【正文】 法也是非常具有競爭力的方法,它的運轉成本只有A. D. A法的 30 %左右,且具有優(yōu)于 A. D. A 法的脫硫脫氰能力。另外,需要綜合考慮各方面因素,如技術的先進性與生產的實用性、 工程投資與生產費用、 產品方案與市場需求、 經濟效益與社會效益等,做幾個可行的工藝方案,在認真分析比較、 科學考察論證的基礎上優(yōu)選出最佳的焦爐煤氣凈化工藝。 研究開發(fā)焦爐煤氣凈化的新工藝　　 當前廣泛采用的濕式氧化工藝和濕式吸收工藝中的各種煤氣凈化法,產生焦化廢水的量大、 成分復雜,且水量和水質不穩(wěn)定,這就增加了廢水處理的難度。對焦化廢水的處理,廣泛采用普通的生化處理工藝,它雖能將廢水中的酚、 氰等有效地除去,但對廢水中大量的 NH32N 幾乎沒有降解作用[21]。為解決此問題,除了更新改造傳統(tǒng)的焦化廢水處理工藝外,還應該致力于研究開發(fā)新型的能大幅度減少廢水排放量的凈化工藝。筆者所在課題組正致力于將最近歐洲研究成功的有著廣泛應用前景的一種新型的煙氣凈化工藝 — — — 煙氣冷凝凈化工藝應用于焦爐煤氣凈化系統(tǒng),主要思路是通過用分階段冷卻和除塵(干法熄焦)來替代傳統(tǒng)焦化系統(tǒng)中直接用氨水噴淋焦爐煤氣的濕法熄焦,這樣,不僅可以回收利用大量的焦炭顯熱,而且可以大大減少廢水排放量,同時可以通過深度冷凝來分離純化焦爐煤氣中的 H2S、 HCN 等雜質。五、焦爐煤氣凈化工藝流程的選擇上述多種型式的焦爐煤氣凈化工藝和單元裝置，當前在我國焦化企業(yè)都已建成投產使用。應該說我們已經基本掌握了當今世界先進水平的各種不同煤氣凈化單元裝置的操作和管理，完全可以根據用戶的不同要求組合成各種焦爐煤氣凈化工藝流程。從焦爐煤氣凈化工藝流程的單元組成來看，流程的選擇主要看采用什么方法脫除煤氣中的硫化氫和氨，而當今國內外焦爐煤氣凈化技術發(fā)展趨勢：其一是焦爐煤氣脫硫脫氰裝置設在終冷和洗苯前，使煤氣盡可能在終冷前將大部分雜質除去，以減輕對水質和大氣的污染，并降低對設備的腐蝕。其二是優(yōu)先選擇利用煤氣本身的氨為堿源，脫除煤氣中的硫化氫和氰化氨，這樣可不需外加化學品，也利于綜合利用。 采用以氨為堿源的HPF濕式氧化法脫硫為中心的煤氣凈化工藝流程。其基本組合見圖1。圖1 以氨為堿源的HPF濕式氧化法脫硫為中心的煤氣凈化流程該流程選用以氨為堿源的HPF法脫硫脫氰工藝, 并將其置于鼓風機前電捕焦油器之后負壓操作，不再專門設置預冷裝置，煤氣系統(tǒng)溫度梯度更趨合理。在各單元裝置中采用如下行之有效的環(huán)保、節(jié)能技術。（1）選用帶斷液板的兩段式橫管冷卻器，分段采出冷凝液，以節(jié)省低溫水用量，將煤氣冷卻到22～25℃，最大限度地凈化煤氣，不再單獨設脫萘裝置；焦油氨水采用沉降除渣的靜置分離工藝，以保證焦油含水量2%；采用蜂窩式沉淀管的電捕焦油器負壓操作，有效地保護鼓風機；電動鼓風機采用液力偶合器或變頻調速以節(jié)約能源。(2) 在HPF濕式氧化法脫硫工藝中，再生塔采用預混噴咀及塔中部設置氣泡分離器的節(jié)能高效技術。再生塔后尾氣返回煤氣負壓系統(tǒng)，以減少氨的損失，杜絕對大氣的二次污染。廢液處理采用廢液焚燒、接觸法制取濃硫酸裝置，生產的濃硫酸用于生產硫銨，可解決廢液的污染等問題。(3) 蒸氨塔采用噴射器回收次蒸汽技術，減少蒸氨的蒸汽用量，以節(jié)約能(4) 采用噴淋式飽和器生氣硫按，減少煤氣系統(tǒng)阻力，降低鼓風機的耗電(5) 根據寶鋼經驗，增設循環(huán)水的水垢析出防止劑及防腐蝕劑的注入裝置，裝設電導計來掌握循環(huán)水的電導度控制排污，以提高初冷器循環(huán)水出口溫度，減少循環(huán)水量。