煤氣凈化工藝技術(shù)

1、煤氣凈化工藝技術(shù)目錄1 HPF脫硫廢液制酸技術(shù)2 蒸氨工藝的優(yōu)化3 無(wú)管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)一 HPF脫硫廢液制酸技術(shù)1 工藝簡(jiǎn)述脫硫廢液制酸工藝是以HPF脫硫產(chǎn)生的脫硫廢液和硫磺為原料制造硫酸的工藝。2 工藝流程凈化原料預(yù)處理焚燒余熱回收轉(zhuǎn)化吸收尾氣除害干燥轉(zhuǎn)化塔蒸汽鍋爐水脫氣塔增濕塔 冷卻塔洗凈塔空氣干燥塔脫氣塔吸收塔產(chǎn)品酸槽硫酸氨換熱器煤氣硫漿空氣電除霧器燃燒風(fēng)機(jī)霧化風(fēng)機(jī)水亞硫酸銨液硫酸銨液硫銨單元硫泡沫濾液脫硫塔焚燒爐硫漿再生塔凝結(jié)水脫硫塔不凝氣煤氣管水離心機(jī)焚燒爐濃縮塔凝縮塔排煙脫硫塔中和塔煙囪濾液槽漿液貯槽泡沫槽吸收塔換熱器電加熱器電加熱器廢熱鍋爐SO2風(fēng)機(jī)氨水槽漿液槽管網(wǎng)冷卻器冷卻器

2、泵加熱器濃縮一 HPF脫硫廢液制酸技術(shù)3 工藝特點(diǎn)一次性解決了HPF、PDS等焦?fàn)t煤氣氨法濕式氧化脫硫工藝產(chǎn)生的低品質(zhì)硫磺的回收利用及脫硫副鹽廢液的后處理問(wèn)題，硫資源得到有效利用，脫硫副鹽廢液得到無(wú)害化有效處理；焚燒工序采用液固相漿液進(jìn)料，與焚燒固體硫磺和副鹽為原料的工藝相比，具有預(yù)處理工序流程短，生產(chǎn)操作穩(wěn)定，安全、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；采用濕法凈化工藝脫除SO2工藝氣中的有害雜質(zhì)，凈化效率更高，有利于保證轉(zhuǎn)化工序催化劑的催化活性，延長(zhǎng)催化劑使用壽命；采用干接觸法轉(zhuǎn)化工藝，技術(shù)成熟可靠，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，開(kāi)停工系統(tǒng)不易產(chǎn)生腐蝕； 設(shè)有尾氣除害工序，可確保制酸尾氣環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。一 HPF脫硫廢液制酸技術(shù)4

3、主要技術(shù)指標(biāo)1）SO2最終轉(zhuǎn)化率：一轉(zhuǎn)一吸97.5%；二轉(zhuǎn)二吸99.85%2）產(chǎn)品硫酸濃度：98%（w%）；93%（w%，冬季）5 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1）計(jì)算基準(zhǔn)脫硫煤氣處理量105000Nm3/h；煤氣H2S含量：進(jìn)口6g/Nm3 ，出口0.1g /Nm3 ；制酸采用二轉(zhuǎn)二吸工藝；產(chǎn)品“蒸汽項(xiàng)”中已扣除制酸單元自身蒸汽用量。2）產(chǎn)品序號(hào)序號(hào)名名 稱稱單位單位數(shù)量數(shù)量198%硫酸t(yī)/a1545023.0MPa蒸汽t/a25340一 HPF脫硫廢液制酸技術(shù)5 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3）主要原料消耗4）公輔消耗注1：催化劑為一次填充量，壽命8-10年。注2：如制93%（w%）硫酸，可不使用低溫冷卻水。5）投資：大

