焦炉煤气脱硫-学术百科-知网空间
焦炉煤气脱硫
焦炉煤气脱硫
cog desulfuration焦炉煤气净化的重要工序之一。焦炉煤气中含有4～8g/m3硫化氢和0.5～2g/m3的氰化氢。...60年代以前，焦炉煤气脱硫脱氰装置在煤气净化流程中有两种不同的位置：以氨水为脱硫剂的装置位于焦炉煤气回收氨之前，用碳酸钠溶液为脱硫剂的装置则
与"焦炉煤气脱硫"相关的文献前10条
为了充分脱出煤气中的硫,使净化后煤气能够满足城市煤气控制指标的要求。拜城县众泰煤焦化有限公司,采用HPF脱硫技术对焦炉煤气进行脱硫,使煤气含硫量由3 470 mg/m3下降至50
对焦化厂焦炉煤气脱硫工程进行了主要危险源辨识及评价。采用国家“八五”科技攻关项目85-924-01-01《易燃、易爆、有毒重大危险源辨识评价技术的研究》中有关“危险物质事故易发性
对莱钢焦化厂HPF脱硫工艺中处理硫泡沫试用过的几种方法进行了对比,对存在的问题进行了分析和研究,目前莱钢焦化厂使用压滤机的处理方法有明显优势,在同行业具有推广价值。
正 新日本钢铁公司把焦炉煤气脱硫废液中回收化肥硫铵技术同脱硫工艺结合起来,研究成功焦炉煤气脱硫和综合利用联合处理技术。
正近日在2009中国国际节能减排和新能源科技博览会上,太原集团的焦炉煤气脱硫制酸微缩模型受到关注。太钢焦炉煤气脱硫制酸工艺在国内大型钢铁企业的应用尚属首例,运行1年来已
正 焦炉煤气中的含硫化合物主要是硫化氢,含有机硫极少。因此,焦炉煤气的脱硫主要考虑硫化氢的脱除。 硫化氢是一种酸性气体,要脱除它,必须采用有碱性的脱硫液或脱硫剂。由于焦炉煤气中还
正日前,莱钢焦化厂新区对焦炉煤气脱硫系统产生的脱硫废液进行提取,生产的含氨副盐首次发往河南一化工厂。从此将以往影响煤气脱硫效果、污染环境的脱硫废液变成了化工厂原料。
焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢是非常有害的物质,在后续生产过程中对生产设备产生腐蚀、引起催化剂中毒、污染大气环境及影响人类健康,因此使用前必须首先脱硫脱氰。本文详细论述了焦炉煤气脱硫
焦炉煤气脱硫脱氰工序是焦炉煤气净化工艺中的一个重要组成部分,脱硫脱氰技术的发展不仅涉及到工业燃气或城市煤气质量的好坏,还涉及到整个煤气净化工艺、装备水平,以及环境保
通过对焦炉煤气脱硫系统中HCN分解装置的运行状况和存在的问题进行归纳分析,找出了其堵塞原因,并在理论和实践分析的基础上对生产工艺进行了改造,同时对操作方法也进行了改进。结果表明:
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焦炉气脱硫技术介绍及新技术
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&&& 浏览量：6333
&焦炉煤气脱硫工艺评述
&&&&& 及新技术
安徽工业大学化工学院：崔平
&&&&&&&& Tel：
&&&&&&&& E-mail：
&&&&&&&&&&
安徽工业大学简介
安徽工业大学坐落在全国文明城市、南京都市圈核心层城市——安徽省马鞍山市。安徽工业大学是一所中央与地方共建，以工为主，工、经、管、文、理、法、艺等七大学科协调发展、特色鲜明的多科性大学，安徽省省属重点大学，具有博士、硕士、学士学位授予权。
&&& 安徽工业大学环境宜人，学习氛围好。目前拥有各类省部国家级研究中心、质检中心、重点实验室、重点人文社科研究基地等共18个。其中国家及部级5个，省级13个。学校与美国、英国、德国、瑞典、韩国以及香港、台湾等10多个国家和地区的高校建立了密切的友好合作关系，特别是近几年，在派出进修、留学、访问、考察、合作科研和参加国际学术会议等很多方面发展较快。
l&&&&&&&& 化学与化工学院现有5个本科专业，其中化学工程与工艺专业（原炼焦化学专业）属于国家级特色专业，属于教育部卓越工程师培养计划专业，原冶金部和安徽省重点学科，具有博士、硕士、学士学位授予权。有“煤洁净转化与综合利用”安徽省重点实验室和创新团队，以及“煤焦化工程技术研究中心”。
l&&&&&&&& &&&近年来，与宝钢股份、梅山钢铁、马钢、鞍钢、攀钢、柳钢、济钢、莱钢、南京钢铁、涟钢、湘钢、安徽铜陵新亚星、景德镇焦化、山东铁雄等开展的主要研究工作有：
（1）炼焦煤质量评价及其结焦性研究
（2）配煤结构优化及其低原料成本炼焦研究
（3）炼焦煤配伍性及其适应性研究
（4）用于指导生产实践的配煤质量指标研究
（5）弱（非）粘结性煤配煤炼焦工艺技术研究
（6）弱（非）粘结性煤提质及其在配煤炼焦中的应用技术研究
（7）提高焦炭热强度的捣固炼焦配煤研究
（8）配合煤粒度控制技术研究
（9）配煤专家系统及其在自动配煤工艺技术中的应用研究
（10）一定焦炭质量下的炼焦配煤方法研究
（11）炼焦工艺制度与焦炭质量对应关系研究
（12）炼焦过程能耗及其节能减排工艺技术研究
（13）焦炉自动加热与温度在线检测技术研究
（14）干熄焦工艺优化及其焦炭烧损在线检测与控制研究
（15）提高化产品产率的配煤方案及其工艺参数研究
（16）无硫膏煤气脱硫工艺技术研究与系统改造
（17）化产品分离与加工系统工艺优化与节能技术研究
（18）焦炉烟道气与上升管荒煤气废热利用技术开发研究
（19）煤焦油分离技术研究
（20）煤焦油与煤沥青深加工工艺技术开发研究
（21）低能耗粗蒽制精工艺技术开发研究
焦炉煤气脱硫技术
1.焦炉煤气中硫、氰的来源及其危害
2.焦炉煤气中硫、氰含量要求
3.焦炉煤气脱硫技术简介
4.几种典型的焦炉煤气脱硫工艺
5.焦炉煤气制甲醇前的净化脱硫技术
6.脱硫新工艺新技术
7.焦炉上升管余热利用技术
8.焦炉烟道气余热利用技术
1 焦炉煤气中硫、氰的来源及其危害
1.1 硫、氰的来源
——硫的来源
&&&&& 焦炉煤气中的硫来自于炼焦厂的炼焦原料煤，煤中的
硫经高温炼焦后约30%～40%转入煤气中。所形成的硫化物主
要有两类：一类是硫的无机化合物，主要是硫化氢（H2S）；
