焦?fàn)t煤氣凈化工藝流程的評(píng)述(已修改)
2025-06-12 18:34 本頁(yè)面
【正文】 焦?fàn)t煤氣凈化工藝流程的評(píng)述作者:范守謙 時(shí)間:200878 10:25:53 焦?fàn)t煤氣凈化工藝流程的評(píng)述 范守謙（鞍山焦化耐火材料設(shè)計(jì)研究院） 焦?fàn)t煤氣凈化工藝流程的選擇，主要取決于脫氨和脫硫的方法。眾所周知，在煉焦過(guò)程中，煤中約有30％的硫進(jìn)入焦?fàn)t煤氣，95％的硫以硫化氫的形式存在。焦?fàn)t煤氣中一般含有硫化氫6～8g /m3 , 氰化氫 1. 5～2g/m39。若不事先脫除，就有50%的氰化氫和10％～40％的硫化氫進(jìn)入氨、苯回收系統(tǒng)，加劇了設(shè)備的腐蝕，還會(huì)增加外排污水中的酚、氰含量。含有硫化氫和氰化氫的煤氣作為燃料燃燒時(shí)，會(huì)生成大量SO2和NOx而污染大氣。為了防止氨對(duì)煤氣分配系統(tǒng)、煤氣主管以及煤氣設(shè)備的腐蝕和堵塞，在煤氣作為燃料使用之前必須將其脫除。20世紀(jì)70年代以前，由于焦?fàn)t煤氣主要供冶金廠作工業(yè)燃料，因此，大部分焦化廠的煤氣凈化工藝都沒(méi)有設(shè)置脫硫裝置，而回收氨的裝置幾乎全采用半直接法飽和器生產(chǎn)硫銨流程。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及我國(guó)環(huán)保法規(guī)的不斷完善和日益嚴(yán)格，在焦?fàn)t煤氣凈化工藝過(guò)程設(shè)置脫硫脫氰裝置和改進(jìn)脫氨工藝就勢(shì)在必行。進(jìn)入80年代以后，改革開(kāi)放逐步深入，我國(guó)焦化行業(yè)和煤氣行業(yè)相繼從國(guó)外引進(jìn)了多種煤氣凈化裝置，國(guó)內(nèi)科技人員在原有基礎(chǔ)上也開(kāi)發(fā)研制了新型脫硫工藝，大大推動(dòng)了我國(guó)焦?fàn)t煤氣凈化工藝的發(fā)展?，F(xiàn)將幾種脫氨和脫硫方法作扼要介紹和論述。1 氨的脫除 硫銨工藝 生產(chǎn)硫銨的工藝是焦?fàn)t煤氣氨回收的傳統(tǒng)方法，我國(guó)在20世紀(jì)60年代以前建成的大中型焦化廠均采用半直接法飽和器生產(chǎn)硫銨，該工藝的主要缺點(diǎn)是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，硫銨質(zhì)量差，煤氣系統(tǒng)阻力大。隨著寶鋼一期工程的建設(shè)，我們引進(jìn)了酸洗法生產(chǎn)硫銨工藝，該工藝由酸洗、真空蒸發(fā)結(jié)晶以及硫銨離心、干燥、包裝等三部分組成。與飽和器法相比，由于將氨吸收和硫銨結(jié)晶操作分開(kāi)，可獲得優(yōu)質(zhì)大顆粒硫銨結(jié)晶。酸洗塔為空噴塔，煤氣系統(tǒng)的阻力僅為飽和器法的1/4，可大幅度降低煤氣鼓風(fēng)機(jī)的電耗。采用干燥冷卻機(jī)將干燥后的硫銨進(jìn)一步冷卻，以防結(jié)塊，有利于自動(dòng)包裝。我院開(kāi)發(fā)的酸洗法工藝也已成功地用于天津煤氣二廠。隨著宣鋼、北焦的建設(shè)，我們還引進(jìn)了間接法飽和器生產(chǎn)硫銨工藝，該工藝是從酸性氣體中回收氨，其產(chǎn)品質(zhì)量要比飽和器法好，但因在較高溫度（100℃左右）下操作，對(duì)設(shè)備和管道材質(zhì)要求高，加之飽和器尺寸并不比半直接法小，因此投資高于半直接法。鞍鋼二回收還從法國(guó)引進(jìn)了噴淋式飽和器以代替半直接法的飽和器。噴淋式飽和器的特點(diǎn)是煤氣系統(tǒng)阻力小，設(shè)備尺寸也相應(yīng)減小，硫銨質(zhì)量有所提高。