搗固焦爐消煙除塵脫硫裝置的工藝改造分析

張 碩（中煤科工集團工程科技有限公司,北京 100013）

搗固焦爐消煙除塵脫硫裝置的工藝改造分析

張 碩
（中煤科工集團工程科技有限公司,北京 100013）

摘 要：針對搗固焦爐裝煤過程以及搗固焦生產過程中排放大量煙塵（含硫）的問題，提出采用攔焦裝置集塵罩導入消煙除塵脫硫裝置技術，通過二者密切配合以達到除塵脫硫的目的，進行了兩次工藝技術改造。結果表明：增加旋向相反的螺旋噴淋裝置在間距為600mm并且互相垂直的兩組折流板結構的工藝方案中較為適用，除塵脫硫效果良好，煙塵硫排放量遠遠低于國家標準，減排效果顯著。

關健詞：搗固焦爐；消煙除塵脫硫；煙塵排放量

神華烏海能源公司利民焦化廠位于鄂爾多斯市鄂托克旗棋盤井鎮(zhèn)，焦化生產的焦爐煤氣經過凈化后，出去大部分H2S，再燃后從煙囪排放。廢氣風量120000m3/h，含有SO2、氮氧化物等污染物，既影響操作區(qū)環(huán)境，又污染大氣。根據(jù)環(huán)保有關規(guī)定，SO2等污染物必須達標排放。公司產90萬噸搗固焦示范生產線，建成投產的同時，搗固焦爐配套上馬了一系列環(huán)保設施，在噪聲、廢氣、廢水處理等方面取得了一定的效果。對神華烏海能源公司利民焦化廠提供的相關參數(shù)資料進行了認真分析，根據(jù)環(huán)保的要求和該項目的具體情況，結合本公司的技術優(yōu)勢，采用“搗固焦爐消煙除塵裝置脫硫工藝”技術作為本技術方案脫硫工藝。在此技術背影下，通過兩次工藝技術改造試驗結果分析對比得出了較為理想的除塵脫硫效果。

1 搗固焦爐消煙除塵脫硫裝置改造試驗

1.1 第一次工業(yè)性改造試驗

（1）導致機側荒煤氣溢出主要是因為消煙除塵車對焦爐機側吸力較低。

（2）吸取的爐內氣體冷卻、洗滌、凈化處理效果不理想，在燃燒室內燃燒不充分，造成排放黑煙的原因是：

1）燃燒時結構不合理；

2）空氣混合比例調節(jié)不恰當；

3）燃燒空間不充足。

鼓風機的風量需要增大才能解決這個問題。不同負壓下荒煤氣的溢出可以通過降低煤餅高度產生不同的負壓來進行試驗觀察。通過試驗，無荒煤氣溢出時需負壓超過-50Pa。通過實驗對比，機側爐口負壓達到-50Pa時風量必須達到50000m3/h以上。據(jù)此查閱相關產品手冊，選定9-26-14D離心風機，電機功率250kW,風量53011m3/ h。根據(jù)此風量為基本參數(shù)向生產廠家重新訂購了兩臺除塵車。要求廠家按照燃燒室、冷卻器、文丘里、氣液分離器等進行生產制造。經過運行處理，裝煤時機側爐門口荒煤氣溢出和冒黑煙的現(xiàn)象不再發(fā)生。

經過現(xiàn)場改造運行以后，雖然已經解決了冒黑煙和荒煤氣溢出的現(xiàn)象，但增加了大量的粉塵和顆粒物的排放。

1.2 第二次工業(yè)性改造試驗

氣液水分離器是粉塵和顆粒物的主要處理部件，原氣液分離器能夠滿足除塵要求是引文原消煙除塵車吸力和風量小。增大風機從而增大氣液分離器處理負荷才能解決荒煤氣溢出和冒黑煙的現(xiàn)象，原設計已不能滿足要求。解決問題的關鍵是改造氣液分離器中的折流板結構。通過多次試驗改造對比，最終采用間距為600mm，角度互相垂直的折流板結構，兩組折流板底部各增加一組旋向相反的螺旋噴淋器的折流板裝置結構。現(xiàn)煙氣排放與煙塵排放量均已達到國家規(guī)定標準且遠遠低于國家標準，減排效果十分顯著。

2 原脫硫及硫回收工藝改造

本工段采用焦爐煤氣中自身含有的氨為堿源，以PDS+栲膠為復合催化劑的濕式氧化法前脫硫工藝。以氨為堿源，不必外加堿源，節(jié)省了堿的投放。所謂前脫硫工藝即在凝鼓風之后先進脫硫工段，之后再進行化學產品(氨和粗苯等)的回收。

新工藝的堿源是Na2CO3，并以PDS+栲膠為復合催化劑的后脫硫工藝，并采用熔硫釜連續(xù)熔硫。所謂后脫硫工藝即在進行化學產品(氨和粗苯等)的回收之后再進入脫硫工段的工藝。來自粗苯工段后的煤氣，進入脫硫塔底部與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流洗滌接觸后，煤氣中H2S含量小于0.02g/Nm3，送煤氣管網進行循環(huán)利用。在熔硫釜中熔硫，進行硫的回收。由再生塔溢流出的硫泡沫進入熔硫釜，經過蒸汽間接加熱，底部放料產出硫膏；脫硫液由上部溢流回循環(huán)槽中，循環(huán)使用。

Na2CO3溶液已提前配置，可以方便的調整脫硫液的堿度，使堿液堿度易于控制，使反應速度控制到最優(yōu)狀態(tài)。由于Na2Sx的生成，使得原沉淀于脫硫塔填料上的硫迅速參與與NaHS的化學反應，而被轉化成Na2Sx令沉淀硫得以疏松，起到清塔的作用。由于本工藝是放在粗苯工藝之后，因而煤氣中的細顆粒煤粉、焦油、萘等雜質已被處理掉。因而，獲得的生成物中硫含量較高，可以應用連續(xù)熔硫專利技術在熔硫釜進行連續(xù)熔硫。在熔硫釜中熔硫，進行硫的回收。由再生塔溢流出的硫泡沫進入熔硫釜，經過蒸汽間接加熱，底部放料產出硫膏；脫硫液由上部溢流回循環(huán)槽中，循環(huán)使用。

3 結論

（1）在第一次改造試驗中，增加了風機的風量，裝煤過程中機側荒煤氣溢出現(xiàn)象得到了根本解決；

（2）在第二次改造試驗中，對氣液分離器進行了相關的調整，從根本上解決了消煙除塵脫硫裝置（主要是指該裝置的煙囪構造）的煙塵硫的排放問題；

（3）通過改造該消煙除塵脫硫裝置實際煙塵排量小于85 kg/h標準排量為1.72kg/h，工藝改造后，經測試，H2S含量達到20mg/ Nm3以下，煙氣中硫的減排率減少了98.5%。該研究結果表明，通過二次改造減少了顆粒物、焦爐含硫煙塵以及苯并芘等物質的排放，改造效果理想。

參考文獻：

[1]李應超,邵中躍,趙文愷．搗固焦爐加熱制度及生產操作[J].燃料與化工,2010(03):17-19．

[2]苗鈞.火落管理在搗固焦爐中的應用[J]．燃料與化工,2010(01):5-7．

[3]Yan Pengfe．The choice of tamping coke oven dust[J]．Friend of Science Amateurs ,2012(05):123-124．

作者簡介：張碩（1987-）,女,山東泰安人,碩士研究生,研究方向：工業(yè)“三廢”處理及環(huán)境保護。