另一类是硫的有机化合物，如二硫化碳（CS2）、噻吩、及硫
氧化碳(COS)等。有机硫化物在高温下进行变换反应，几乎
全部转化为硫化氢，因此，煤气中硫化氢所含的硫约占煤气
中硫总量的90%以上。我国焦炉煤气中硫的含量随炼焦煤不
同而有所差异，一般为6～8g/m3。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
——氰的来源
&&& 在炼焦过程中，煤中的氮（N）以氰化氢（HCN）的形式
也随焦炉荒煤气逸出。煤气中氰化氢的含量取决于炼焦煤煤
中的氮含量和炼焦温度，一般为0.5～1.5g/m3。
1.2 硫、氰的危害
&&& 焦炉煤气中所含有的硫化氢和氰化氢属于有害杂质，腐
蚀焦炉煤气中化学产品的回收设备和煤气输送贮存设施，而
且污染环境。
&&&& &&&&&&&&&&&&2 焦炉煤气中硫、氰含量要求
&&&&&& 对于不同的用户，焦炉煤气中的硫、氰允许含量不同。
（1）对于炼钢企业，硫化氢允许含量小于500mg即可，严格一些的300mg。
（2）对于城市燃气，硫化氢小于20mg，氰化氢小于50mg。
（3）对于煤气合成甲醇化学合成工业，要求精脱硫前硫化氢小于1～2mg。
&&&&&&& 3 焦炉煤气脱硫技术简介
粗焦炉煤气脱硫工艺有干法和湿法脱硫两大类：
&& （1）干法脱硫多用于精脱硫,对无机硫和有机硫都有较
高的净化度。不同的干法脱硫剂,在不同的温区工作,由此可
划分低温(常温和低于100℃)、中温(100 ℃-400 ℃)和高温
(&400 ℃)脱硫剂。我国有关院所开发成功多种型号的低温、中温脱硫剂,西北化工研究院开发成功高温脱硫剂。
&&& 应用：干法脱硫由于脱硫催化剂硫容小,设备庞大,& 一
般用于小规模的煤气厂脱硫或用于湿法脱硫后的精脱硫。
（2）湿法脱硫又分为“湿式氧化法”和“胺法”。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& a.湿式氧化法是溶液吸收H2S后,将H2S直接转化为单质硫,分离后溶液循环使用。目前我国已经建成(包括引进)采用的具有代表性的湿式氧化脱硫工艺主要有FRC法、ADA法、HPF法、PDS法、一塔式和真空碳酸盐法。
& b.胺法是将吸收的H2S经再生系统释放出来送到克劳斯装置,再转化为单质硫,溶液循环使用,主要有索尔菲班法、单乙醇胺法、AS法和氨硫联合洗涤法。
& 应用：湿法脱硫多用于合成氨原料气、焦炉气、天然气中大量硫化物的脱除。当煤气量标准状态下大于3000m3/h时,主要采用湿法脱硫。
4 几种典型的焦炉煤气脱硫工艺
4.1 改良蒽醌二磺酸钠法（改良ADA法）
4.4 苦味酸法脱硫脱氰（FRC）
4.5 真空碳酸盐法
4.6 一塔式脱硫工艺
4.1 改良蒽醌二磺酸钠（改良ADA）法
&（1）ADA法脱硫& ADA法脱硫工艺由脱硫再生和废液处理两部分组成
“脱硫部分是以碳酸钠为碱源、ADA为催化剂的氧化法脱
硫脱氰”。多数焦化厂、煤气厂的ADA脱硫装置均配置在
洗苯后,废液处理采用蒸发、结晶法制取Na2S2O3及NaSCN
产品。& 脱硫液是在稀碳酸钠溶液中添加等比例的2，6蒽醌
二磺酸和2，7蒽醌二磺酸（A.D.A)的钠盐溶液配置而成。
改良A.D.A法脱硫工艺
(2)改良A.D.A法
&&& 改良A.D.A法是在A.D.A法的基础上发展而来的，与
A.D.A法的主要区别是脱硫液不同。改良A.D.A法的脱硫液在
A.D.A法脱硫液中添加了适量酒石酸钾钠和0.12～0.28%的偏
脱硫分三步进行：
（a）硫化氢被碳酸钠碱液吸收生成硫氢化钠（NaHS）；
（b）偏钒酸钠与硫氢化钠反应，生成焦钒酸钠并析出元素硫；
（c）焦钒酸钠在碱性脱硫液中被A.D.A法氧化再生成为偏钒
酸钠，得以循环进行。
（3）改良ADA法脱硫工艺的优点:
——脱硫脱氰效率高,可达98%以上,溶液无毒性,处理煤气中硫化氢浓度的适应性以及温度和压力的范围均较广,对设备的腐蚀较轻,副产品硫磺质量较好,双塔串联后煤气中H2S和HCN含量可分别降至20mg/m3和50mg/m3以下,符合城市煤气标准。
——工艺流程简单,占地少,投资低,可靠性强。
——产品硫磺质量稳定,品质高。
（4）改良ADA法脱硫工艺的缺点:
——以钠为碱源,碱消耗量大。
——ADA脱硫装置位于洗苯后即煤气净化流程末端，不能缓解煤气净化系统的设备和管道的腐蚀。
——废液难处理,必须设提盐装置,增加了投资。
&& 4.2& HPF法脱硫工艺
&&&&&&&&& HPF脱硫是我国技术人员自行研制开发的采用HPF新型高效复合催化剂从焦炉煤气中脱除H2S和HCN的新工艺。
&&&&& 该工艺是以煤气中的氨为碱源,在HPF的催化作用下分解煤气中的H2S和HCN。
&&&&& HPF催化剂的主要成分为对苯二酚、PDS、FeSO4。其中,PDS起主要的催化氧化作用;对苯二酚的配入有助于提高脱硫液的流动性,预防堵塞;FeSO4主要用于消泡。煤气中的CO2与NH3在水溶液中生成NH4HCO3和(NH4)2CO3,向溶液中提供了较为稳定的碱源。
HPF法脱硫工艺的优点:
& 1)脱硫脱氰效率高,塔后煤气中H2S和HCN含量可分别降至200mg/m3和300mg/m3以下。
& 2)与ADA相比,循环脱硫液中盐类增长缓慢,因而废液量相对较少。
& 3) 以煤气中氨为碱源,资源利用合理,原材料、动力消耗低。
HPF法脱硫工艺的缺点:
& 1)塔后煤气H2S含量达不到标准要求,影响用户需要。
& 2)硫磺品质低、脱硫废液难处理。
& 3)相对于ADA法,投资大,工艺复杂,对工艺操作要求高,运行稳定性相对较低。
&&&&& HPF 法脱硫工艺流程图
&&&&&&&&&&&& 4.3& AS法脱硫工艺
&&&& 十多年来，AS法煤气脱硫工艺在我国积累了丰富的操作经验，各项操作指标已达到和接近设计要求。多数厂家塔后煤气含NH3能达到50～30mg/m3,& H2S在500mg/m3左右，焦油≤ 50mg/m3,萘≤200mg/m3 。