4、約5500萬(wàn)元。序號(hào)序號(hào)名名 稱稱單位單位數(shù)量數(shù)量1制酸催化劑m3232純氨t/a73焦?fàn)t煤氣Nm3/h478序號(hào)序號(hào)名名 稱稱單位單位數(shù)量數(shù)量1鍋爐用軟水m3/h6.22循環(huán)冷卻水m3/h4453低溫冷卻水m3/h654電 （操作）kW765一 HPF脫硫廢液制酸技術(shù)6 排放物及環(huán)保指標(biāo) 排氣排氣尾氣中有害物濃度：SO2：200mg/Nm3硫酸霧：5mg/Nm3說(shuō)明：上述尾氣排放指標(biāo)均達(dá)到最新硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB26132-2010中規(guī)定的適用于生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的特別排放限值中規(guī)定的指標(biāo)。 排液硫酸銨溶液：約1.52m3/h，送硫銨單元。 廢固制酸催化劑約23 m3,主要成分V2O5，

5、由催化劑制造商回收利用。一 HPF脫硫廢液制酸技術(shù)7 小結(jié)1）脫硫廢液制酸技術(shù)從根本上解決了低品質(zhì)硫磺回收利用及脫硫副鹽廢液無(wú)害化后處理的工藝問(wèn)題，可有效提高焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰效率，減少三廢排放，提高焦化環(huán)保水平；2）脫硫廢液制酸技術(shù)是對(duì)目前國(guó)內(nèi)HPF等氨法濕式氧化脫硫工藝技術(shù)存在問(wèn)題的配套改進(jìn)及完善。3）制酸工藝選擇的工藝路線是目前國(guó)內(nèi)外制酸行業(yè)廣泛采用的主流制酸工藝流程，技術(shù)先進(jìn)、可靠，運(yùn)行安全、環(huán)保；關(guān)鍵設(shè)備可全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，可有效節(jié)省建設(shè)投資。4）中冶焦耐工程技術(shù)有限公司于1994年與日本大阪煤氣公司聯(lián)合為寶鋼三期設(shè)計(jì)的FRC法（以苦味酸為催化劑）焦?fàn)t煤氣氨法濕式氧化脫硫脫氰及脫硫廢液焚

6、燒制酸工藝裝置，于1997年底開(kāi)工投產(chǎn)，已在寶鋼成功運(yùn)行多年。5）金能脫硫廢液制酸已完成設(shè)計(jì)，正在施工。6）南鋼脫硫廢液制酸總包已簽合同，正在設(shè)計(jì)。二 蒸氨工藝的優(yōu)化1 工藝簡(jiǎn)述蒸氨就是利用水蒸汽將原料氨水中的氨蒸出，使處理后氨水中的氨含量較低以便于生化裝置的運(yùn)行，同時(shí)得到較高濃度的氨汽。2 工藝分類1）根據(jù)外來(lái)水蒸汽是否直接進(jìn)入蒸氨塔：直接蒸氨工藝：外來(lái)水蒸汽直接進(jìn)入蒸氨塔作為蒸餾介質(zhì)。間接蒸氨工藝：外來(lái)水蒸汽不進(jìn)入蒸氨塔，利用蒸氨塔底的廢水被加熱蒸發(fā)得到的水蒸汽作為蒸餾介質(zhì)。間接蒸氨工藝節(jié)省了蒸氨直接蒸汽所消耗的水，并且降低了蒸氨廢水排放量。2）根據(jù)蒸氨塔操作壓力：正壓蒸氨工藝：蒸氨塔操作

