焦炉煤气作为炼焦过程产生的副产物,已经被广泛的应用于燃料、化工原料等方面。而焦炉煤气中的,燃烧过程中生成,不但污染环境,而且对人身体造成毒害;并造成相关生产设备、管道的腐蚀,各类催化剂中毒,产品质量下降等。因此必须进行脱硫处理。本文以氨法煤气脱硫为例,对湿式氧化法煤气脱硫从改善脱硫工艺和设备等几个方面进行探讨。
1 脱硫溶液的碱度
在从煤气中脱除H2S的过程中,首先依赖于碱性溶液对H2S的吸收并迅速发生化学反应形成新的化合物,以及其后的解离、氧化,最终把H2S转化为元素硫。因此,脱硫液碱度(游离氨浓度)是溶液中H2S解离的推动力,是H2S吸收得以继续的前提,对脱硫过程的有效连续进行起着决定性的作用。因此,碱度过低直接影响到脱硫效率,下面从几个方面进行分析和采取措施。
1.1 原因分析
(1)入塔煤气温度是否偏高:煤气脱硫过程中,氨在液相中的浓度受亨利定律支配,煤气温度过高必然会引起脱硫溶液温度上升,并导致脱硫溶液中氨的浓度下降。
(2)焦化厂普遍是将蒸氨的氨汽直接补充到煤气预冷塔或脱硫塔。这样的后果:一是造成预冷效果受影响,其次用氨汽直接补入煤气中时,由于氨汽携带大量热量,会导致氨汽补入区域局部升温过高,不仅导致该区域局部腐蚀加剧,还造成煤气温度升高。
(3)煤气中的NH3/H2S若远低于1.3,即使上述两方面都不存在问题,也会造成脱硫效率下降。
1.2 采取措施
(1)控制煤气入塔温度稳定在25-30℃左右。增设脱硫循环溶液换热器,严格控制溶液温度稳定在35℃左右,提高溶液中挥发氨浓度。
(2)蒸氨系统的氨汽必须冷凝成,再直接补充至脱硫塔前煤气中,有条件直接补加在再生塔至脱硫塔间溶液中,且连续均匀补加。
(3)如煤气中的NH3/H2S远低于1.2,则应外购浓,再按NH3/H2S≈1.2的比例往脱硫溶液中补充,NH3/H2S控制在1.2以上。
2 催化剂的质量与浓度
催化剂是载氧体,是HS-转化为元素硫的动力,催化剂的活性好坏是提高氧化过程反应速率的决定性因素。在湿式氧化法整个脱硫过程中,催化剂的载氧量及其选择性释放氧的能力,是决定催化剂质量好坏的关键因素。
我公司生产的888系列脱硫催化剂是很好的选择。催化剂的添加应根据脱硫前煤气中H2S含量、煤气流量、硫泡沫、脱硫废液的排放所流失的催化剂量,进行均匀连续添加,以稳定脱硫液中的催化剂浓度来满足催化氧化HS-的需要。
3 脱硫液副盐含量
脱硫液副盐[(NH4)2SO4、(NH4)2S2O3、NH4CNS]含量严格控制在250g/l以下。从环保角度考虑应上提盐装置,可以每天定量往提盐装置排放脱硫废液,提盐后清液再返回到脱硫系统。
4 脱硫液悬浮硫含量
脱硫液悬浮硫含量偏高,首先,不能让硫泡沫长时间停留,再生出来的硫泡沫要及时排出,否则悬浮硫含量定然逐步升高;其次,如排出的硫泡沫除硫后的清液要返回系统的话,排出的硫泡沫要处理干净,清液悬浮硫应低于贫液中的悬浮硫才能返回系统。硫泡沫处理建议采用过滤机过滤成滤饼。
5 煤气的焦油、萘含量
煤气进入脱硫系统前必须除焦、除萘,使焦油含量≤30mg/Nm3,萘含量<200mg/Nm3。如煤气焦油含量过高,将使催化剂中毒而使脱硫后的富液无法正常催化氧化和再生。