&&&&& 原石家庄焦化厂1998年10月份的操作数据为:塔后煤气含H2S 250 ～500mg/m3, NH3 40mg/m3左右。
&&&&& 宣钢焦化厂的最好操作指标是塔后含NH3为10～ 20mg/m3，H2S 470mg/m3。
AS脱硫工艺的优点：
&&& AS法煤气脱硫工艺从煤气中回收的硫化氢和氨可以根据需要进行多种组合，采用氨分解和硫回收生产元素硫的组合具有流程短、设备少、投资省和占地少等优点，是一种较为经济的组合流程。
AS脱硫工艺的缺点：
&&& AS脱硫工艺的缺点主要存在着堵塞、腐蚀和脱硫效率低等问题。
&&& 德国蒂森克虏勃恩库克公司为首钢建设的AS法焦炉煤气净化装置于2003年9月投产。装置采用TKEC公司的CYCLASULFR法脱除煤气中的硫和氨，COMBISLAUSR法分解 NH3 和HCN生产元素硫。该工艺流程有较大改进，而且提高了煤气净化效率和节省了能源。
&&& AS法脱硫工艺流程
&&&&&& 4.4 FRC法脱硫工艺
&&&&&& FRC（苦味酸）法焦炉煤气脱硫脱氰工艺是由弗玛克斯(FUMAKS) 脱硫、洛达科斯(RHODACS)脱氰和昆帕科斯(COMPACS)制取硫酸三法工序组成的一种湿式氧化脱硫脱氰并回收硫磺的高效脱硫脱氰工艺，其工艺流程见图所示。
&&&&& 脱硫脱氰工艺是以苦味酸为催化剂，以煤气中的氨为碱源。 吸收焦炉煤气中的 H2S和HCN。
图&& FRC焦炉煤气脱硫脱氰工艺流程图
&& FRC法脱硫工艺过程由以下几个部分组成：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
& （1）H2S和HCN的吸收。将温度 35℃ 、含萘 ＜360mg/m3的焦炉煤气送入吸收塔底部，与从塔顶喷淋的脱硫液在填料表面接触，吸收煤气中的H2S、HCN 。
& （2）脱硫液的再生。吸收了 H2S、HCN的脱硫液与再生空气在预混合喷嘴中混合后进入再生塔中再生，再生后的脱硫液通过气泡分离器分离掉硫泡沫后重新返回脱硫塔喷淋，再生塔上部的硫泡沫溢流至缓冲槽中。再生尾气经过压力调整后进入吸收塔后的煤气管道。
（3）再生液的分离和浓缩。进入缓冲槽的再生液大部分返回再生塔消泡，抽出部分溶液送超级离心机分离硫磺，滤液经浓缩塔浓缩后回配入硫磺浆液中，作为生产硫酸的原料。
&FRC脱硫工艺的优点：
&&& FRC工艺是一种成熟高效的湿式氧化脱硫工艺，可将煤气中的H2S脱除到城市煤气的水平，脱硫脱氰效率较高。再生尾气可直接兑入净煤气管道，且无二次污染。
FRC脱硫工艺的缺点：
&&& 该工艺的流程长、设备多，对材质的要求高，投资费亦较高，而运行费用相对较低。煤气脱硫成本为 54.05元/km3。
&&& 与其他脱硫工艺相比， FRC工艺是较具优势的脱硫脱氰工艺。 FRC工艺的生产操作难度较大，特别是脱硫液中 B&GH和硫磺的浓度、硫酸燃烧液浓度、硫酸干燥酸和吸收酸浓度的控制等，对生产的稳定运行和设备的安全生产至关重要。 FRC工艺的在线分析水平较高，但日常维护和检修的要求也较高。
4.5 真空碳酸盐法脱硫工艺
&&& 该法为安阳钢铁厂和马钢新区、攀钢、梅山钢铁所采用，如图所示。焦
炉煤气从脱硫塔(吸收塔)下部进入，自下而上与碳酸钠溶液(贫液)
逆流接触，煤气中的H2S和NH3等酸性气体被吸收，其主要反应式
&&& NaCO3+H2S→NaHCO3+NaHS
&&& NaCO3+HCN →NaCN+ NaHCO3
&&& NaCO3+CO2+H2O →2NaHCO3
&&& 吸收了酸性气体的富液与来自再生塔的热贫液换热后, 进入
再生塔顶部进行再生。再生塔在真空和低温下运行，富液与再生
塔底上升的水蒸汽逆流接触,使酸性气体从富液中解析出来, 其反
应即为吸收反应的逆过程。
真空碳酸盐法脱硫工艺流程图
&&& 再生塔所需的热源来自焦炉用循环氨水系统，即再生塔底的贫液通过再沸器与循环氨水换热获得的热量。再生后的贫液经贫富液换热和冷却器冷却后进入吸收塔顶部循环使用。净煤气按用途分别送焦炉地下室、煤气加压站和民用煤气深度脱硫装置。从再生塔顶逸出的酸性气体，经冷凝冷却并除水后，由真空泵抽送并加压后送至硫回收装置。吸收液在循环使用过程中因氧气等的存在还会生成硫氰酸钠，为保证脱硫效率，减少废液外排，杜绝二次污染，将少量贫液送入还原分解炉中再生，其再生反应式为：
&&&& 2NaCHS+5H2O →NaCO3+CO2+N2+3H2+2H2S
&&& 经分解和冷却后的再生溶液送回吸收液系统循环使用，含有酸性气体的废气送入吸收塔前的煤气中。
真空碳酸盐法脱硫的优点：
&& （1）用真空解析法再生。由于富液再生采用了真空解析法，操作温度仅为 50～60℃，再加上操作系统中氧含量较少，故副反应的速度极慢，生成的废液也非常少，降低了碱的消耗。而且; 整个系统在低温低压下操作，对设备材质的要求也随之降低，使整套装置的投资较低。
&& （2）脱硫系统生成的硫氰酸钠，可通过还原分解炉将其分解为碳酸钠和酸性气体，碳酸钠返回到吸收系统循环使用，以降低碱的消耗。酸性气体送回煤气系统，从而可杜绝因废液外排而造成的二次污染。
&& （3）有效利用循环氨水余热。因系统为低温操作，所以吸收液再生用热源可由循环氨水的显热供给。可以大幅度降低能耗。
&& （4） 酸性气体浓度高。从再生塔顶逸出的酸性气体，经多次冷凝冷却并脱水后，浓度可达 50%～60% ，不仅减少了真空泵等设备的负荷，而且有利于克劳斯炉的稳定操作。在正常运转条件下，不需要煤气伴随燃烧，降低了生产成本。
&& （5） 脱硫剂单一。脱硫剂只采用 NaCO3 使脱硫装置的操作简单,成本低。
&&& 真空碳酸盐法脱硫的缺点：脱硫效力不高，一般仅为90%，所以一般配备二次脱硫装置。
4.6 一塔式脱硫脱氰工艺
煤气进入脱硫再生塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，在催化剂作用下，将煤气中的H2S吸收在脱硫液中。其后脱硫液由循环泵打至该塔上部再生段，并通过自吸式喷射器与空气接触，进行氧化再生。再生溶液经液位调节器自流到脱硫段喷洒脱硫，使煤气中H2S含量小于20mg/m3以下。脱硫后煤气去下一工段。从脱硫塔再生段溢流出的硫泡沫送熔硫系统。
