888-JDS脫硫催化劑在貴州和云南市場焦?fàn)t氣脫硫的應(yīng)用情況

原標(biāo)題：888-JDS脫硫催化劑在貴州和云南市場焦?fàn)t氣脫硫的應(yīng)用情況

濕式氧化法脫硫因效率高、建設(shè)投資相對較少、流程簡單、易操作、生產(chǎn)穩(wěn)定的優(yōu)點被國內(nèi)焦化行業(yè)廣泛應(yīng)用。近年來煉焦行業(yè)在國內(nèi)得到迅速猛進的發(fā)展,因此副產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣在化工行業(yè)的應(yīng)用也越來越被重視,這也推動了以焦?fàn)t氣為原料的后繼產(chǎn)品的多元化的發(fā)展進程。如：以焦?fàn)t氣為原料來制造甲醇、用作城市煤氣、發(fā)電等等。然而，由于焦?fàn)t氣成分的特殊性，有害物質(zhì)多而復(fù)雜，因此要想更好的利用焦?fàn)t氣就必須盡可能地脫除這些有害物質(zhì)。其中H2S的脫除則是一個重要環(huán)節(jié)。

目前國內(nèi)焦?fàn)t氣采用濕式氧化法脫除H2S工藝很多，如：有的采取前置脫硫，有的采取后置脫硫；有的在風(fēng)機前脫硫，有的在風(fēng)機后脫硫等等。所有這些工藝的應(yīng)用其根本的思路就是如何充分利用堿源的問題。而對于催化劑的選擇和應(yīng)用則沒有得到足夠的重視。我們知道，焦?fàn)t氣中含有苯、萘、焦油以及HCN等有害物質(zhì)，在脫硫前都無法完全被脫除掉，而這些有害物質(zhì)一旦進入系統(tǒng)，對脫硫?qū)韲乐氐挠绊憽Ｓ绕鋵γ摿虼呋瘎┯绊戄^大，致使很多催化劑很難適應(yīng)這種工況脫硫，即使勉強應(yīng)用，也會造成系統(tǒng)脫硫效率低、副鹽高，溶液外排量大，環(huán)境污染嚴重等問題。在這種情況下，我公司氣體凈化設(shè)計研究中心通過模擬焦?fàn)t氣成分和實際脫硫液組分，進行數(shù)以千次的科學(xué)實驗，最終研制開發(fā)了新一代產(chǎn)品焦?fàn)t氣專用脫硫催化劑，自投放市場后引起行業(yè)界的極大關(guān)注。現(xiàn)將貴州、云南地區(qū)部分廠家應(yīng)用的情況簡單的匯總一下。

1 應(yīng)用情況

1．1貴州水鋼集團有限責(zé)任公司

水鋼集團有限責(zé)任公司是貴州省的一個大型鋼鐵企業(yè)，其屬下煤焦化分公司年產(chǎn)焦炭140萬噸，所產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過凈化處理后用于焦?fàn)t加熱、粗苯工段管式爐加熱及民用煤氣使用。采用自產(chǎn)回收氨水作堿源加888-JDS催化劑的濕式氧化法脫硫。處理焦?fàn)t煤氣量約25000m3/h，入口H2S5～7g/m3；出口要求H2S含量＜100mg/m3。氣體用做城市煤氣，雙塔串聯(lián)流程，高塔再生工藝。回收硫膏送硫酸工序。