優(yōu)先選用溴化鋰制冷裝置，保護水資源，提高水的利用率。(6) 放寬苯的回收指標，由塔后煤氣含苯≤2g/m3放寬到4～5g/m3，減少脫苯系統(tǒng)的低溫水用量以降低能耗。經過各單元生產裝置的完善和優(yōu)化組合而成的這套煤氣凈化工藝流程，預計在環(huán)保、節(jié)能、效益各方面能有較大的提高。由于選用了以氨為堿源的脫硫脫氰工藝以及受廢液制酸裝置規(guī)模的限制，該流程僅適用于煤氣含硫化氫≤8g/m生產規(guī)模在年產100萬噸焦炭以上的大型焦化企業(yè)選用。對于規(guī)模較小的焦化廠，可以采用脫硫廢液回兌煉焦煤的方法處理；脫氨單元也可采用洗氨、蒸氨、氨分解的工藝，將分解后的尾氣返回煤氣負壓系統(tǒng)的方案。 采用以真空碳酸鹽脫硫為中心的煤氣凈化流程。其基本組合見圖2。圖2 以真空碳酸鹽脫硫為中心的煤氣凈化流程 這種組合流程由于采用真空碳酸鹽脫硫，其位置應放在苯回收工序的后面，為了避免在整個系統(tǒng)中設置終冷裝置造成排污水的污染，可采用洗氨、蒸氨的方法脫除煤氣中的氨和部分氰化氫、硫化氫，蒸氨后的氨汽采用間接飽和器生產硫銨，尾氣回到脫硫前煤氣系統(tǒng)。真空碳酸鹽法脫硫屬于濕式吸收法，采用真空解吸法再生，脫硫和再生系統(tǒng)均在低溫下運行，腐蝕弱，對設備材料要求不高，吸收塔、再生塔及大部分設備材質為碳鋼，基建費用低。該脫硫工藝脫硫效率高，在脫硫塔上部增加NaOH洗滌段，可滿足焦化企業(yè)準入條件的要求。所產硫磺轉化率高，質量優(yōu)良，克勞斯爐尾氣返回吸煤氣管道不會污染大氣。而且再生塔的熱源可用廢熱鍋爐生產蒸汽和初冷器所產的熱水均可利用，故余熱利用好。該流程適用于煤氣含硫化氫高的焦化企業(yè)，之所以該流程選用間接法生產硫銨是因為采用半直接法生產硫銨后，整個煤氣系統(tǒng)的溫度變化梯度大，還要設置終冷，造成流程長，能源利用不合理。至于前述各單元的節(jié)能、環(huán)保措施，該流程完全可以采用。 以碳酸鈉為堿源的改良ADA法采用以碳酸鈉為堿源的改良ADA法濕式氧化脫硫工藝的流程如下：荒煤氣→初冷→鼓風機→電捕→洗氨→脫苯→改良ADA脫硫后送至廠外 為避免在整個系統(tǒng)中設置閉路循環(huán)的終冷裝置，采用洗氨、蒸氨的方法脫除煤氣中的氨和部分氰化氫，蒸氨后的氨汽可視具體情況將氨分解或采用間接法飽和器生產硫銨，廢液處理采用蒸發(fā)結晶法生產Na2S2O3和NaCNS粗制品。 該流程脫硫脫氰效率高，可一次達到城市煤氣要求標準，煤氣系統(tǒng)溫度起伏不大。由于采用了水洗氨后避免了老流程中設置終冷的危害，但存在流程堿耗大、廢液處理流程長、操作復雜和投資高等缺點，此外回收的硫磺質量差，融熔硫操作環(huán)境還有待改進。選用該流程適宜的條件是：(1)城市煤氣廠可優(yōu)先考慮；(2）由于改良ADA脫硫對于任何煤氣含硫的情況均可適用，故其規(guī)模不受限制可用于大、中、小型焦化廠和煤氣廠；(3)氨的產品品種可視用戶條件選用。 以氨為堿源的HPF法采用以氨為堿源的HPF濕式氧化法脫硫工藝的流程為：荒煤氣→初冷→鼓風機→電捕→HPF法脫硫→洗氨→脫苯后送至廠外從上述各種脫氨和脫硫的比較中可以看出，洗氨、蒸氨、氨分解和HPF脫硫相結合的煤氣凈化工藝流程具有流程短、投資省、生產消耗少、效益較好的優(yōu)點，煤氣凈化系統(tǒng)基本同在低溫下操作，不必另設脫萘裝置和終冷裝置。