一塔式气体脱硫工艺装置特点：
&&&& 对喷射再生槽流程,本工艺装置可不再设有独立的喷射再生槽、液封槽、反应槽、富液泵、贫液中间槽等设备。
&&&&& 对再生塔流程，本工艺装置可不再设有独立的再生塔、脱硫塔液封槽、反应槽等设备，取消压缩空气。
脱硫工艺装置特点:
(1)简化工艺流程，减少工艺设备，缩小占地面积；节约工程投资；
(2)操作费用低，便于操作控制；
(3)减少设备放散排放点从而减少对大气的二次污染；
(4)易于实现对大型气体脱硫装置的小型化、集成化、高效化的要求。
&&&&& 5& 焦炉煤气制甲醇前的&&&&&&&&&& 净化脱硫技术
5.1 甲醇合成用焦炉煤气脱硫方法概述
5.2 几种典型的脱硫方法
&5.1 甲醇合成用焦炉煤气脱硫方法概述
& &&甲醇合成用合成催化剂易受硫化物毒害而失去活性，因在
进行甲醇合成前，必须将焦炉煤气中的硫化物除净。焦炉煤气
中的硫以各种形态的含硫化合物存在，如硫化氢H2S）、硫氧化
碳（COS）、二硫化碳（CS2）、硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、环
状硫化物（如噻吩C4H4S）等。
&&& 湿法脱硫主要用于硫化氢的初级脱除，且一般只能脱10～
20mg/m3，要达到甲醇合成的精度，必须精脱硫。
&&& 湿法脱硫目前常用的有PDS法、改良ADA法、拷胶法。为了
减轻精脱硫的负担，要求初脱硫后的煤气中含硫越少越好。目
前的煤气脱硫方法中，一塔式是能够达到塔后煤气含硫小于
20mg的方法之一。
5.2 几种典型的脱硫方法
（1） 干式氧化工艺（氧化铁箱法）
（2） 湿式氧化工艺
（3） 湿式吸收工艺（真空碳酸盐法）
（4） FRC法工艺
（6） 几种焦炉煤气净化工艺比较
（7） HPF法和真空碳酸盐法脱硫脱氰的比较
（8） 几种煤气净化工艺的主要技术经济指标
（9） LO－CAT（劳卡特）煤气净化工艺
（10）PDS煤气净化工艺
（1）干式氧化工艺：常见的是氧化铁箱法，干式脱硫工艺简单、净化程度高，但是由于工艺及功能的局限性较大，因而制约了其在焦化生产中的应用，一般仅用于那些有剩余煤气需在高压下净化得到符合城市煤气质量的工厂。
&（2）湿式氧化工艺：经历了长期的发展过程，从早期比较落后的砷碱法、对苯二酚法等，到现在日本研究FRC法，其中对氨水湿式氧化工艺国外已进行了大量的研究工作，以氨为碱源的湿式氧化工艺发展最快，工艺流程也较完善，其特点是：以氨为碱源吸收煤气中的H2S和HCN，吸收液与氧在催化剂的作用下进行解吸，脱硫和脱氰效率都很高。此法最据代表性的是日本东京煤气公司发明的TH法。
（3）湿式吸收工艺：有Vacuum Carbonate（真空碳酸盐）法、AS循环洗涤法等。真空碳酸盐法的操作是基于吸收－解吸的原理，焦炉煤气与碳酸钠溶液接触，只有酸性气体被溶液吸收，吸收了H2S、HCN和CO2的溶液循环到再生塔，调节塔内的温度和压力，酸性气体从溶液中解吸出来，美国、德国的许多焦化厂采用此法。以氨为碱源的湿式吸收工艺目前在国外应用最广泛，其中最为典型的是AS循环洗涤法，此法以含氨23～25%的氨水洗涤煤气，氨水中的氨与煤气中的H2S和HCN发生反应得到富液，将其用蒸汽解吸出来后得到NH3、H2S、HCN和水蒸汽为主要成分的混合气体，此法的脱硫率可以达到95%，脱氰率可以达到90%。
（4）FRC法工艺：FRC（苦味酸）法，是日本大阪煤气公司于
& 20世纪50年代开发的，此法经过几十年的不断改进、完善，现已成熟。日本现有19家企业在应用此法净化煤气，此法曾先后被美国、德国和我国的台湾引进。
&&&&& FRC法利用焦炉煤气中的氨在催化剂苦味酸的作用下脱除煤气中的H2S，并利用多硫化铵脱除煤气中的HCN。
&&&&& 焦炉煤气从脱硫塔底部进入，含有苦味酸的吸收液从塔顶喷淋下来，吸收煤气中的H2S和HCN。净化后的煤气由脱硫塔塔顶排出，送往脱氨装置。
& 脱硫塔塔底出来的吸收液与压缩空气经预混嘴混合后，进入再生塔，再生后的吸收液返回脱硫塔循环使用。将煤气脱硫脱氰后提出的硫浆和浓缩液送人燃烧炉，得到硫磺。
&&&&&& FRC法的脱硫脱氰效率高，煤气中H2S的质量浓度可降到0.02g/m3，HCN的质量浓度可降到0.1g/m3。此法所用吸收液的再生效果好，压缩空气用量少，废气含氧低，无二次污染，原料苦味酸便宜易得，运转费用比改良的A．D．A法低40%左右。
&&&& （5）几种焦炉煤气净化工艺比较
焦炉煤气净化前
焦炉煤气净化后
（H2S）/(g·m-3)
（HCN）/(g·m-3)
（H2S）/(g·m-3)
（HCN）/(g·m-3)
0.1 ～0.15
Vacuum Carbonate
7.8 ～11.9
0.25 ～0.6
0.005 ～0.15
（6）HPF法和真空碳酸盐法脱硫脱氰的比较
真空碳酸钾法
脱硫脱氢效率
出厂煤气合格的可靠性
少 可结余蒸汽
冷却水消耗
不符合环保要求
符合环保要求
设备数量和总重量
（7）煤气净化工艺的主要技术经济指标
规模（104m3·h-1）
脱硫用碱源
基建费用(万元)
运行费用（万元·a-1）
&（9）LO－CAT（劳卡特）煤气净化工艺
&&&&& 美国大气净化公司研究了一种LO-CAT煤气净化工艺，它是一种液相氧化工艺，能适应煤气中H2S含量的剧烈波动，脱硫率可达98.75%，脱氰率达 95%。此法中采用的铁催化剂无毒，并能用空气中的氧进行再生；以NaOH为碱源，可降低化学试剂的费用。它不但是一种廉价而有效的煤气脱硫方法，而且能满足对煤气净化要求的全都指标，是一种优良的煤气净化工艺。
（10） PDS煤气净化工艺
&&&&&&&&&&&&& PDS与HPF的脱硫工艺基本相同，只是催化剂不同。&&