7、壓力大于大氣壓力，即操作表壓為正壓。負(fù)壓蒸氨工藝：蒸氨塔操作壓力小于大氣壓力，即操作表壓為負(fù)壓。3）熱泵蒸氨工藝：利用熱泵回收蒸氨塔頂氨汽余熱余能，再通過(guò)再沸器加熱來(lái)自蒸氨塔底的廢水，產(chǎn)生低壓飽和蒸汽返回蒸氨塔底提供熱量，降低了蒸氨能耗。二 蒸氨工藝的優(yōu)化3 間接蒸氨工藝的加熱熱源1）蒸汽2）煤氣管式爐3）導(dǎo)熱油4）初冷器上段余熱水（只適用于負(fù)壓蒸氨）5）循環(huán)氨水（只適用于負(fù)壓蒸氨）6）焦?fàn)t煙道氣（由于焦?fàn)t煙道氣可回收的熱能大于蒸氨所需的熱能，所以焦?fàn)t煙道氣熱能采用余熱鍋爐單獨(dú)回收更經(jīng)濟(jì)）二 蒸氨工藝的優(yōu)化4 間接蒸氨工藝加熱熱源的選擇蒸汽蒸汽煤氣管式爐煤氣管式爐導(dǎo)熱油加熱爐導(dǎo)熱油加熱爐使用方

8、便性方便蒸汽是僅次于電最方便使用的動(dòng)力介質(zhì)。在加熱溫度許可的情況下應(yīng)優(yōu)先采用蒸汽作為動(dòng)力介質(zhì)。不方便需建設(shè)一套燃燒煤氣的管式爐。很不方便需建設(shè)一套燃燒煤氣的導(dǎo)熱油加熱爐系統(tǒng)。先燃燒煤氣加熱導(dǎo)熱油，再用導(dǎo)熱油加熱工藝介質(zhì)，不如用管式爐直接加熱工藝介質(zhì)。安全性最安全蒸汽不可燃，不會(huì)造成爆炸和火災(zāi)。不安全管式爐燃燒的煤氣易爆炸。很不安全導(dǎo)熱油加熱爐燃燒的煤氣易爆炸，導(dǎo)熱油易發(fā)生火災(zāi)。環(huán)保性最好蒸汽泄漏后冷凝變成水，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染一般管式爐燃燒煤氣生成的廢氣中含SO2和NOX，對(duì)環(huán)境有污染。較差導(dǎo)熱油加熱爐燃燒煤氣生成的廢氣中含SO2和NOX，對(duì)環(huán)境有污染。導(dǎo)熱油泄漏和裂解氣排入大氣對(duì)環(huán)境造成污染。

9、使用建議應(yīng)首選蒸汽作為加熱熱源在無(wú)蒸汽可用時(shí)，可選擇管式爐作為加熱熱源。不應(yīng)采用二 蒸氨工藝的優(yōu)化5 負(fù)壓蒸氨工藝1）蒸氨塔操作壓力： 20kPa2）蒸氨塔操作溫度：60 3）加熱熱源：應(yīng)首選低溫余熱熱源，如初冷器上段余熱水或循環(huán)氨水，不宜采用蒸汽或煤氣管式爐作為加熱熱源。4）節(jié)能效果：如果選擇初冷器上段余熱水或循環(huán)氨水作為負(fù)壓蒸氨熱源，負(fù)壓蒸氨可以完全不用蒸汽、煤氣這類新的能源。初冷器上段余熱水或循環(huán)氨水實(shí)質(zhì)都是利用荒煤氣的余熱。5）關(guān)鍵點(diǎn)：蒸氨塔、分縮器等設(shè)備氣相壓降應(yīng)較低。真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮氨的影響，否則真空度達(dá)不到，操作溫度升高，塔底供熱量降低，蒸餾效果變差，蒸氨廢水不達(dá)標(biāo)。6）工

10、業(yè)應(yīng)用情況：已在焦化行業(yè)成功應(yīng)用。 見(jiàn)燃料與化工2003年第二期第112頁(yè)7）建議：在低溫余熱熱源可用時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)壓蒸氨工藝。二 蒸氨工藝的優(yōu)化6 熱泵蒸氨工藝1）熱泵工作原理：熱泵類似于空調(diào)制熱，可將熱量從低溫?zé)嵩匆频礁邷責(zé)嵩础?）熱泵蒸餾工作原理：利用熱泵把蒸餾塔塔頂氣相的部分低溫余熱，轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎米魉自俜衅鞯母邷責(zé)嵩?，從而回收塔頂氣相的余熱，達(dá)到節(jié)能的目的。適用于塔頂和塔底溫度差小于30，且塔頂分縮器冷卻負(fù)荷較大的情況。已在石油化工行業(yè)成功應(yīng)用多年。3）熱泵蒸氨：塔頂和塔底溫度差：10塔頂分縮器冷卻負(fù)荷：占塔底輸入熱能的60%節(jié)能效果：回收的熱能占塔底輸入熱能的30%熱泵系統(tǒng)增加的投

