焦炉煤气净化基本工艺作业流程的选择.doc

焦炉煤气净化工艺流程选取 (-01-24 13:14:42)标签：煤化工杂谈笑看人生分类：焦化类摘要：本文对国内煤气净化工艺发展进行了回顾，提出了国内焦炉煤气净化工艺发展方向以及选取工艺流程原则。并推荐采用焦炉煤气净化工艺流程以及各单元中应采用行之有效环保、节能技术。1焦炉煤气净化工艺历史回顾国内焦炉煤气净化发展是与炼焦工业发展紧密相连。建国此前，国内焦化工业几乎是一片空白。建国以来，随着炼焦工业发展，煤气净化工艺从无到有，蓬勃发展，技术水平和装备水平得到了不断提高。概括起来，大体上经历了三个阶段。第一种阶段是从20世纪50年代末到60年代中期，国内焦化厂焦炉煤气净化工艺重要是以50年代从原苏联引进工艺为基本、消化翻板饱和器法生产硫铵老流程，以当时武钢焦化厂、包钢焦化厂、鞍钢化工总厂、太钢焦化厂、马钢焦化厂等一批大型厂为代表。但该工艺存在流程陈旧、能耗高、环保办法不健全、装备水平低等问题。重要体当前初冷采用立管冷却器，冷却效率低；硫铵装置设备庞大，煤气阻力大，产品质量差，设备腐蚀严重；没有配套建设脱硫装置，终冷系统不能闭路，对大气和水体污染严重；在粗苯蒸馏系统采用蒸汽法，不但耗用大量蒸汽，产品质量也得不到保证。第二阶段是从60年代中期至70年代末期，随着国内自行设计58型焦炉不断推广及炭化室高5.5米焦炉诞生，对煤气净化工艺开展了与石油、化工行业找差距进行技术革新阶段。在广大技术人员努力下，在此期间咱们将初冷流程改为二段冷却；开发了各种油洗萘代替终冷水洗萘；研制成功了终冷水脱氰生产黄血盐，解决了终冷水污染问题；推广采用了溶剂脱酚和生物脱酚装置；以管式炉脱苯代替蒸汽脱苯，开发了双塔、单塔脱苯新工艺；在个别焦化厂设立了改良ADA脱硫装置（如：梅山焦化厂、北京焦化厂等）。除此之外，为了适应当时国内硫酸供应紧张状况，开发和推广了一大批采用氨水流程焦化厂（如：济钢、莱钢、邯钢、杭钢、安钢、攀钢等）。当时，国内生产浓氨水厂家曾占了整个焦化厂总数三分之一。但是，氨水流程也存在着设备腐蚀、堵塞严重、浓氨水产品质量低劣、产品滞销、开工率低等致命问题。因而，虽然通过国内工程技术人员不断努力，焦炉煤气净化工艺有了某些进展，而从环保、能耗、技术水平、工艺装备、产品质量等方面来看，依然未能挣脱落后局面。第三阶段从改革开放以来算起，随着宝钢工程建设，国内6米大容积焦炉诞生，焦化厂规模不断扩大，以及通过与国外技术交流，联合设计、技术引进等方式，先后引进了各种规模、不同工艺多套装置，国内工程技术人员基本上掌握了全负压煤气净化工艺、AS洗涤脱硫工艺、脱酸蒸氨工艺、氨分解硫回收工艺、无饱和器法硫铵工艺、FRC法和TH法脱硫脱氰工艺、索尔菲班法脱硫工艺、真空空碳酸盐法脱硫工艺、冷法和热法弗萨姆无水氨工艺以及与之相配套生产浓硫酸和78%硫酸工艺等国际先进技术，并在设备和材料国产化方面获得了突破性进展。在此期间国内焦化技术人员还自行开发了HPF法脱硫新工艺，消化创新了喷淋式饱和器代替半直接法饱和器生产硫铵装置。随着工艺技术不断更新，生产过程自动化控制水平也得了提高，DCS集散型计算机控制技术得到了广泛应用，从而使国内煤气净化技术和装备有了一种质奔腾，迈向了国际先进行列。2国内焦炉煤气净化工艺发展方向近年来随着国民环保意识加强，国家环保法规日益严格，近来国家又制定焦化行业准入条件，对环保规定不断地提高。为了达到这些规定，焦化厂基建投资和操作费用大大增长，生产成本明显提高，而市场经济进一步运作，把焦化公司推向市场大势所趋，21世纪焦化公司将面临着严峻挑战。为了在市场竞争中求生存、求发展，焦化工作者应转变观念，在满足顾客净化煤气指标规定前提下，把提高环保水平，消除或减轻环境污染；发展节能工艺；开发短流程，减少成本，增长效益；提高自控水平、实现生产过程优化控制，提高劳动生产率作为国内煤气净化工艺发展方向。以环保、节能、效益为中心选取煤气净化工艺流程。3焦炉煤气净化工艺流程选取上述各种型式焦炉煤气净化工艺和单元装置，当前在国内焦化公司都已建成投产使用。