&&&&& PDS脱硫剂系双核金属酞箐类化合物，主要成分为双核酞箐钴磺酸铵。PDS工艺脱硫脱氰效率高，适用范围广，能够脱除高硫是PDS技术的突出特点，其中H2S的脱除率可达99%以上，HCN的脱除率可达95%，且在一定条件下能把HCN转化为碳酸铵。在相应的介质中，此法对有机硫的脱除率在50%以上，且不受气体种类及气体中H2S有机硫、C02含量及压力等诸因素的影响。此法的运转成本低，经济效益显著。
&&&&& 焦炉煤气的净化工艺要根据净化后的焦炉煤气中的H2S和HCN含量的要求进行选择。如果焦炉煤气是作为一般加热炉的燃料，H2S的浓度小于或等于200～500mg/m3、HCN的浓度小于或等于150mg/m3，因此，选用AS循环洗涤法就能满足要求。当焦炉煤气用作城市煤气、合成气时，则必须选择脱硫效率高的工艺，如改良ADA法、TH法、FRC法、PDS法等。
6& 脱硫新工艺新技术
&&&& 6.1& 一 塔半式无硫膏脱硫工艺
&& 6.2& 塔机联合工艺
&& 6.3& 旋流双超重力工艺
&& 6.4& 新日铁的焦炉煤气脱硫技术（NNF法）
&& 6.5& 安徽工业大学脱硫技术专利
&& 6.6& 废液提盐工艺
&& 6.7& 改扩建项目
6.1 一塔半式无硫膏脱硫工艺
&&&&&& &&由焦化终冷洗苯塔来的煤气进入洗萘塔进行洗萘，然后进入脱硫塔底部，与塔顶喷洒下来的再生后碳酸钠溶液逆流接触，吸收煤气中的H2S和HCN。
&&&&& 吸收了H2S、HCN的吸收液由脱硫液循环泵加压送至再生塔顶的喷射再生器，脱硫液高速通过喷射再生器的喷嘴形成射流，此射流产生局部负压吸引空气，由于两相流体立即被高速分散处于高速湍流状态，气液接触面大大增加，脱硫富液则在催化剂催化作用下被快速有效地再生氧化。
&&&&& 在氧化再生过程中，用ORP仪表监控脱硫液的ORP值的波动情况，并通过风量和催化剂浓度来调整ORP值，使元素硫
&&&&& 的生成量仅满足生成NaCNS反应的需要，不析出多余的元素硫。工艺流程图见附图。
&&&&& 再生液在再生塔内的气液分离器中分离空气气泡后，用循环泵部分送经循环液冷却器冷却，冷却再生液以除去吸收和再生过程中放出的热量，降低再生液的温度，使系统的操作稳定。冷却后的循环液与未被冷却的循环液一起进入脱硫塔顶喷嘴用于循环洗涤煤气。
&&&&& 为避免脱硫液中副盐的积累影响脱硫效果，需连续排出适量脱硫废液至提盐工段的原液槽。
预混下喷再生工艺（一塔半式）
废液去提盐
预混上喷再生工艺（一塔半式）
脱硫和再生过程的主要反应如下：
Na2CO3+H2S→NaHS+NaHCO3
2NaHS&&&&&&&&&&&&&& 2NaOH＋2S↓
NaHCO3＋NaOH→Na2CO3＋H2O
Na2CO3＋2HCN→2NaCN＋H2O+CO2↑
NaCN＋S→NaCNS
2NaHS＋2O2→2Na2S2O3+H2O
2ZNQ(还原态)+O2→2ZNQ(氧化态)
（1）采用碳酸钠为碱源，脱硫液碱度易控制。
（2）采用ZNQ催化剂，不产生硫磺，无需上熔硫釜装置（但动力厂须考虑上熔硫系统作备用），不仅可节省大量的蒸汽消耗和相应的人工费，还可避免熔硫釜生产时对现场环境造成的二次污染。
（3）工艺装置采用半塔顶喷自吸再生塔和高效脱硫塔联合的脱硫工艺装置，并具有相应的装置特点，且经过优化设计，可使塔后H2S含量降到50mg/m3以下，从而大大降低干法精脱硫系统的脱硫负荷和脱硫剂的消耗。
（4）因脱硫过程中不产生硫磺，因此不易堵塞设备及管道，操作条件好，且避开了硫泡沫处理和硫磺销售的难题。
（5）催化剂消耗量少，大大降低了脱硫系统的运行成本。
主要技术操作指标
洗萘塔前煤气温度&&&&&& &&&& 35～40℃
脱硫塔内喷洒脱硫液温度&&& 35℃
脱硫塔后煤气中H2S含量& 0.2g/m3
洗萘塔阻力&&& &&&&&&&&&&&&& -400～-700Pa
脱硫塔阻力&&&&&& &&&& &&&&-600～-1000Pa
（1）脱硫过程中，需外排的脱硫废液送去提盐系统提盐，提盐处理的蒸发冷凝水既可返回系统作为补充水，也可直接送至生化处理站作补充水，不会对环境造成污染。
（2）废柴油可由专业环保公司进行回收利用。
（3）不产生硫磺，无需上熔硫釜装置，不仅可节省大量的蒸汽消耗和相应的人工费，还可避免熔硫釜生产时对现场环境造成的污染。
6.2& 塔机联合工艺
&&&&& 塔机联合工艺& 即“一塔半式第一级脱硫”＋“超重力第二级脱硫”的二级脱硫组合方式，利用煤气中氨或外加碳酸钠等为碱源。
&&&&& 分两步脱至20mg/m3以下，先将粗煤气用一塔半式脱至500mg/m3，再进入超重力机中进一步脱至20mg/m3。
&&&&& 经过处理后煤气中硫化氢含量可达到3～20mg/m3，小于城市煤气标准，且占地面积和运行成本都较传统工艺低。
（1）由鼓风机送来约50℃～60℃的煤气，经预冷塔由剩余氨水、冷凝液冷却脱萘后，煤气被冷却至28℃～30℃、含萘小于300mg/m3。然后进入一塔半式一级粗脱段，在脱硫塔内与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，将煤气中的硫化氢、氰化氢吸收在脱硫液中，初步净化后煤气从脱硫塔顶部出来，进入超重力机第二级精脱段，经水力旋流雾化和离心重力段与脱硫液强化传质反应吸收，再次净化后煤气从超重力机上部煤气出口去下一工段。
（2）脱硫塔和超重力机中吸收了硫化氢、氰化氢以后的脱硫液由脱硫液循环泵打至预混下喷再生塔进行再生，并通过预混喷嘴与空气接触进入再生塔，在催化剂作用下进行催化氧化再生。再生的贫液经塔内分离器由贫液泵加压送到脱硫塔和超重力机循环喷洒脱硫，硫泡沫由再生塔上部自流去硫泡处理系统。
“一塔半式”＋“超重力”组合脱硫工艺
硫泡沫去熔硫釜或过滤机
超重力脱硫机
“一塔半式”＋“超重力” ＋“无硫膏”组合脱硫工艺
去提盐系统
超重力脱硫机
6.3& 旋流双超重力床工艺
l&&&&&&&& 相间的相对运动依靠离心力，生产强度大
l&&&&&&&& 液体微滴化，高度湍动，相界面强烈扰动，高度分散和急速更新。
l&&&&&&&& 体积传质系数比塔高1～3个数量级