但是，不管采用那種生產(chǎn)硫銨的工藝，從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)分析，其共同的致命缺點(diǎn)是回收硫銨的收入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠支付其生產(chǎn)費(fèi)用。 無(wú)水氨工藝 另一種可供選擇的脫氨方法是用弗薩姆法生產(chǎn)無(wú)水氨。弗薩姆工藝是由美鋼聯(lián)開(kāi)發(fā)的，它可以從焦?fàn)t煤氣中吸收氨（半直接法），也可以從酸性氣體中吸收氨（間接法）。寶鋼二期工程是從美國(guó)USS公司引進(jìn)的從焦?fàn)t煤氣中吸收氨的弗薩姆裝置，焦?fàn)t煤氣導(dǎo)入吸收塔，體氣體xn磷酸銨溶液與煤氣直接接觸，吸收煤氣中的氨，然后經(jīng)解析、精餾制取產(chǎn)品無(wú)水氨。該工藝主要是利用磷酸二氫銨具有選擇性吸收的特點(diǎn)，從煤氣中回收氨，并精餾制得純度高達(dá)99. 98 ％的無(wú)水氨。但由于介質(zhì)具有一定的腐蝕性，且解吸、精餾操作要求在較高的壓力下進(jìn)行，故對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高。但該工藝的經(jīng)濟(jì)性受生產(chǎn)規(guī)模影響較大，規(guī)模過(guò)小時(shí)，既不經(jīng)濟(jì)也不易操作。 攀鋼焦化廠在引進(jìn)AS法脫硫的同時(shí)引進(jìn)了間接法弗薩姆法無(wú)水氨裝置，將脫酸塔頂?shù)乃嵝詺怏w引入間接法弗薩姆裝置的吸收塔，用磷酸溶液吸收酸性氣體中的氨。由于不與煤氣直接接觸，幾乎不產(chǎn)生酸焦油，與半直接法相比，可大大簡(jiǎn)化分離酸焦油的處理設(shè)施。弗薩姆裝置生產(chǎn)的無(wú)水氨純度高，產(chǎn)值也較高，經(jīng)濟(jì)效益較好，但儲(chǔ)運(yùn)不方便。 氨分解工藝 催化分解氨的新工藝是由德國(guó)斯蒂爾公司開(kāi)發(fā)的。由于氨和氰化氫的分解是在還原氣氛下進(jìn)行熱裂解，除可防止硫化氫參加反應(yīng)，還可避免形成NOx。，此工藝是通過(guò)AS循環(huán)洗滌系統(tǒng)將含有少量硫化氫的氨蒸汽送入氨分解爐中，在鎳基催化劑的作用下將NH3和HCN分解，所得分解氣體送入余熱鍋爐中產(chǎn)生蒸汽，冷卻后的分解氣體再經(jīng)過(guò)第二個(gè)直接冷卻系統(tǒng)冷卻后（熱值約2900kJ/m3）摻混到焦?fàn)t煤氣中。我院為邯鋼焦化廠設(shè)計(jì)中采用了單獨(dú)脫氨工藝，將水洗氨、蒸氨后的塔頂氨汽經(jīng)分縮器后進(jìn)入氨分解裝置進(jìn)行分解。 催化分解氨的工藝具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、費(fèi)用低、尾氣可摻入焦?fàn)t煤氣和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。由于從焦?fàn)t煤氣中制取氨的產(chǎn)品變得越來(lái)越無(wú)利可圖，因此，上述工藝值得重視。1. 4 三種氨回收工藝的比較 根據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，在下列基本參數(shù)相同的條件下，對(duì)上述三種類(lèi)型的氨回收工藝進(jìn)行對(duì)比分析。 焦?fàn)t煤氣處理量 煤氣溫度 25 ℃ 煤氣壓力 ～14 kPa 煤氣雜質(zhì)含量 H2S 8 g/m3 NH3 6 g/m3 HCN 0. 6～0. 7 g/m3 CO2 (體積） 2%
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