浅议HPF法煤气脱硫效率的影响因素.pdf

焦化专业技术论文汇编
河钢科技2013年第3期
浅议HPF法媒气脱硫效萃的影响因素
赵志军
摘要:本文叙述了酒钢焦化厂HIPF法牒气脱硫工艺,分了形响脱碗效率的关健因,通过倪
化エ艺参数,实施技术改造,使脱硫放率明显提高。
关词:焦炉煤气煤气脱碗脱硫效率影响因亲
1概述
HPF法焦炉煤气脱硫工艺是我国焦化行业在上世纪90年代自主研制开发的湿式氧化法脱硫工
艺。该工艺是以煤气中的氨为礅源的液相催化氧化法塔式焦炉煤气脱硫工艺,以(磺化酞钴和金
属离子类)为催化剂,脱碗液在脱硫塔内吸收煤气中的氮与煤气中的HS进行化学反应,吸收HS形
成脱硫富液在催化剂的作用下,用空气进行氧化再生,从煤气中脱出的HS最终在脱硫液中被转化
成单质硫分离出来,得到碗磺产品。其工艺流程(见图1);煤气进入预冷塔经过氨水喷酒降温并脱焦
油、后,进入一级脱硫再生塔的脱硫段下部,并沿脱硫段自下而上与顶部喷酒的脱硫液逆流接触,进
行一级液相催化氧化的化学吸收,将煤气中的大部分HS吸收在脱硫液中。然后经过二级、三级脱硫,
煤气中的HS含量降到200mgym2以下,碗泡洙送至熔碗崟生产碗磺。
再生
T
生
开生枪
气
2井
脱
脱鉴
脱
碗
充给
に道道?
標転家、1#道豪1#2原时家3ら軍は#「東
水至
图1HPF法煤气脱硫工艺流程
我厂2007年建设投产一套HPF法焦炉煤气脱碗系统,设计煤气量9000oh,脱硫前煤气
HS≤8500mgNm2,脱碗后煤气HS≤200myNm2,而实际生产过程中有时煤气量超出9000mh的设
计能力,脱硫前煤气中HS含量也超出8500mgNm3,增加了煤气脱硫系统的负荷,同时,煤气脱硫系
统也常出现问题,造成煤气脱碗效率低,脱碗后煤气中HS含量有时超标且不稳定。
2影响脱硫效率的因
2.1煤气温度的影响预冷塔煤气出口温度和脱硫液温度是影响脱碗效率的关键因素,进入
钢科技2013年第3期?
焦化专业技术论文汇编
脱硫塔的煒气温度过高,使脱硫液温度升高,氨易挥发,液面上氨的分压增大,煤气中的氨难以被
脱硫液吸收,导致脱硫液含氨量偏低,同时,硫化氢气体在脱硫液中溶解度下降,导致吸收推动力
小、影响HS的吸收效果,另外,吸收HS的过程本身是放热反应,在吸收反应的过程中造成脱硫
液温升,使硫转化为硫代硫酸盐的生成率增加,所以,降低煤气温度,可增加脱硫液中挥发氨和硫
化氢的溶解度,增加脱碗液中氨含量和吸收硫化氢的推动力,降低副盐的增长率,预冷塔出口煤
气温度控制在25℃-35℃,脱硫液温度在32℃-38℃较为合适,这样吸收过程进行较完全。我厂预
冷塔后煤气温度高达40℃以上,脱硫液温度在45℃以上,主要原因是鼓风机后煤气温度偏高,
2012年对5台初冷器上段冷却水系统进行了改造,同时,对制冷机溴化锂溶液进行了更换,鼓风
机后煤气温度有了一定的降低,预冷塔后媒气温度36℃左右,脱硫液温度40℃左右,仍然偏高,需
要进一步采取措施降低煤气温度。
2.2媒气中焦油、萘的影响进人脱硫系统的煤气含焦油、萘越低越好,焦油、萘等有机化合物,
污染脱硫液,降低催化剂活性,阻碍脱硫液吸收煤气中HS的化学反应进行,同时,焦油、萘粘稠且表
面张力大,影响空气在脱硫液中的传质作用,不利于催化氧化再生反应的进行,影响单质硫析出,脱碗
泡沫的产生和溢出。对进人脱硫系统的煤气中的焦油、萘含量,要求控制焦油质量浓度≤50mgm3、茶
质量浓度< 500mgm3。我厂煤气中焦油、羕含量偏高,焦油含量一般在35-50mym2、萘合量有时达600
mgm3,主要原因是煤气初冷器冷却效果不好,煤气温度高,导致煤气中焦油、冷凝效率低。
2.3熔硫系统的影响脱硫过程中再生槽硫泡沫溢流到泡沫槽,用泡沫泵送到熔碗瓮生产硫磺,
需要保持熔碗系统硫泡沫正常分离,及时处理干净硫泡沫中的单质硫,降低回塔清液的硫含量,避免
出现脱硫液中悬浮硫含量过高,降低HS的吸收动力,也避免造成脱硫塔填粹堵塞,喷淋不均匀,吸收
不完全,塔阻增大,严重时甚至影响脱硫系统正常运行。我厂熔碗系统存在问题较多,泡沫泵故障、熔
碗釜堵塞、泄露等,经常影响熔硫系统的正常生产,使脱硫液中悬浮硫含量过高,脱硫效率降低。2012
年将3台熔硫瓮整体更换成新型高效熔硫瓮,嫆碗系统生产稳定,从表1可以看出脱硫液中悬浮硫會
量明显降低。
表1更换熔硫前后脱硫液悬浮硫含量
指
标
1脱硫塔脱硫液「2脱硫脱硫液(3脱硫塔脱硫液
更换前(4月份)悬浮硫平均含量(yL)
1749
15.47
8.97
更换后(10月份)悬浮硫平均含量(gL)
13.19
12.74
7.82
2.4脱硫液循环量和再生风量的影响足够的脱硫液循环量,使脱硫液均匀的喷淋各层填枓,使
脱硫液和煤气充分的接触,保证吸收效果,同时,可以提供充足的再生风量,足够的氧气是脱硫再生必
要条件。若再生风量小,脱硫富液中的氧含量不足,造成再生槽催化氧化反应不充分,析出的单质硫
少,脱硫富液形成的气泡也少,不利于硫泡沫浮选和分离,有机硫化物将增多形成结晶沉淀,脱碗液质
量下降,影响脱碗液吸收煤气的硫化氢,甚至堵塞喷射器、塔盘、降液管,造成脱碗塔阻力增大影响生
产。再生风量过大,液面翻腾严重,再生槽上部的碗泡沫易被气流打碎,形不成泡沫层,单质碗难以聚
合不易分离,另外,造成脱碗液中的H2S分压差过大,不利于吸收推动力,再生风量以保持再生槽硫泡
沫层稳定连续溢流为合适。我厂煤气量900oh左右,脱硫液循环量在1700mh~-190omh,液气比
22m3左右,液气比在12L/m3-30L/m3可使传质界面有效更新,但再生槽内存在严重供风不足的向
题,产生的硫泡沫很少,主要原因是喷射器再生器设计结构不合理,喷射器喉管过长、过细阻力大,脱