&&& 靠强大的离心力增大气液传质强度，传质强度是原塔的1～3个数量级，即几十倍，上百倍，上千倍。
l&&&&&&&& 超重力技术是新一代的化工分离技术，它用旋转的环状多孔填料床（R.P.B）代替垂直静止的塔器，使气——液在旋转填料层中充分接触，在液相的高度分散、表面急速更新和相界面得到强烈的扰动的情况下进行传质、传热，使过程得到强化。
l&&&&&&&& 和塔式设备相比，体积传质系数高一到三个数量级，设备的体积和重量仅是塔式设备的百分之几。被喻为“化学工业的晶体管”。
l&&&&&&&& 相同处理量的脱硫塔和超重力机。
l&&&&&&&& 二至三个数量级的高传质系数使巨大的塔器（二三十米以上的高度）降为高度只有2～3米的超重力机。
被替代的脱硫塔
超重力装置与传统的吸收塔相比的优势
（1）传质强度高,可大幅度地减少设备的体积，降低设备投资；
（2）大幅度增强传递效应；
（3）物料在设备内的滞流时间极短，约为10-2-10-3秒；
（4）气体通过设备的压降与传统的设备相近；
（5）不怕震动与颠簸，对安装要求不严，可垂直，水平或任意方向安装，适用于活动场所（如海上石油平台、船等上使用）；
（6）不易发泡，填料不易堵塞；
（7）维修方便，填料也易于更换；
（8）易于操作，易于开停车，可在数分钟内达到稳定状态。
有效避免CO2的干扰，减少共吸
l&&&&&&&& （1）通过对大量的塔和超重力脱后干气的数据分析，超重力共吸率为8.9 %，塔共吸率为79.9%。超重力机对二氧化碳的共吸率仅为塔的1/9。超重力脱硫的选择性比塔好很多。
l&&&&&&&& （2）超重力是利用脱硫液与气相的接触时间短来提高选择性，不必在脱硫液中添加其它的组份来提高选择性，这样可以减少其它组份对脱硫液降解的影响，提高脱硫液的质量。
6.4 新日铁NNF法脱硫技术
从焦炉煤气中连续脱硫脱氰,并将废液氧化燃烧分解制造浓硫酸的封闭系统。
脱硫脱氰部分-吸收塔
——COG中的NH3为吸收剂。
——COG中的NH3,H2S以及HCN在吸收塔中被水吸收除去。
——反应方程：
NH3+ H2O →NH4OH
NH4OH +H2S→NH4HS + H2O
NH4OH + HCN→NH4CN+ H2O
脱硫脱氰部分-再生塔
——苦味酸为催化剂，空气中氧化
——NH3,H2S等成为盐类储存在吸收液中
——反应方程：
&&&& —液体恢复吸收能力后再循环使用
2NH4HS+O2→2NH4OH+2S
NH3+NH4HS+xS→(NH4)2Sx+1
(NH4)2Sx+1NH4CN→(NH4)2Sx+NH4SCN
废液燃烧设备
浓缩——脱硫废液在离心机中被分为原液和硫磺。原液一方面在原液加热器中加热，蒸发后被导入浓缩塔，从浓缩塔来的馏分在浓缩设备中变为凝缩液,被排到系统外，另一方面，原液被浓缩到一定的浓缩度，在浆池中和在离心分离机中被分离的硫磺混合，作为燃烧液储存到浆储罐中。
燃烧——储存在浆储罐中的燃烧液被泵送到燃烧炉，用燃烧嘴喷雾到炉内空气中。
燃烧炉使用COG做助燃剂，保持一定的燃烧温度，燃烧分解被喷到炉内的喷雾状燃烧液。
冷却——燃烧气体所保有的一部分热能用废热锅炉作为蒸汽回收，其后气体大约450℃被送到脱硫制造设备的喷射塔。被回收的蒸汽一部分直接用与燃烧空气的预热，其余部分在减压后被送到浓缩部分的蒸发器以机储罐保温等使用。多余的部分被排到系统外。
硫酸制造设备
精制——从废液燃烧来的燃烧气体在喷射塔中冷却，洗净。从冷却塔出来的气体用电子除尘器完全除区薄雾后送入干燥塔。
干燥——从电子除尘器出来的气体在干燥塔和浓硫酸逆硫接触，除去饱和水分，变成干燥气体。在干燥塔中循环使用的浓硫酸由于吸收了气体中的水分而降低了浓度，因此和吸收塔循环酸的一部分更换，在调节浓度时会发热，因而用冷却器冷却，干燥塔循环酸浓度为94～95%。
转化——干燥后气体用鼓风机升压，在热交换器中预热到最适合转化反应的温度，然后被送到转化器，通过催化剂层，气体中的SO2转化为SO3。另外，因为这个氧化反应是发热反应，所以反应气体通过上述热交换器冷却来调节温度。
吸收——含有被转化SO3的气体在上述热交换器中冷却后进入吸收塔，在塔内和循环硫酸逆流接触，气体中的SO3硫酸吸收。这个循环硫酸是水和干燥塔循环硫酸的一部分在调整到一定的浓度后，用浓硫酸冷却后,一郜分作为产品排出。另外，从吸收塔排出的气体不需要用空气稀释而导入烟囱。
—高效率，稳定作业的脱硫设备（出口H2S浓度≤20mg/Nm3）
图5 日本钢铁企业的实际业绩（年）
—可以完全处理脱硫工艺的硫磺、废液
不需要催化剂以外的药品：不需要NaOH和K0H等碱药品。另催化剂是便宜
的苦味酸,成份不含金属元素，对脱硫废液制造硫酸时的硫酸品质不产生
硫酸制造设备处于检修时也可以连续运转：因为脱硫废液可以储存在储槽中，所以硫酸设备定期检修时也不必关停脱硫设备。
节能：脱硫废液浓缩是利用废液燃烧后的废气热能回收的蒸汽，节能工艺。
没有从脱硫部分出来的废液＆#12539;废水：从脱硫设备出来的含硫磺的废液可以全部制酸，不产生含碱废液。另外没有酸性气体的浓缩工艺，也就不产生酸性凝缩液。
硫酸制备工艺中不需要SCR工艺
几种脱硫工艺比较
单独使用NNF法
NNF法+硫酸
真空碳酸钾法
脱硫效率（设计）
性能稳定性
稳定（君津业绩）
稳定（君津业绩）
脱硫，浓缩
脱硫，浓缩
脱硫，浓缩&&&&&& 燃烧，硫酸
脱硫，浓缩&&&&&& 燃烧，硫酸
硫酸或高质硫
要（苦味酸）
要（苦味酸）
操作难易度
易发生堵塞
易发生堵塞
发生堵塞的情况
没有（君津业绩）
没有（君津业绩）
废液处理设备（维护修理时能否继续工作）
可以（废液储存）
6.5塔机联合超重力无硫泡脱硫工艺
旋流超重力机
待净化煤气
脱硫富液槽
第一级脱硫与第二级脱硫共用一套再生系统
——煤气首先进入脱硫塔，煤气自下向上与自上而下的脱硫喷洒液逆流接触，反应吸收，经初步净化后的煤气从脱硫塔顶出来，进入到超重力机，在超重力机内与脱硫液再次强烈反应，净化后的煤气经超重力机顶出去，至下一工段。
