脫硫廢液提鹽技術(shù)在HPF法脫硫中的應(yīng)用

張朋朋 陳 濤

(陜西黃陵煤化工有限責(zé)任公司 陜西黃陵727307)

王 雷

(黃陵礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 陜西黃陵727307)

陜西黃陵煤化工有限責(zé)任公司脫硫系統(tǒng)采用以氨為堿源、HPF為復(fù)合型催化劑的脫硫工藝。在投運(yùn)初期，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，脫硫效率較高，但此脫硫工藝存在脫硫液副鹽含量超標(biāo)進(jìn)而影響脫硫效率的問題，制約著脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為此，引進(jìn)了脫硫廢液提鹽技術(shù)，對脫硫液中的副鹽進(jìn)行提取，從根本上解決了脫硫系統(tǒng)脫硫液的處理難題，保證了煤氣中H2S含量指標(biāo)合格，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益可觀。

1 脫硫系統(tǒng)運(yùn)行情況

1.1 HPF法脫硫工藝流程

HPF法脫硫工藝流程見圖1。來自冷鼓工段的煤氣首先進(jìn)入預(yù)冷塔，經(jīng)制冷水冷卻后的煤氣溫度降至25 ℃，然后進(jìn)入脫硫塔下部，與脫硫塔塔頂噴淋下來的脫硫貧液逆流接觸，使煤氣中H2S質(zhì)量濃度降至30 mg/m3左右，洗滌后的煤氣經(jīng)捕霧段除去霧滴后送至硫銨工序。

圖1 HPF法脫硫工藝流程

在脫硫塔吸收了H2S和HCN的脫硫富液經(jīng)脫硫塔液封槽流至溶液循環(huán)槽，在溶液循環(huán)槽內(nèi)補(bǔ)充剩余氨水蒸氨后的濃氨水和滴加來自催化劑貯槽的催化劑后，由溶液循環(huán)泵抽送至溶液換熱器與制冷水換熱，使溶液溫度保持在29 ℃左右進(jìn)入再生塔再生。自空壓站來的壓縮空氣和脫硫富液由再生塔下部并流進(jìn)入再生塔對脫硫液進(jìn)行氧化再生，再生后的脫硫貧液進(jìn)入脫硫塔塔頂循環(huán)噴淋脫硫。再生塔內(nèi)產(chǎn)生的硫泡沫由再生塔上部擴(kuò)大部分排至硫泡沫槽，在此經(jīng)攪拌、加熱、沉降、分離后，硫泡沫由硫泡沫泵加壓后進(jìn)入熔硫釜連續(xù)熔硫，生產(chǎn)硫磺外售。

1.2 脫硫系統(tǒng)運(yùn)行情況

脫硫系統(tǒng)投運(yùn)之后，塔后氣中H2S含量處于正常水平，可以滿足后續(xù)甲醇生產(chǎn)要求。但在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行了半年以后，出現(xiàn)塔后氣中H2S含量超標(biāo)(質(zhì)量濃度達(dá)513.58 mg/m3)現(xiàn)象，困擾生產(chǎn)運(yùn)行。經(jīng)對脫硫液中NH4CNS和(NH4)2S2O3含量進(jìn)行分析(表1)可以看出，隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的推延，NH4CNS和(NH4)2S2O3含量逐漸升高，導(dǎo)致塔后氣中H2S含量升高。因此，降低脫硫液中副鹽含量成為亟待解決的問題。

2 脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運(yùn)行效果

2.1 脫硫廢液提鹽系統(tǒng)工藝流程

脫硫廢液提鹽系統(tǒng)工藝流程見圖2。從脫硫地下槽來的脫硫廢液先進(jìn)入提鹽系統(tǒng)脫色釜，加入活性炭后在常壓下攪拌并加熱至95～100 ℃，利用活性炭的吸附作用將脫硫液中的懸浮硫、焦油及催化劑等脫除，隨后活性炭和清液一同進(jìn)入活性炭壓濾板框過濾，得到合格清液，并分離出廢活性炭。清液進(jìn)入濃縮釜，在真空負(fù)壓攪拌狀態(tài)下被蒸汽加熱至60～70 ℃進(jìn)行減壓濃縮。在濃縮過程中，緩慢添加經(jīng)離心機(jī)分離后的母液，逐步提高濃縮釜內(nèi)脫硫清液副鹽濃度；濃縮至一定濃度和溫度上升至一定溫度時(shí)，用壓濾板框?qū)饪s液進(jìn)行熱過濾，分離出副產(chǎn)品硫代硫酸銨和硫酸銨混合物；過濾后的清液進(jìn)入結(jié)晶釜冷卻至23～25 ℃，再次結(jié)晶后進(jìn)入離心機(jī)分離，得到主要產(chǎn)品硫氰酸銨；分離后的母液回到濃縮釜內(nèi)蒸發(fā)，往返循環(huán)。

表1 脫硫廢液化驗(yàn)分析結(jié)果

圖2 脫硫廢液提鹽工藝流程

2.2 脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運(yùn)行情況

脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運(yùn)行后，利用提鹽系統(tǒng)對脫硫系統(tǒng)脫硫液進(jìn)行置換，脫硫系統(tǒng)脫硫液副鹽含量逐漸降低，副鹽質(zhì)量濃度由投運(yùn)前300 mg/L以上降低至200 mg/L以下，最低達(dá)到140 mg/L，副鹽含量降到預(yù)期目標(biāo)；同時(shí)，脫硫系統(tǒng)脫硫效果明顯回升，塔后氣中H2S含量恢復(fù)到正常水平；同時(shí)，提鹽系統(tǒng)產(chǎn)出的產(chǎn)品硫氰酸銨質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求。脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運(yùn)行后，脫硫液副鹽含量和塔后氣中H2S含量對比見圖3。

圖3 脫硫液副鹽質(zhì)量濃度和塔后氣中H2S質(zhì)量濃度對比

3 效益分析

(1)脫硫廢液提鹽系統(tǒng)日運(yùn)行費(fèi)用32 500元，日銷售收入62 000元，按年運(yùn)行時(shí)間330 d計(jì)，年增加收益973.5萬元左右。

(2)脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運(yùn)行后，解決了HPF脫硫系統(tǒng)副鹽含量升高導(dǎo)致脫硫效率降低的問題，避免了因脫硫效率降低導(dǎo)致H2S和HCN含量超標(biāo)對后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行的影響；同時(shí)，解決了脫硫廢液亂排放的問題，避免對環(huán)境造成的直接污染，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。