焦爐煤氣凈化工藝流程的選擇

1、焦爐煤氣凈化工藝流程的選擇  (2011-01-24 13:14:42)標簽： 煤化工 雜談 笑看人生分類： 焦化類摘要：本文對我國煤氣凈化工藝的發(fā)展進行了回顧，提出了我國焦爐煤氣凈化工藝發(fā)展的方向以及選擇工藝流程的原則。并推薦采用的焦爐煤氣凈化工藝流程以及各單元中應采用的行之有效的環(huán)保、節(jié)能技術。1 焦爐煤氣凈化工藝的歷史回顧    我國焦爐煤氣凈化發(fā)展是與煉焦工業(yè)的發(fā)展緊密相連的。建國以前，我國焦化工業(yè)幾乎是一片空白。建國以來，隨著煉焦工業(yè)的發(fā)展，煤氣凈化工藝從無到有，蓬勃發(fā)展，技術水平和裝

2、備水平得到了不斷提高。概括起來，大體上經歷了三個階段。第一個階段是從20世紀50年代末到60年代中期，我國焦化廠的焦爐煤氣凈化工藝主要是以50年代從原蘇聯引進的工藝為基礎、消化翻板飽和器法生產硫銨的老流程，以當時的武鋼焦化廠、包鋼焦化廠、鞍鋼化工總廠、太鋼焦化廠、馬鋼焦化廠等一批大型廠為代表。但該工藝存在流程陳舊、能耗高、環(huán)保措施不健全、裝備水平低等問題。主要表現在初冷采用立管冷卻器，冷卻效率低；硫銨裝置設備龐大，煤氣阻力大，產品質量差，設備腐蝕嚴重；沒有配套建設脫硫裝置，終冷系統(tǒng)不能閉路，對大氣和水體污染嚴重；在粗苯蒸餾系統(tǒng)采用蒸汽法，不但耗用大量蒸汽，產品質量也得不到保證。第二階段是從60

3、年代中期至70年代末期，隨著我國自行設計的58型焦爐不斷推廣及炭化室高5.5米焦爐的誕生，對煤氣凈化工藝開展了與石油、化工行業(yè)找差距進行技術革新的階段。在廣大技術人員的努力下，在此期間我們將初冷流程改為二段冷卻；開發(fā)了多種油洗萘代替終冷水洗萘；研制成功了終冷水脫氰生產黃血鹽，解決了終冷水的污染問題；推廣采用了溶劑脫酚和生物脫酚裝置；以管式爐脫苯代替蒸汽脫苯，開發(fā)了雙塔、單塔脫苯新工藝；在個別焦化廠設置了改良ADA脫硫裝置（如：梅山焦化廠、北京焦化廠等）。除此之外，為了適應當時國內硫酸供應緊張的情況，開發(fā)和推廣了一大批采用氨水流程的焦化廠（如：濟鋼、萊鋼、邯鋼、杭鋼、安鋼、攀鋼等）。當時，我國生

4、產濃氨水的廠家曾占了整個焦化廠總數的三分之一。但是，氨水流程也存在著設備腐蝕、堵塞嚴重、濃氨水產品質量低劣、產品滯銷、開工率低等致命問題。    因此，雖然經過我國工程技術人員的不斷努力，焦爐煤氣凈化工藝有了一些進展，而從環(huán)保、能耗、技術水平、工藝裝備、產品質量等方面來看，仍然未能擺脫落后的局面。第三階段從改革開放以來算起，隨著寶鋼工程的建設，我國6米大容積焦爐的誕生，焦化廠的規(guī)模不斷擴大，以及通過與國外技術交流，聯合設計、技術引進等方式，先后引進了各種規(guī)模、不同工藝的多套裝置，我國工程技術人員基本上掌握了全負壓煤氣凈化工藝、AS洗滌脫硫工藝、脫酸蒸氨工

5、藝、氨分解硫回收工藝、無飽和器法硫銨工藝、FRC法和TH法脫硫脫氰工藝、索爾菲班法脫硫工藝、 真空空碳酸鹽法脫硫工藝、冷法和熱法弗薩姆無水氨工藝以及與之相配套的生產濃硫酸和78%硫酸的工藝等國際先進技術，并在設備和材料國產化方面取得了突破性進展。在此期間我國焦化技術人員還自行開發(fā)了HPF法脫硫新工藝，消化創(chuàng)新了噴淋式飽和器代替半直接法飽和器生產硫銨裝置。隨著工藝技術的不斷更新，生產過程自動化控制水平也得了提高，DCS集散型計算機控制技術得到了廣泛的應用，從而使我國煤氣凈化技術和裝備有了一個質的飛躍，邁向了國際先進行列。2      &

6、#160; 我國焦爐煤氣凈化工藝的發(fā)展方向    近年來隨著國民環(huán)保意識的加強，國家環(huán)保法規(guī)日益嚴格，最近國家又制定焦化行業(yè)準入條件，對環(huán)保要求不斷地提高。為了達到這些要求，焦化廠基建投資和操作費用大大增加，生產成本明顯提高，而市場經濟的深入運作，把焦化企業(yè)推向市場大勢所趨，21世紀焦化企業(yè)將面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。為了在市場競爭中求生存、求發(fā)展，焦化工作者應轉變觀念，在滿足用戶的凈化煤氣指標要求的前提下，把提高環(huán)保水平，消除或減輕環(huán)境污染；發(fā)展節(jié)能工藝；開發(fā)短流程，降低成本，增加效益；提高自控水平、實現生產過程優(yōu)化控制，提高勞動生產率作為我國煤氣凈化