——脱硫塔和超重力机中的脱硫液自流进入到脱硫富液槽，再由富液泵加压送到半塔式再生塔内再生，再生后贫液自流到贫液槽，经贫液泵加压送到脱硫塔和超重力机中，循环喷淋吸收，再生反应剩余的空气由半塔式再生塔顶经洗涤后排出。
——随着反应的进行，脱硫液中盐的浓度会增加，需排出一定量的高含盐脱硫液（称作废液）去提盐处理。提盐过程中的冷凝液返回脱硫循环液系统，以降低脱硫循环液的总盐浓度。
第一级脱硫和第二级脱硫单独再生
再生后的脱硫贫液槽
脱硫富液槽
——煤气首先进入脱硫塔，自下而上与从塔顶喷淋下来的脱硫液逆向接触，从而吸收脱去煤气中的硫化氢，经初步净化后的煤气从脱硫塔顶出来，并进入到超重力机，在超重力机内与脱硫液再次强烈反应，净化后的煤气经超重力机顶出去，至下一工段。
——第一级脱硫塔中的脱硫富液自流到富液槽，再由富液泵加压送至半塔式再生塔内再生，再生后贫液自流到贫液槽，由贫液泵送至第一级脱硫塔，循环喷淋吸收，再生反应剩余的空气由半塔式再生塔顶经洗涤排出。
——第二级超重力脱硫机中的脱硫富液自流至富液槽，由富液泵加压送再生槽再生，再生后贫液至贫液槽，由贫液泵加压送第二级超重力脱硫机循环吸收，再生反应剩余的空气由再生槽顶经洗涤排出。
——随着反应的进行，第一级和第二级脱硫系统脱硫液中盐的浓度会增加，需排出一定量的高含盐脱硫液（称作废液）去提盐处理。提盐过程中的冷凝液返回脱硫循环液系统，以降低脱硫循环液的总盐浓度。
&& 塔、机结合的复合式脱硫新工艺：第一级采用塔式设备，脱硫设备是填料吸收塔和半塔顶喷自吸式再生塔；第二级采用旋流式超重力脱硫机。提高了硫化氢和氰化氢的吸收效率，设备费减，节能效果好。
无硫泡生成：采用含有醌基（R＝O）和羟基（R－OH）类化合物作为催化活性物质，以氨水或碳酸钠溶液作为吸收硫化氢的碱源，以空气作为脱硫液的再生氧化剂。
形成脱硫脱氰与废液处理提盐完整体系：对于钠法脱硫的废液处理提盐工艺，采用“石灰乳－石膏－结晶法”工艺，将回收价值低的硫酸钠、硫代硫酸钠用石灰乳苛化转化成氢氧化钠和石膏，回收钠碱循环利用，减少碱的外购消耗量。对于氨法脱硫的废液处理提盐，采用“氧化－结晶法”将回收价值不高的硫代硫酸铵转化成硫酸铵产品，而只提取回收价值高的硫氰酸铵产品。既治理了废液又可从中提取有价值的产品。
6.6& 废液提盐工艺
&&&&&&& 当采用湿式催化氧化脱硫工艺时，脱硫液中生成硫氰酸铵（钠）、硫代硫酸铵（钠）、硫酸铵（钠）等副产盐类物质，并产生脱硫废液。当它们富积到一定浓度就会影响脱硫效率，同时增加了对设备的腐蚀作用。另一方面，硫氰酸铵（钠）、硫代硫酸铵（钠）在工业上是很有市场价值的产品。因此，焦化脱硫废液的工业处理对焦化煤气系统的安全防腐，对环境保护，对企业的经济的效益都有重要意义。
&&&&& 我校推出的焦化脱硫废液提盐工艺技术，专用于焦化废液处理，提取其中的硫氰酸盐和硫代硫酸盐。提盐后的氨水返回到脱硫系统，实现了碱源和催化剂的回收。该工艺达到环保要求、工艺流程简单、易于控制、真正实现污染零排放。
（1）第一步采用加热分解、脱色除杂质
&&&&& 在减压条件下将溶液加热至80～85℃，多硫化物分解为单质硫、氨和硫化氢，硫代硫酸铵转变为硫酸铵，用活性炭吸附沉淀物质，溶液由碱性转变成酸性，颜色由深绿转变成无色。第一步操作结束后，过滤分出活性炭和杂质，清液进入第二步处理。
（2）第二步采用真空蒸发浓缩溶液
&&&&& 在真空度为0.09MPa、温度80～90℃条件下蒸出部分水份，提高盐浓度。然后进行热过滤，除去杂质。
硫酸铵结晶等滤液放入结晶槽中冷却至40℃左右，析出硫代
硫酸铵结晶，并在恒温下热过滤。分离出硫代硫酸铵后的滤
液进行第二次真空蒸发浓缩。在相同的温度、真空度条件下
进行真空蒸发，蒸出部分水份，使硫氰酸铵浓度进一步提高。
（3）然后将浓缩液放入真空过滤器热过滤，除去热解杂质。滤液放入结晶槽冷却至25℃左右恒温下加入晶种进行结晶。晶体显片状。结晶槽操作结束后将晶体连同母液一起放入离心机，在离心分离的同时，向晶体表面喷洒蒸汽凝结水洗涤结晶除去杂质，使结晶质量达到质量标准。滤液循环返回原料液，以提高对产品的提取率。
& 真空蒸发蒸汽冷凝液是冷凝氨水，返回工艺系统。
& 废活性炭经热风氧化可再生使用，一般可再生利用2～3次。
（1）本工艺装置包括：原废液脱色；一次真空蒸发浓缩，冷却结晶、过滤提取粗硫代硫酸铵；二次真空蒸发浓缩，冷却结晶、水洗涤过滤提取硫氰酸铵等三次加热蒸发浓缩过程。粗制产品再结晶得到合格产品，另外还包括真空泵系统。
（2）本工艺方法的特点是：采用活性炭脱色，预加热分解多硫化物脱单质硫。真空蒸发浓缩，冷却结晶水洗涤结晶提纯产品。
工艺流程简图
气体净化方面部分专利技术
l&&&&&&&& 一种采用液相催化氧化法进行气体脱硫的脱硫塔，申请号/专利号：.X
l&&&&&&&& 一种气体液相催化氧化脱硫工艺中废气利用的工艺装置，申请号/专利号ZL.5
l&&&&&&&& 一种焦炉煤气脱硫工艺的氨源和催化剂的补加工艺装置，申请号/专利号ZL.9
l&&&&&&&& 一种自吸氧化脱硫工艺及其装置，申请号/专利号.7
l&&&&&&&& 一种湿式催化氧化脱硫的方法及其装置，申请号/专利号.1
l&&&&&&&& 一种焦炉煤气脱硫处理方法及其专用装置，申请号/专利号.6
l&&&&&&&& 炼焦煤预处理方法及其专用设备，申请号/专利号.1。
6.7& 改扩建项目
改扩建方案：
&&&&& 随着国家对环保指标的不断提高，老焦化厂的煤气脱硫也需相应的进行改造，或重新修建新的脱硫设备，采用新的脱硫工艺，或在已建脱硫设备基础上再增建脱硫设备。
&&&&& 我校超重力设备占地面积小，可将传统脱硫塔替换为超重力机，脱硫效果好，尤其适合老厂煤气脱硫的改扩建。
&&&&& 改扩建方案只需在已建脱硫设备后串联超重力机及其配套设备即可达到处理效果。
原有脱硫设备扩建方案
原设备处理后的煤气（H2S含量200～500mg/m3）
再生后贫液
再生后贫液
净煤气（H2S含量小于20mg/m3)
荒煤气（H2S含量约6～8g/m3）