主要設(shè)備：

脫硫塔ф4400 H34556，2座F15.9m2，V液91.185m3（兩塔液高3m計）填料H 3.5m×3加捕霧層H1.5m，輕瓷梅花環(huán)填料。

再生塔ф3400～4400 H45552，2座，塔內(nèi)裝有液體分配盤，4塊篩板，F(xiàn)14.726m2，V液1139.8m3（兩塔）。

溶液循環(huán)槽ф7000，H7842， V液192.3m3（H5m計）加熱蛇管ф57×3.5F20m2。

事故槽ф7400，H8800，V全327m3。

硫泡沫槽ф3800，H5674×2座，V全23m3加熱蛇管ф32×2.5，F(xiàn)7.9m2。

低位槽ф2400，L5700，V全23.9m3。

溶液緩沖槽ф3000，L300，V全21.2m3。

溶液循環(huán)泵Q625m3/h，H61m×3臺

自2009年5月開車以來，出口控制在100mg/m3 ，主要數(shù)據(jù)如下：

1.2貴州黔貴天能焦化

貴州黔貴天能焦化業(yè)是貴州省的企業(yè)，年產(chǎn)焦炭120萬噸，采用自產(chǎn)回收氨水作堿源,加888-JDS催化劑的濕式氧化法脫硫。處理焦?fàn)t煤氣量約30000m3/h，入口H2S5～7g/m3；出口要求H2S含量＜100mg/m3。雙塔并聯(lián)流程，高塔再生工藝。回收硫膏送硫酸工序。自2010年11月20日應(yīng)用來效果如下：

由于該廠采用自產(chǎn)氨水作為堿源，造成堿度偏低，所以兩塔并聯(lián)。

1.3云南天大焦化

年產(chǎn)焦炭60萬噸，采用自產(chǎn)回收氨水作堿源,加888-JDS催化劑的濕式氧化法脫硫。處理焦?fàn)t煤氣量約20000m3/h，入口H2S5～6g/m3；煤氣暫時不用，出口要求H2S含量＜200mg/m3。雙塔串聯(lián)流程，高塔再生工藝。回收硫膏送硫酸工序。自2010年10月3日應(yīng)用來效果如下：

入口H2S含量g/Nm3

1.4云南瀘西紅河焦化廠

年產(chǎn)焦炭30萬噸，采用自產(chǎn)回收氨水作堿源,加888-JDS催化劑的濕式氧化法脫硫。處理焦?fàn)t煤氣量約8000m3/h，供電廠用，入口H2S4～6g/m3；出口要求H2S含量＜100mg/m3。煤氣發(fā)電用，雙塔串聯(lián)流程，高塔再生工藝。回收硫膏送硫酸工序。自2006年5月20日應(yīng)用來效果如下：

以上煤氣由于用途的關(guān)系，對出口要求不是很高，所以總堿度和催化劑含量控制的都比較低，脫硫效率提高空間還是很大的。

2 焦?fàn)t氣脫硫設(shè)計值得關(guān)注的幾個問題

最近幾年，隨著焦化技術(shù)的不斷進步，為了達到更好的脫硫效果，很多廠在實際運行中有了些變化，這些變化應(yīng)該說還是值得借鑒的。

2.1脫硫塔的設(shè)置

對于焦?fàn)t氣脫硫由于進口H2S含量一般都很高，從幾克到幾十克每標(biāo)方不等。在脫硫工程設(shè)計時一般都設(shè)計成雙系統(tǒng)既可并聯(lián)操作、亦可串聯(lián)運行。雙脫硫塔并聯(lián)操作時，脫硫系統(tǒng)阻力小，單塔負荷低不容易堵塔。但脫硫效率不如雙塔串聯(lián)運行時高。考慮到焦?fàn)t氣入口硫化氫較高，脫硫裝置最好采用雙塔串聯(lián)的運行方式。

從不斷提高脫硫效率的角度來考慮，尤其是焦?fàn)t氣制甲醇要求出口小于20mg/m3，焦化廠脫硫也應(yīng)該采用串聯(lián)流程。為了克服塔阻力和塔堵的問題，脫硫塔的噴淋密度應(yīng)大于50m3/m2·h，同時加強硫泡沫的浮選，降低懸浮硫含量等來減少堵塔的幾率。