7、工藝的發(fā)展方向。以環(huán)保、節(jié)能、效益為中心選擇煤氣凈化工藝流程。3        焦爐煤氣凈化工藝流程的選擇    上述多種型式的焦爐煤氣凈化工藝和單元裝置，當前在我國焦化企業(yè)都已建成投產使用。應該說我們已經基本掌握了當今世界先進水平的各種不同煤氣凈化單元裝置的操作和管理，完全可以根據用戶的不同要求組合成各種焦爐煤氣凈化工藝流程。從焦爐煤氣凈化工藝流程的單元組成來看，流程的選擇主要看采用什么方法脫除煤氣中的硫化氫和氨，而當今國內外焦爐煤氣凈化技術發(fā)展趨勢，其一是焦爐煤氣脫硫脫氰

8、裝置設在終冷和洗苯前，使煤氣盡可能在終冷前將大部分雜質除去，以減輕對水質和大氣的污染，并降低對設備的腐蝕；其二是優(yōu)先選擇利用煤氣本身的氨為堿源，脫除煤氣中的硫化氫和氰化氨，這樣可不需外加化學品，也利于綜合利用。（1）    采用以氨為堿源的HPF濕式氧化法脫硫為中心的煤氣凈化工藝流程。其基本組合見圖1。 圖1   以氨為堿源的HPF濕式氧化法脫硫為中心的煤氣凈化流程    該流程選用以氨為堿源的HPF法脫硫脫氰工藝, 并將其置于鼓風機前電捕焦油器之后負壓操作，不再專

9、門設置預冷裝置，煤氣系統(tǒng)溫度梯度更趨合理。在各單元裝置中采用如下行之有效的環(huán)保、節(jié)能技術。    選用帶斷液板的兩段式橫管冷卻器，分段采出冷凝液，以節(jié)省低溫水用量，將煤氣冷卻到22 25，最大限度地凈化煤氣，不再單獨設脫萘裝置；焦油氨水采用沉降除渣的靜置分離工藝，以保證焦油含水量<2%；采用蜂窩式沉淀管的電捕焦油器負壓操作，有效地保護鼓風機；電動鼓風機采用液力偶合器或變頻調速以節(jié)約能源。    在HPF濕式氧化法脫硫工藝中，再生塔采用預混噴咀及塔中部設置氣泡分離器的節(jié)能高效技術。再生塔后尾氣返回煤氣

10、負壓系統(tǒng)，以減少氨的損失，杜絕對大氣的二次污染。廢液處理采用廢液焚燒、接觸法制取濃硫酸裝置，生產的濃硫酸用于生產硫銨，可解決廢液的污染等問題。    蒸氨塔采用噴射器回收次蒸汽技術，減少蒸氨的蒸汽用量，以節(jié)約能    采用噴淋式飽和器生氣硫按，減少煤氣系統(tǒng)阻力，降低鼓風機的耗電    根據寶鋼經驗，增設循環(huán)水的水垢析出防止劑及防腐蝕劑的注入裝置，裝設電導計來掌握循環(huán)水的電導度控制排污，以提高初冷器循環(huán)水出口溫度，減少循環(huán)水量。優(yōu)先選用溴化鋰制冷裝置，保護水資源，提高水的利用率

11、。    放寬苯的回收指標，由塔后煤氣含苯2g/m3放寬到45g/m3，減少脫苯系統(tǒng)的低溫水用量以降低能耗。經過各單元生產裝置的完善和優(yōu)化組合而成的這套煤氣凈化工藝流程，預計在環(huán)保、節(jié)能、效益各方面能有較大的提高。由于選用了以氨為堿源的脫硫脫氰工藝以及受廢液制酸裝置規(guī)模的限制，該流程僅適用于煤氣含硫化氫8g/m3、生產規(guī)模在年產100萬噸焦炭以上的大型焦化企業(yè)選用。對于規(guī)模較小的焦化廠，可以采用脫硫廢液回兌煉焦煤的方法處理；脫氨單元也可采用洗氨、蒸氨、氨分解的工藝，將分解后的尾氣返回煤氣負壓系統(tǒng)的方案。（2）采用以真空碳酸鹽脫硫為中心的煤氣凈化流程。其基

12、本組合見圖2。  圖2   以真空碳酸鹽脫硫為中心的煤氣凈化流程    這種組合流程由于采用真空碳酸鹽脫硫，其位置應放在苯回收工序的后面，為了避免在整個系統(tǒng)中設置終冷裝置造成排污水的污染，可采用洗氨、蒸氨的方法脫除煤氣中的氨和部分氰化氫、硫化氫，蒸氨后的氨汽采用間接飽和器生產硫銨，尾氣回到脫硫前煤氣系統(tǒng)。真空碳酸鹽法脫硫屬于濕式吸收法，采用真空解吸法再生，脫硫和再生系統(tǒng)均在低溫下運行，腐蝕弱，對設備材料要求不高，吸收塔、再生塔及大部分設備材質為碳鋼，基建費用低。該脫硫工藝脫硫效率高，在脫硫塔上部增加NaOH洗滌段，可使煤氣中H2S含量降至0.2g/m3以下，可滿足焦化企業(yè)準入條件的要求。所產硫磺轉化率高，質量優(yōu)良，克勞斯爐尾氣返回吸煤氣管道不會污染大氣。而且再生塔的熱源可用廢熱鍋爐生產蒸汽和初冷器所產的熱水均可利用，故余熱利用好。該流程適用于煤氣含硫化氫高的焦化企業(yè)，之所以該流程選用間接法生產硫銨是因為采用半直接法生產硫銨后，整個煤氣系統(tǒng)的溫度變化梯度大，還要設置終冷，造成流程長，能源利用不合理。至于前述各單元的節(jié)能、環(huán)保措施，該流程完全可