11、資：450萬(wàn)元（剩余氨水量40噸/時(shí)）熱泵系統(tǒng)投資回收期：3年工業(yè)應(yīng)用情況：已在焦化行業(yè)成功應(yīng)用。建議：在負(fù)壓蒸氨不可用的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇蒸汽再沸器作為蒸氨熱源的正壓熱泵蒸氨工藝。二 蒸氨工藝的優(yōu)化7 新建蒸氨工藝的優(yōu)化選擇1）采用真空碳酸鉀脫硫工藝的情況下l 如果煤氣含硫化氫較低，荒煤氣余熱足夠脫硫和負(fù)壓蒸氨同時(shí)使用時(shí)，應(yīng)首選利用初冷器上段余熱水作為蒸氨熱源的負(fù)壓蒸氨工藝。l 如果煤氣含硫化氫較高，荒煤氣余熱不夠脫硫和負(fù)壓蒸氨同時(shí)使用時(shí)，應(yīng)首選蒸汽再沸器作為蒸氨熱源的正壓熱泵蒸氨工藝。2）初冷器上段余熱水用于采暖的情況下應(yīng)首選利用初冷器上段余熱水作為蒸氨熱源的負(fù)壓蒸氨工藝，初冷器上段余熱水

12、部分作為蒸氨的熱源，其余用于采暖。3）非以上兩種情況下如果利用初冷器上段余熱水作為蒸氨熱源，必須增加一套熱水系統(tǒng)，因此應(yīng)首選循環(huán)氨水作為蒸氨熱源的負(fù)壓蒸氨工藝，其次選擇蒸汽再沸器作為蒸氨熱源的正壓熱泵蒸氨工藝。4）蒸氨塔應(yīng)采用較高的理論板數(shù)，這樣可降低回流比，降低能耗。設(shè)備增加的成本小于能耗降低的成本，經(jīng)濟(jì)上是合算的。二 蒸氨工藝的優(yōu)化8 已建成蒸氨工藝的優(yōu)化改造1）采用真空碳酸鉀脫硫工藝的情況下由于初冷器上段余熱水的能力只夠真空碳酸鉀脫硫使用，不能再用于負(fù)壓蒸氨。循環(huán)氨水和初冷器上段余熱水實(shí)質(zhì)都是利用荒煤氣的余熱，循環(huán)氨水也不可用。因此蒸氨工藝的優(yōu)化改造應(yīng)首選蒸汽再沸器作為蒸氨熱源的正壓熱泵

13、蒸氨工藝。2）其它情況下如果利用初冷器上段余熱水作為蒸氨熱源，必須對(duì)初冷器進(jìn)行較大改造，因此蒸氨工藝的優(yōu)化改造應(yīng)首選循環(huán)氨水作為蒸氨熱源的負(fù)壓蒸氨工藝。3）蒸氨塔可加高采用較高的理論板數(shù)，這樣可降低回流比，降低能耗。設(shè)備增加的成本小于能耗降低的成本，經(jīng)濟(jì)上是合算的。三 無(wú)管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)1 工藝簡(jiǎn)述無(wú)管式爐負(fù)壓脫苯工藝是以蒸汽加熱富油、蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝。2 工藝流程1）管式爐加熱富油、蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝流程2）無(wú)管式爐負(fù)壓脫苯工藝流程：上圖中管式爐用蒸汽加熱器代替。三 無(wú)管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)3 工藝特點(diǎn)1）取消了明火燃燒煤氣的管式爐，生產(chǎn)更安全，且更容易操作；2）用蒸汽加熱富油和用管