另外，前塔可以嘗試空塔噴塔（即采用高效霧化噴頭取代輕瓷填料），后塔采用空塔噴淋+填料的復(fù)合型塔（即脫硫塔的中、下段采用高效霧化噴頭、空塔噴淋，上段使用填料）的科學(xué)組合方式。目前這種組合方式已廣泛的應(yīng)用在化肥行業(yè)，具有工作硫容大、溶液循環(huán)量小，脫硫效率高，系統(tǒng)壓降小等諸多優(yōu)點，效果十分理想。我想這也可作為今后焦?fàn)t煤氣脫硫發(fā)展的方向，不過由于焦?fàn)t氣成分復(fù)雜，脫硫液比較臟，所以采用空塔噴淋堵塞問題還需要解決。除此之外，超重力脫硫技術(shù)的發(fā)展也值得大家關(guān)注。

2.2再生方式的探討

目前焦?fàn)t氣脫硫的再生采用高塔再生和噴射再生兩種方式。這兩種方式各有特色。

高塔再生采用空壓機提供的壓縮空氣，需要動力。壓縮送風(fēng)相對穩(wěn)定，液位、泡沫溢流可以自動控制，由于再生塔比較高，操作不是太方便，但有很多廠增加了視頻監(jiān)控系統(tǒng)后，操作起來比以前方便多了。再生槽再生采用噴射器自吸空氣，再生槽再生占地面積稍大一些，高度低，不需要空壓機，節(jié)省了空壓機的動力消耗。

高塔再生只有循環(huán)泵，貧液從再生塔頂靠位壓自流到脫硫塔內(nèi)。再生槽再生需要貧液泵和富液泵，單從動力消耗上來講，再生槽再生比高塔再生動力消耗要大些。

關(guān)于再生效果，從我個人來看，噴射再生更便于觀測再生、溢流狀況，稍優(yōu)于高塔再生，很多廠再生后貧液懸浮硫能達到0.5g/L以下,這在焦化行業(yè)屬領(lǐng)先水平。

關(guān)于投資方面，高塔再生占地面積小，但設(shè)備投資較大。噴射再生，設(shè)備投資相對較小。當(dāng)然噴射再生時噴射器易發(fā)生硫堵而影響吸空氣量，造成再生槽內(nèi)硫泡沫時好時壞，日常需要維護檢修。具體采用那種再生方式，可根據(jù)廠家的實際情況考慮。

2.3脫硫系統(tǒng)低溫化（以氨為堿源最好在20℃～25℃）

在沒有煤氣預(yù)冷塔的情況下，進入脫硫塔的煤氣溫度高達30℃～35℃。有專家計算過如果溫度能控制在22℃～25℃，氨含量可提高3 g/L～5g/L，H2S的解離度提高近30%。所以，脫硫系統(tǒng)中不設(shè)置煤氣預(yù)冷卻設(shè)備導(dǎo)致脫硫效率低下的教訓(xùn)，要得到重視。當(dāng)然很多廠設(shè)置了直接式煤氣預(yù)冷卻設(shè)備效果也不是很好。直接式煤氣預(yù)冷卻設(shè)備在運行中，冷卻介質(zhì)與煤氣直接接觸，且噴灑密度較大，煤氣中的焦油、萘等被洗滌混入其中，并懸浮于冷卻氨水中，當(dāng)冷卻氨水進入冷卻器冷卻時，焦油和萘等雜質(zhì)會沉附于傳熱壁表面，極大地惡化傳熱條件，有的甚至導(dǎo)致冷卻器嚴重堵塞，以至不得不停運處理。另外直接式煤氣預(yù)冷塔存在煤氣冷卻過程中氨的流失，兩次換熱，均需要溫差，以至煤氣難以降至25℃以下。在此基礎(chǔ)上，很多廠選擇間接橫管冷卻器作脫硫前煤氣預(yù)冷卻設(shè)備，效果很不錯。