目前HPF脫硫的二次污染問題必須解決，裝備水平等方面還有待完善。選用該工藝流程的適宜條件是：(1)可作為中、小城市煤氣廠的優(yōu)選方案；(2）氨的產品品種可視地區(qū)具體要求選用，廢液可采取集中處理制酸的辦法解決。 氨硫循環(huán)洗滌法采用以氨硫循環(huán)洗滌法脫硫的流程為：荒煤氣→初冷→電捕→鼓風機→脫硫→脫氨→脫苯后送至廠外該流程是以煤氣中的氨為堿源，不需要催化劑，脫硫裝置在脫氨之前。經脫硫、脫酸、蒸氨后，酸性氣體和氨汽可以生產元素硫、硫酸、硫銨和無水氨。以上各流程以生產元素硫和氨分解為最經濟。該流程是以煤氣中的氨為堿源，在洗氨的同時脫除硫化氫的聯(lián)合洗滌法，屬于典型的吸收法脫硫。塔后煤氣硫、氰含量一般可達500mg/m3，能滿足工業(yè)燃料的要求；整個生產過程不產生廢液，且煤氣系統(tǒng)在低溫下操作，流程短；硫磺產品質量高；尾氣和分解氣體可返回煤氣系統(tǒng)，不會造成大氣的二次污染。選用該流程的適宜條件是：(1)適用于鋼鐵企業(yè)的焦化廠，焦爐煤氣用于一般工業(yè)燃料；(2)由于該工藝技術裝備水平高，操作要求嚴格，因此，應考慮用于有一定技術力量的老企業(yè)改造；(3）采用生產硫酸、無水氨方案時，其經濟規(guī)模一般應不小于100萬t/a焦化廠。（4）脫硫效率有待于進一步提高。關于以氨硫循環(huán)洗滌（AS法）脫硫為中心的煤氣凈化工藝流程，在我國已有不少廠家采用，雖然該工藝也有不少優(yōu)點，但由于其脫硫效率較低，不能滿足焦化企業(yè)準入條件的要求。此外，該工藝技術裝備水平高，要求的外部條件苛刻，必須嚴格操作，一個環(huán)節(jié)出了問題，將影響整個氨硫系統(tǒng)的正常操作，目前我國已投產的裝置還存在著堵塞腐蝕等問題，建議在國內選用時應慎重考慮。 發(fā)展煤氣凈化技術的設想(1) 對以氨為堿源的HPF氧化法脫硫要進一步加以完善，提高其脫硫效率使其能一次達到城市煤氣標準；對再生系統(tǒng)考慮能否借鑒引用預混噴咀，降低空氣用量，解決好再生尾氣的凈化措施；改善熔融硫的環(huán)境狀況, 提高熔融硫的質量；最好將脫硫廢液用于制酸，以徹底解決二次污染的問題。(2) 開發(fā)新的間接酸洗法硫銨技術，以降低投資，提高硫銨質量。(3) 進一步完善和改進AS法脫硫工藝，提高其脫硫效率。（4）開發(fā)以未來氫為原料的燃料進行改變.六、總結焦爐煤氣凈化是將從焦爐炭化室中產生的粗煤氣進行各種工藝處理，出去雜質得到凈煤氣，同時回收各種化學產品的技術。隨著煤在我國的大量是使用，人們對所需產品的質量也越來越高。而裝煤爐在焦爐中干餾時產生的混有焦油霧和水氣以及各種雜質混合氣就形成了一種粗煤氣，在現(xiàn)今情況下粗煤氣已經不能滿足人們的需求。氣化裝置生產的粗煤氣中除含CO、HCO2外，還有少量H2S、COS、CHNHCN2微量的氯，氨等成分。硫化物、氯、重金屬鎳等對甲醇合成催化劑是毒物，必須除去。因此粗煤氣必須經煤氣凈化系統(tǒng)各裝置進行處理，將其煤焦油霧和水以及各種雜質除去得到凈煤氣才能用作工業(yè)原料、城市煤氣以及化學合成的原料氣。20世紀80年代以來，我國煤氣凈化技術有了很大進步。發(fā)展煤氣凈化技術，不僅可以獲得良好的環(huán)境效益和社會效益，還可以獲得顯著的宏觀經濟效益。大力發(fā)展煤氣凈化技術對于保障高效、清潔的能源供應將起到相當重要的作用，是現(xiàn)今經濟條件下實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。