負(fù)壓脫硫生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用及分析

楊 濤

(濟(jì)鋼集團(tuán)國(guó)際工程技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250101)

隨著國(guó)家環(huán)保政策越來越嚴(yán)厲，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，處罰力度也在進(jìn)一步加大，焦?fàn)t煤氣硫化氫含量標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)一步提升，焦?fàn)t煤氣硫化氫含量要低于100 mg/m3。

某廠采用HPF脫硫工藝，通過進(jìn)行不斷的調(diào)試，脫硫塔后硫化氫含量不斷降低，硫膏產(chǎn)量提高，脫硫液各項(xiàng)化驗(yàn)指標(biāo)均處于較好水平，脫硫效率明顯提高，創(chuàng)造了較大的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。然而，受季節(jié)交替變化以及外部保障條件不足的影響，近期，脫硫效率出現(xiàn)下降，硫膏產(chǎn)量出現(xiàn)波動(dòng)。

1 生產(chǎn)運(yùn)行分析

脫硫運(yùn)行較為穩(wěn)定，1～6月份硫膏產(chǎn)量及其走勢(shì)圖分別如表1、圖1所示。

表1 1～6月份硫膏產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表

圖1 1～6月份硫膏產(chǎn)量走勢(shì)圖

由表1可以看出，1～6月份，一系統(tǒng)脫硫硫膏產(chǎn)量平均達(dá)到185 t/月， 6月份硫膏產(chǎn)量達(dá)到200 t，處于較好水平。由圖2可以看出，1月份以來，硫膏產(chǎn)量整體保持較為穩(wěn)定的趨勢(shì)。然而，4月份以后，硫膏產(chǎn)量出現(xiàn)一定程度的波動(dòng)。其中，5月份硫膏產(chǎn)量處于較低水平，達(dá)到155 t。通過采取一系列脫硫生產(chǎn)保障措施，6月份硫膏產(chǎn)量情況得到一定改善。出現(xiàn)異常的主要原因及采取的措施如下所述：

(1)進(jìn)入5月份以來，環(huán)境溫度日益升高，造成脫硫前煤氣溫度偏高。受季節(jié)交替變化的影響，水系難以得到有效保障，部分時(shí)間受低溫水溫度偏高(≥19℃)的影響，造成初冷后煤氣溫度超標(biāo)、脫硫液溫度偏高(最高達(dá)到29℃左右)，對(duì)脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成一定程度的影響。

(2)煤氣發(fā)生量在3.3～3.7萬(wàn)m3/h范圍內(nèi)頻繁波動(dòng)，造成初冷前吸力波動(dòng)較大，煤氣中夾帶煤粉較多，造成脫硫液被污染、催化劑活性降低，對(duì)脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。

(3)受電捕溫升的影響，初冷后煤氣溫度由22℃升高至32℃左右，造成脫硫吸收溫度偏高。吸收溫度取決于煤氣溫度和脫硫液溫度的均值。吸收溫度對(duì)吸收效率的影響較大，較低的吸收溫度能夠降低煤氣中NH3的分壓，減少脫硫液中游離NH3的損失，促進(jìn)H2S與脫硫液中游離NH3的反應(yīng)。故脫硫煤氣溫度控制在23～25℃，脫硫液溫度應(yīng)比煤氣溫度高2～3℃.從實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況來看，脫硫前煤氣溫度、脫硫液溫度均不滿足要求。

(4)蒸氨成品氨水外賣，造成脫硫系統(tǒng)補(bǔ)氨不及時(shí)，揮發(fā)氨濃度明顯降低。受加藥計(jì)量泵故障、泵不上量的影響，給脫硫加藥操作造成不利影響，造成加藥不及時(shí)，兩套脫硫系統(tǒng)催化劑濃度偏低。其化驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 脫硫液化驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

由表2可以看出，15日開始，1#2#脫硫系統(tǒng)揮發(fā)氨濃度逐漸降低，最低達(dá)到10 g/L左右，不利于硫化氫的吸收，造成脫硫效率下降，兩套脫硫系統(tǒng)均處于較低水平。1#脫硫系統(tǒng)催化劑濃度平均為7.87 ppm，最低達(dá)到3.07 ppm。2#脫硫系統(tǒng)催化劑濃度平均為8.11 ppm，最低達(dá)到6.01 ppm。兩套脫硫系統(tǒng)催化劑濃度均偏低，不利于硫單質(zhì)的形成。