3 主要工藝指標(biāo)控制

3.1脫硫溫度

溫度對吸收反應(yīng)、再生反應(yīng)、生成副鹽的反應(yīng)及硫泡沫的浮選都會產(chǎn)生較大的影響，這是脫硫機理所決定的。

脫硫塔進口煤氣溫度：力爭≤30℃，液溫要比氣溫高2℃～5℃。

應(yīng)設(shè)有溶液換熱器，冬季時換熱器走蒸汽，用于加熱脫硫液。在夏季時,換熱器走冷卻水而移走脫硫液的熱量。

3.2 溶液成份的控制

脫硫液中氨的濃度應(yīng)保持在10 g/L～12g/L。

副鹽含量（Na2S2O3+ NaCNS）≤250 g/L

3.3 再生空氣量的控制

高塔再生時，控制再生塔的鼓風(fēng)強度在110 m3/m2·h～130 m3/m2·h，再生槽再生時根據(jù)再生情況可在60m3/m2·h～110 m3/m2·h之間調(diào)整。

3.4 煤氣中焦油霧和萘含量問題

煤氣中焦油霧含量≤30mg/m3，萘≤200mg/m3。隨焦?fàn)t煤氣夾帶的焦油、奈及初苯的洗油等雜質(zhì)進入脫硫液中都會對脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。催化劑活性下降，吸收效果變壞。使再生出的硫泡沫浮選困難，懸浮硫高，黏附在填料上會使塔阻力升高。因此必須嚴格控制初冷器溫度及除萘效果，保證電捕正常工作，控制好洗苯工況、嚴禁夾帶洗油等。

4 脫硫液的回收和利用

4.1硫泡沫過濾機的應(yīng)用

焦化廠對硫泡沫的處理一般采用連續(xù)熔硫制得硫錠或利用過濾機制成硫餅。連續(xù)熔硫工藝因脫硫液在熔硫釡內(nèi)經(jīng)過加溫后，岀釡的殘液中副鹽升高返回脫硫系統(tǒng)后會使脫硫液的副鹽積累加劇，增加廢液的外排量，同時硫錠因含有焦油等雜質(zhì)而發(fā)黑，售價不高，已被逐漸淘汰。目前比較合理的是用過濾機將硫泡沫過濾制得硫餅外售，過濾后的脫硫液返回系統(tǒng)。過濾機主要有板框壓濾機、轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機、戈爾膜過濾機、離心分離機、DS型硫泡沫專用過濾機等，這里簡單的介紹一下過濾效果較好的由我公司自主研發(fā)的DS硫泡沫專用過濾機。

設(shè)備概述：DS型硫泡沫專用真空過濾機是集納米無機膜技術(shù)、超聲波技術(shù)、自動化控制為一體的新型、高效、節(jié)能、環(huán)保的固液分離設(shè)備，它依據(jù)脫硫液組分以及各組分特殊的物化性質(zhì)采用不同的超微細孔在不影響溶液組分的情況下將硫泡沫中單質(zhì)硫過濾出來，形成的濾餅可直接裝袋銷售或進熔硫器進行熔硫；因使用納米過濾，過濾后的脫硫液含硫極低，過濾后的溶液清亮透徹濁度低（固形物總含量＜50PPm），且由于是物理性過濾，過濾后溶液的物化性質(zhì)均沒有發(fā)生變化，可直接回脫硫系統(tǒng)使用。因此極大節(jié)約了能耗、減少了對環(huán)境的污染和對系統(tǒng)的危害。

工作原理:DS脫硫真空過濾機過濾介質(zhì)利用納米陶瓷技術(shù)，在真空力的作用下，只能讓脫硫液通過超微陶瓷膜孔，而溶液中的機械雜質(zhì)和單質(zhì)硫以及氣泡卻無法通過，保證無真空損失的原理，極大地降低了真空過濾機能耗和過濾液的固形物含量。

工作流程：DS脫硫真空過濾機主要包括過濾板、轉(zhuǎn)子、料漿斗、真空系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。工作時浸沒在料斗的過濾板在真空力和毛細作用下，表面吸附成一層物料，濾液通過濾板至排液罐，干燥區(qū)濾餅繼續(xù)在真空力的作用下脫水。濾餅干燥后通過刮刀卸料，卸料后進入反洗區(qū)，通過循環(huán)水清洗濾板，從而完成一個工作循環(huán)。在過濾機運行7小時后采用超聲波和堿水清洗，以保持過濾機的高效運行。形成的濾餅裝袋處理或去熔硫釜熔硫。濾餅含水量30%左右。