14、式爐加熱洗油相比，壁溫低很多，富油不易結(jié)焦，洗油消耗低；3）避免了管式爐燃燒廢氣不達(dá)標(biāo)排放問(wèn)題；4）綜合運(yùn)行成本低于正壓脫苯工藝和管式爐加熱無(wú)蒸汽解吸負(fù)壓脫苯工藝；5）適用于有自產(chǎn)蒸汽（1.5MPa(g) ，350）的企業(yè)。4 主要技術(shù)指標(biāo)凈煤氣指標(biāo)：粗苯：2g/m3三 無(wú)管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)5 四種粗苯蒸餾工藝的對(duì)比1）計(jì)算基準(zhǔn)l洗油循環(huán)量160m3/h，粗苯產(chǎn)量2.8t/h。l新洗油價(jià)格4500元/t，焦油價(jià)格為2200元/t，粗苯裝置外排殘?jiān)退椭劣蛶?kù)焦油貯槽后外賣，消耗洗油費(fèi)用為兩者差值。l低溫水應(yīng)為2元/ m3，由于低溫水只用半年，其余半年用循環(huán)水代替，因此低溫水的全年均價(jià)為1.2元/

15、 m3。l1.5MPa蒸汽的單價(jià)已扣除回收的冷凝水和低壓蒸汽的價(jià)值。2）四種粗苯蒸餾工藝的介質(zhì)耗量比較脫苯工藝脫苯工藝煤氣耗量煤氣耗量Nm3/h洗油耗量洗油耗量kg/t苯苯操作電量操作電量kw循環(huán)循環(huán)水水t/h低溫低溫水水t/h0.4MPa蒸汽耗蒸汽耗量量t/h1.5MPa蒸汽耗量蒸汽耗量t/h產(chǎn)生的產(chǎn)生的廢水廢水t/h管式爐加熱富油、蒸汽解吸的正壓脫苯工藝1400402235201654.24.2管式爐加熱貧油、無(wú)蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝180010037030016000管式爐加熱富油、蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝1300502603901602.12.1蒸汽加熱富油、蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝040

16、260390160092.1三 無(wú)管式爐負(fù)壓脫苯技術(shù)5 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3）四種粗苯蒸餾工藝的操作費(fèi)用比較4）投資：蒸汽加熱器：80萬(wàn)元，遠(yuǎn)低于管式爐的投資。脫苯工藝脫苯工藝煤氣煤氣費(fèi)用費(fèi)用萬(wàn)元萬(wàn)元/a洗洗油油費(fèi)用費(fèi)用萬(wàn)元萬(wàn)元/a電電費(fèi)用費(fèi)用萬(wàn)元萬(wàn)元/a循環(huán)循環(huán)水水費(fèi)用費(fèi)用萬(wàn)元萬(wàn)元/a低溫低溫水水費(fèi)用費(fèi)用萬(wàn)元萬(wàn)元/a0.4MPa蒸汽蒸汽費(fèi)用費(fèi)用萬(wàn)元萬(wàn)元/a1.5MPa蒸汽蒸汽費(fèi)用費(fèi)用萬(wàn)元萬(wàn)元/a廢水廢水處處理費(fèi)用理費(fèi)用萬(wàn)元萬(wàn)元/a運(yùn)行費(fèi)運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)用合計(jì)萬(wàn)元萬(wàn)元/a0.4元/Nm32300元/t0.6元/kwh0.4元/t1.2元/t120元/t110元/t25元/t管式爐加熱富油、蒸汽解吸的正壓脫苯工藝491226117182173442921723管式爐加熱貧油、無(wú)蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝631564195105168001663管式爐加熱富油、蒸汽解吸的負(fù)壓脫苯工藝456282137137168221461