应当说咱们已经基本掌握了当今世界先进水平各种不同煤气净化单元装置操作和管理，完全可以依照顾客不同规定组合成各种焦炉煤气净化工艺流程。从焦炉煤气净化工艺流程单元构成来看，流程选取重要看采用什么办法脱除煤气中硫化氢和氨，而当今国内外焦炉煤气净化技术发展趋势，其一是焦炉煤气脱硫脱氰装置设在终冷和洗苯前，使煤气尽量在终冷前将大某些杂质除去，以减轻对水质和大气污染，并减少对设备腐蚀；其二是优先选取运用煤气自身氨为碱源，脱除煤气中硫化氢和氰化氨，这样可不需外加化学品，也利于综合运用。（1）采用以氨为碱源HPF湿式氧化法脱硫为中心煤气净化工艺流程。其基本组合见图1。图1以氨为碱源HPF湿式氧化法脱硫为中心煤气净化流程该流程选用以氨为碱源HPF法脱硫脱氰工艺,并将其置于鼓风机前电捕焦油器之后负压操作，不再专门设立预冷装置，煤气系统温度梯度更趋合理。在各单元装置中采用如下行之有效环保、节能技术。选用带断液板两段式横管冷却器，分段采出冷凝液，以节约低温水用量，将煤气冷却到2225，最大限度地净化煤气，不再单独设脱萘装置；焦油氨水采用沉降除渣静置分离工艺，以保证焦油含水量2%；采用蜂窝式沉淀管电捕焦油器负压操作，有效地保护鼓风机；电动鼓风机采用液力偶合器或变频调速以节约能源。在HPF湿式氧化法脱硫工艺中，再生塔采用预混喷咀及塔中部设立气泡分离器节能高效技术。再生塔后尾气返回煤气负压系统，以减少氨损失，杜绝对大气二次污染。废液解决采用废液焚烧、接触法制取浓硫酸装置，生产浓硫酸用于生产硫铵，可解决废液污染等问题。蒸氨塔采用喷射器回收次蒸汽技术，减少蒸氨蒸汽用量，以节约能采用喷淋式饱和器气愤硫按，减少煤气系统阻力，减少鼓风机耗电依照宝钢经验，增设循环水水垢析出防止剂及防腐蚀剂注入装置，装设电导计来掌握循环水电导度控制排污，以提高初冷器循环水出口温度，减少循环水量。优先选用溴化锂制冷装置，保护水资源，提高水运用率。放宽苯回收指标，由塔后煤气含苯2g/m3放宽到45g/m3，减少脱苯系统低温水用量以减少能耗。通过各单元生产装置完善和优化组合而成这套煤气净化工艺流程，预测在环保、节能、效益各方面能有较大提高。由于选用了以氨为碱源脱硫脱氰工艺以及受废液制酸装置规模限制，该流程仅合用于煤气含硫化氢8g/m3、生产规模在年产100万吨焦炭以上大型焦化公司选用。对于规模较小焦化厂，可以采用脱硫废液回兑炼焦煤办法解决；脱氨单元也可采用洗氨、蒸氨、氨分解工艺，将分解后尾气返回煤气负压系统方案。（2）采用以真空碳酸盐脱硫为中心煤气净化流程。其基本组合见图2。图2以真空碳酸盐脱硫为中心煤气净化流程这种组合流程由于采用真空碳酸盐脱硫，其位置应放在苯回收工序背面，为了避免在整个系统中设立终冷装置导致排污水污染，可采用洗氨、蒸氨办法脱除煤气中氨和某些氰化氢、硫化氢，蒸氨后氨汽采用间接饱和器生产硫铵，尾气回到脱硫前煤气系统。真空碳酸盐法脱硫属于湿式吸取法，采用真空解吸法再生，脱硫和再生系统均在低温下运营，腐蚀弱，对设备材料规定不高，吸取塔、再生塔及大某些设备材质为碳钢，基建费用低。该脱硫工艺脱硫效率高，在脱硫塔上部增长NaOH洗涤段，可使煤气中H2S含量降至0.2g/m3如下，可满足焦化公司准入条件规定。所产硫磺转化率高，质量优良，克劳斯炉尾气返回吸煤气管道不会污染大气。并且再生塔热源可用废热锅炉生产蒸汽和初冷器所产热水均可运用，故余热运用好。该流程合用于煤气含硫化氢高焦化公司，之因此该流程选用间接法生产硫铵是由于采用半直接法生产硫铵后，整个煤气系统温度变化梯度大，还要设立终冷，导致流程长，能源运用不合理。至于前述各单元节能、环保办法，该流程完全可以采用。（3）关于以氨硫循环洗涤（AS法）脱硫为中心煤气净化工艺流程，在国内已有不少厂家采用，虽然该工艺也有不少长处，但由于其脱硫效率较低，普通只能达到煤气含硫化氢0.5g/m3水平，不能满足焦化公司准入条件规定。此外，该工艺技术装备水平高，规定外部条件苛刻，必要严格操作，一种环节出了问题，将影响整个氨硫系统正常操作，当前国内已投产装置还存在着堵塞腐蚀等问题，建议在国内选用时应慎重考虑。