m5/h
开的水蒸气接触,使酸性成分解析放出。
m3/h)
供汽锅炉:0-36000m/h
从再生塔顶出来的酸性气体进入冷凝冷却器,冷
却除水后,送往克劳斯炉系统生产硫磺,再生后的贫
焦油加T厂:3000m3/h
液经贫富液换热器和冷凝冷却器后,由顶部进入脱硫
煤气「炭黑厂:1500ch
50100
86100
甲醇厂:夏季42100~78100m/h
塔循环使用。
(冬季有调整)
苯精制厂:1500m3/h
3山焦公司煤气输送路线
生活区:夏季2000m3/h
(冬季有调整)
AS脱硫工艺、改良ADA法脱硫工艺和真空碳酸钾图1焦化厂满负荷生产条件下的嫘气平衡情况示意图
脱碗工艺系统(以下分别简称一系统、二系统、三系醇生产用气。在二系统进行脱硫改造,改造后焦炉煤
统),依次设在山焦公司焦化厂第一回收车间、第二回气作为14焦炉回炉煤气用气,富余少部分煤气进
收车间和第三回收车间(3个回收车间分别简称为
煤气管网。三系统脱硫装置改造分两步实施:第一步,
回收、二回收、三回收)。
在现有装置基础上,优化操作指标,对个别设备做适
系统媟气可供以下用户使用:第一炼焦车间当改造,处理后的煤气中IS质量浓度为150ng/m
(简称一炼焦)回炉、一回收粗苯管式炉、氨碗系统、供第二步,二系统改造成功后,借鉴二系统改造经验,予
汽锅炉、焦油加工厂、炭黑厂、苯精制厂、生活区、供汽以实施。最终实现2015年焦炉烟囱排气全部达到环
煤气自动放散装置。
保要求指标。
二系统煤气可供以下用户使用:第二炼焦车间
围绕这一思路,制定初步改造方案,对装置区进行
(简称二炼焦)回炉、二回收粗苯管式炉、甲醇厂、焦油
现场勘测。由于现有设备布局的限制,在二系统新增脱
加工.厂、生活区、供汽煤气自动放散装置。
硫塔较难实现,只能对原有脱硫塔进行改造。而且如
三系统煤气可供以下用户使用:第三炼焦车间果该方案实施,原来的煤气系统管线将不得不进行大
简称三炼焦)回炉、三回收粗苯管式炉、甲醇厂、炭黑的改造,必须在煤气主管上在线开孔,存在一定的安
厂、苯精制厂、供汽锅炉、三系统煤气自动放散装置
全风险。因此,不建议按思路1实施改造方案。
焦化厂满负荷生产条件下的煤气平衡情况如图4.2思路2
所示(说明:煤气平衡是遵照装置运行情况做的,煤
系统煤气脱硫裝置不做改动,