(5)1#2#脫硫系統(tǒng)硫代副鹽增長(zhǎng)速度較快，含量較高。從反應(yīng)機(jī)理：2(NH4)2S2O3+ O2= 2S + (NH4)2SO4可以看出硫代硫酸氨與O2進(jìn)一步發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成(NH4)2SO4。脫硫反應(yīng)比較復(fù)雜，副產(chǎn)物非常多，但對(duì)脫硫影響比較大的副產(chǎn)物(副鹽)主要有三種：硫代硫酸鹽、硫酸鹽、硫氰酸鹽。上述三種副鹽均為強(qiáng)酸弱堿鹽，可進(jìn)一步發(fā)生水解，水解后均顯酸性。副鹽中以硫酸氨的酸性最強(qiáng)，危害性最大，最容易破壞脫硫液的堿性環(huán)境，對(duì)設(shè)備的腐蝕性也最強(qiáng)。因此，副鹽濃度偏高將抑制硫化氫的吸收。

(6)部分時(shí)間受風(fēng)壓波動(dòng)較大的影響，當(dāng)風(fēng)壓≤0.62MPa時(shí)，2#脫硫系統(tǒng)風(fēng)量只能達(dá)到800～900 m3/h，造成2#脫硫系統(tǒng)風(fēng)量不足，不利于硫泡沫的浮選再生。2#脫硫系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行，塔底部分風(fēng)管已表現(xiàn)出堵塞跡象。

2 主要措施

(1)為降低因水系難以保障、低溫水溫度偏高，造成的初冷后煤氣溫度超標(biāo)、脫硫液溫度偏高的不利影響。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，通過調(diào)整初冷器中溫段負(fù)荷，降低中溫段煤氣溫度，確保初冷后煤氣穩(wěn)定在20～22℃。排查換熱器效率，提高換熱效率，穩(wěn)定脫硫液溫度在27℃左右。

(2)及時(shí)與焦?fàn)t聯(lián)系，加強(qiáng)風(fēng)機(jī)操作，穩(wěn)定風(fēng)機(jī)前吸力。現(xiàn)初冷器噴灑上段、下段均已投用，初冷器噴灑穩(wěn)定運(yùn)行后，將有效減少煤氣中夾帶的煤粉，避免脫硫液被污染。

(3)實(shí)施電捕遮陽(yáng)改造，減少因環(huán)境溫度偏高、陽(yáng)光照射升溫造成的電捕溫升問題，改造完成后，從運(yùn)行效果來看，脫硫前煤氣溫度由32℃降至29℃。在此基礎(chǔ)上，通過理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)3臺(tái)電捕運(yùn)行，造成煤氣流速偏低、停留時(shí)間過長(zhǎng)，對(duì)煤氣溫升影響較大。故進(jìn)行2#電捕停運(yùn)試驗(yàn)。2臺(tái)電捕運(yùn)行后，停留時(shí)間縮短，脫硫前煤氣溫度進(jìn)一步降低至26℃左右，為脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供重要保障。

(4)停止成品氨水外賣，及時(shí)向系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)充氨水，提高揮發(fā)氨濃度，確保揮發(fā)氨濃度穩(wěn)定在14～16 g/L，提高脫硫效率。加藥計(jì)量泵更換新泵，避免因泵故障、不上量，影響加藥操作，加大催化劑用量，穩(wěn)定催化劑濃度在11～13 ppm，確保兩套催化劑濃度達(dá)到平衡。

(5)加大脫硫液置換量，進(jìn)一步降低副鹽含量，確保副鹽含量低于260 g/L向系統(tǒng)中補(bǔ)入提鹽清液。

(6)穩(wěn)定風(fēng)壓不低于0.62 MPa，確保2#脫硫系統(tǒng)風(fēng)量大于1000 m3/h，提高2#脫硫系統(tǒng)浮選再生能力。待新提鹽工段穩(wěn)定運(yùn)行后，降低脫硫事故槽液位，擇機(jī)進(jìn)行放空檢修，對(duì)塔底風(fēng)管進(jìn)行清堵更換。

3 結(jié)論

近期，受環(huán)境溫度偏高、外部保障條件等一系列不利因素影響，造成塔后硫化氫含量波動(dòng)較大，塔后硫化氫含量偏高，通過及時(shí)認(rèn)真分析、深入查找原因，制定相應(yīng)措施，確保了脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，塔后硫化氫含量穩(wěn)定在100 mg/m3以下。

季節(jié)交替期，水系難以得到保障，脫硫系統(tǒng)關(guān)鍵溫度點(diǎn)難以控制，對(duì)脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。故需根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，及時(shí)進(jìn)行熱負(fù)荷調(diào)整，穩(wěn)定脫硫煤氣溫度在23～25℃?？刂聘丙}中硫代的含量，及時(shí)進(jìn)行脫硫液的置換。加強(qiáng)脫硫生產(chǎn)操作，確保兩套脫硫系統(tǒng)揮發(fā)氨濃度、催化劑濃度達(dá)到平衡。定期對(duì)脫硫系統(tǒng)風(fēng)管進(jìn)行檢查，避免風(fēng)管堵塞情況的出現(xiàn)。

[1]李 紅，趙 剛，劉振義.我國(guó)焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀[J].氣體凈化,2009,9(2):1-5.

[2]庫(kù)咸熙.煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1984.

[3]何建平，李 輝.煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2006.