具體采用那種過濾機應(yīng)根據(jù)硫泡沫量的大小及資金情況來綜合考慮。

4.2 加強副鹽的處理

被吸收的H2S大部分轉(zhuǎn)化為元素硫，再生時用空氣浮選回收，其余生成（NH4）2S2O3和（NH4）2SO4，被吸收的HCN轉(zhuǎn)化為NH4SCN存在于脫硫液中，這三種銨鹽通常被稱為副鹽，由于廢液中富集催化劑，為將催化劑重復(fù)利用，往往將廢液并入吸收液循環(huán)使用，但這會使副鹽在體系內(nèi)不斷累積，當(dāng)三種副鹽濃度積累到一定濃度后，將嚴重影響反應(yīng)平衡，同時由于脫硫液粘度增加也會降低脫硫液的活性，進而引起脫硫效果的不斷下降。焦化企業(yè)的實際數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)脫硫液中副鹽濃度增長到350g/L后，脫硫效率會迅速下降。

目前，國內(nèi)焦化廠解決脫硫液中副鹽累積的辦法是將部分脫硫液作為備煤用水，另一部分脫硫液進行排放，然后再補充新水。雖然研究表明，在焦?fàn)t的煉焦條件下，摻入配煤中脫硫廢液的鹽類，在炭化室內(nèi)高溫裂解生成硫化氫后，大部分進入荒煤氣中，僅有極少部分參與焦炭反應(yīng)。所得焦炭含硫量僅增加0.03％～0.05%，焦炭的抗碎和耐磨強度等指標(biāo)也無明顯變化。而且廢液中的NH4CNS在高溫裂解時轉(zhuǎn)化為N2、NH3和CO2，并不轉(zhuǎn)化為HCN，但脫硫液自身的異味和含鹽的環(huán)保問題和硫化氫的反復(fù)循環(huán)的吸收解析，硫的不能徹底分離解析，所以這種處理方式?jīng)]有從根本上解決問題。脫硫液副鹽的累積是困擾眾多焦化企業(yè)的頭痛問題。根據(jù)脫硫再生原理可知，在脫硫再生過程中始終伴隨著副反應(yīng)的發(fā)生,當(dāng)副反應(yīng)物的量累積一定的程度時(達到250g/L以上時)就必須進行排放置換。

而副鹽NH4SCN和（NH4）2S2O3是有較高經(jīng)濟價值的無機鹽，如果將脫硫液中的副鹽分離回收，不但可以使脫硫液循環(huán)使用不必外排，同時可以通過回收副鹽創(chuàng)造經(jīng)濟效益應(yīng)用脫硫廢液處理及副鹽資源化利用技術(shù)，處理后的氨水全部回收，并可繼續(xù)用于脫硫系統(tǒng)。少數(shù)大型鋼鐵公司焦化廠采用燃燒還原的方法處理脫硫廢液，其投資和運行費用極高而無法得到推廣。在這方面濟鋼焦化廠增加了副鹽提取設(shè)備，實現(xiàn)廢棄物質(zhì)資源化，這種處理方法值得借鑒。其將脫硫液送往釡內(nèi)進行抽真空加熱濃縮，副鹽經(jīng)冷卻后結(jié)晶析出，得到Na 2S2O3 和NaCNS的初級產(chǎn)品，然后出售給精細化工廠再進行產(chǎn)品的精制。

該催化劑在全國焦化行業(yè)濕法脫硫應(yīng)用還是比較普遍，以上總結(jié)供大家參考交流。返回搜狐，查看更多

責(zé)任編輯：

注明：本文章來源于互聯(lián)網(wǎng)，如侵權(quán)請聯(lián)系客服刪除！