煉焦工業(yè)發(fā)展至今，煤氣凈化技術也一步一步的得到了發(fā)展，并打下了良好基礎。在21世紀的今天，環(huán)境保護成了我們無論做任何行業(yè)都必須考慮的一個重要問題，自然環(huán)境保護也占據了煉焦工業(yè)的首位，我們在滿足人們對產品需求的同時也應盡最大的可能保護環(huán)境保護我們的地球。為此尋求一種既高效又污染小的煤氣凈化工藝成為煉焦工作者的研究目標。在完成當今任務的同時讓我們組織力量，齊心協(xié)力，不斷地完善和提高煤氣凈化技術，就能逐步形成具有國際水平的我國自己的專有技術。讓我們?yōu)樵缛諏崿F(xiàn)這一宏偉目標而努力，相信我國焦爐煤氣凈化技術在不久的將來一定會取得長足進步。參 考 文 獻[1] 中國冶金百科全書總編輯委員會煉焦化工卷編輯委員會 1 中國冶金百科全書煉焦化工[M]1 北京: 冶金工業(yè)出版社1992 : 41[2] 張巨水 1 焦化廠焦爐煤氣脫硫脫氰工藝的選擇[J ]1 煤化工 , 1999 (4) : 21[3] 張炳玉 , 金蝶翔 1 焦爐煤氣凈化工藝評述[J ]1 包鋼科技 , 2001 (2) : 15[4] 徐翰初 1 焦爐煤氣中氨為堿源脫硫工藝的分析[J ]1 煤氣與熱力 , 1 989 (6) : 17[5] 庫咸熙 1 煉焦化學產品的回收與加工[J ]1 冶金工業(yè)出版社 , 1995 (3) : 45[6] Berkowitz N1 焦爐煤氣脫硫工藝的選擇 [J ]1 高彬升譯 1 國外煉焦化學[J ]1 1990 (5) : 57[7] 楊春光 , 王光玉 1 對完善國內氨水濕式氧化法脫硫的建議[J ]1 煤化工 , 1997 (2) : 58[8] 賀英群 1 焦爐煤氣脫硫工藝的研究[J ]1 鞍鋼技術 , 1997 (6) : 7[9] 季廣祥 1 論中小型焦化廠的技術改造[J ]1 煤化工 , 1997 (4) : 14[10]　 中國冶金百科全書總編輯委員會 《煉焦化工》 《煉焦化工》 [ M ] . 北京:冶金工業(yè)出版社,1992. 41～43[11] 　 [J ] . 煤化工,1999 , (4) : 21～23[12]　 鐘錦明,董天和. 氨法 HPF 焦爐煤氣脫硫工藝的開發(fā)[J ] .燃料與化工,1997 , (3) : 152～156[13] 　 曲雁秋,曹建元. OPT法脫硫脫氰生產潔凈煤氣[J ] .冶金能源,2000 , (4) : 21～24[14] 　 楊樹卿,陳彬,劉繼紅等. PDS 催化脫硫反應機理的研究( Ⅱ) .催化學報,1991 ,12 (6) : 459[15] 　N. Be rkowitz . 國外煉焦化學[ J ] , 1990(5) :57[16] 楊春光,王光玉. 對完善國內氨水濕式氧化法脫硫的建議[J ] .煤化工,1997 , (2) : 58～61[17] [ P ] . 日本專利:特公昭47 47842 ,1984 08 21[18] [J ] .鞍鋼技術, 1997(6) : 7～12 (27) : 107～109[19]　 毛曉青,劉繼紅,楊樹卿等. PDS 脫硫技術在焦化行業(yè)應用的研究[J ] . 東北師大學報(自然科學版) , 1995 , (4) :55～59[20] 　 楊憲文,楊樹卿,陸海明等. PDS 法高硫煤氣凈化工藝的研究[J ] .化肥工業(yè),1997 , (4) : 21～22[21]　 伊承龍,單忠健,[J ] .工業(yè)給排水,2000 , (6) : 35～3637