富液去再生
富液去再生
原有脱硫塔
新建超重力机
被替代的脱硫塔
7& 焦炉上升管余热利用技术
7.1& 焦炉上升管余热利用技术简介
7.2& 主要工艺设备
7.3& 工程总投资
7.1& 焦炉上升管余热利用技术简介
l&&&&&&&& 上世纪七十和八十年代，北京焦化厂、首钢焦化厂、武钢焦化厂、涟钢焦化厂等单位都有焦炉荒煤气余热利用的成功实绩。
l&&&&&&&& 武钢3#焦炉上升管荒煤气余热利用装置于1979年底投产。1983年冶金部组织专家鉴定。基本结论是：该项技术是成功的，节能效果显著，值得推广。1984年获得冶金部科技进步三等奖。目前已有不少焦化厂正在筹建焦炉荒煤气余热利用装置。
（1） 原始设计参数
l&&&&&&&& &&&&每个上升管荒煤气的节能效果与荒煤气的发生量（或装煤量）和温度直接相关。每个上升管荒煤气发生量和温度随结焦过程变化。
l&&&&&&&& 荒煤气的发生量: 1吨焦煤可以产生荒煤气300至400立方米。
l&&&&&&&& 荒煤气离开碳化室的温度一般为700至800℃。这个温度值随结焦过程变化。
（2）工艺设计方案
l&&&&&&&& 主要设计参数（略）
l&&&&&&&& 本节能装置以蒸汽的形式回收荒煤气显热。每个汽化冷却型上升管相当于余热锅炉的局部蒸发器。整个汽水循环系统及其监测仪表基本上就是按照余热锅炉的要求设计。
（3） 工艺汽水循环系统
l&&&&&&&& 该余热利用装置主要由汽化冷却型上升管、汽包、软水箱、补充水泵和连接管道等组成。外界供给的常温纯水首先注入纯水箱。然后由补充水泵增压至2.0MPa送入汽包。与汽包中的饱和水混合后形成欠热水，由下降主管、支管导入荒煤气汽化冷却型上升管。吸收荒煤气显热，部分水汽化为蒸汽；大部分被加热为饱和水。汽水混合物由汇集的支管、主管送入汽包进行汽水分离。分离出的饱和蒸汽由管道送给生产使用。分离出的饱和水与补充的软水混合后参与下一次循环。
汽水循环系统
7.2& 主要工艺设备
（1） 汽化冷却型上升管
&&&&& 新设计和制造的荒煤气上升管为汽化冷却型上升管。其外形尺寸，特别是接口尺寸要与原有上升管尺寸基本一致。
（2） 汽包
&&&&& 汽包的作用是将荒煤气上升管产生的汽水混合物进行汽水分离。向外输出饱和蒸汽。分离出来的饱和水与补充水混合后参与下一次循环。
&&&&& 汽包内部设置有汽水挡板；多孔板、布水管，汽水分离器等。
（3）软水箱
&&&&& 为了确保在外界停止供水后5小时内，整个系统还有补充水，为此设置一个软水箱。其有效容积为25立方米。材质为304不锈钢。
（4）补充水泵
&&&&& 为了不断地向系统补充软水，必须设置两台补充水泵，一用一备。
工艺设备布置方案
（1）汽化冷却型上升管仍然安装在原有上升管的位置。
（2）汽包的布置
在煤塔标高13.0m的大梁处接出平台。平台宽度3.2m。长度
与煤塔宽度一致。
（3）软水箱和补充水泵
选择1#焦炉机侧的绿化地布置纯水箱和补充水泵。占地约
主要设备技术要求
(1) 汽化冷却型上升管技术要求
★本汽化冷却型上升管的设计、制造和检验严格执行&&蒸汽锅炉安全技术监察规程&&及相关的现行国家锅炉和压力容器行业标准。
★本设备采用无缝钢管制作。加工前作100%超声波和涡流探伤检验,有任何缺陷的管子绝不能使用。
★加倍重视并从各方面采取有力措施确保焊接质量.确保25年不得泄漏。
l&&&&&&&& ★对每条焊缝都要作射线（拍片）探伤检查。不合格的焊缝必须返工处理，直至合格。
l&&&&&&&& ★对每个上升管都要进行整体退火热处理。
l&&&&&&&& (2) 汽包的技术要求
l&&&&&&&& 汽包必须按照2.5MPa锅炉的汽包进行设计、制造和检验。
7.3& 工程总投资
l&&&&&&&& 根据工艺（热力）专业和电气、仪表、给排水、结构等专业的工程量，该项工程总造价为万元。具体数字与焦炉规格和自动化控制水平等因素有关。
l&&&&&&&& 投资回收期：以6米的焦炉为例。60孔碳化室，全年焦炭产量60万吨。经过计算，整座焦炉每小时产生蒸汽5.5吨。共计运行成本费3443.44元，净利润51674.48元，投资回收期2.43年
7.4& 结 论
（1）本节能技术方案所采用的工艺系统和主要设备—汽化冷却型上升管在上世纪七八十年代经生产实践证明是成熟和可靠的。只要我们以高标准，严要求，做到认真研究、精心设计、精心加工、精心施工，就必然取得成功。
（2）本项目设计方案与炼焦工艺系统的总体布置没有任何冲突，是可行的。
（3）本工程可有效地利用焦炉上升管荒煤气显热生产蒸汽供生产使用，将会增加企业的经济效益，降低吨焦综合能耗。据国内某焦化厂总经理介绍：采用该套余热利用装置后，吨焦能耗可以节约10公斤标煤。即具有良好的节能减排效果。
8 焦炉烟道气余热利用技术
8.1 烟道气余热利用简介
8.2 工艺流程
8.3 换热设备的主要特点
8.4 节能与经济效益
8.1 烟道废气余热回收利用简介
&&&&&&&&&&&& “节能减排”是当今国策，是可持续发展的重中之重。在焦炉生产过程中焦炉煤气燃烧后产生的烟气很多企业将它直截排放到空中，不仅浪费能源，还污染了环境。回收这部分余热是焦化企业行之可行的“节能减排”措施之一。在原烟道旁设置旁路烟道，安装余热回收系统设备---热管蒸发器，将其290-285℃烟气余热进行回收利用，让焦炉烟道废气通过热管蒸发器，利用“热管”将烟气余热吸收加热冷介质（水），使之沸腾汽化，产出表压0.8MPa压力的饱和蒸汽，焦炉烟道废气降到170℃左右进入下道工序或排空。因此，充分回收利用焦炉烟道废气热能产出一定压力的蒸汽，供其它工序使用，既可降低综合能耗、节约了能源，又保护了环境。
8.2 工艺流程
l&&&&&&&& 工艺流程简述（图示）
焦炉烟道气余热利用工艺流程
l&&&&&&&& 余热回收设备热管蒸发器和引风机开始运行时，首先关闭1号翻板式气动执行闸板，打开2号气动执行闸板阀和3号气动执行闸板阀。废气经由旁路烟道开始进入余热回收设备热管蒸发器和引风机。根据炉压通过变频器调节引风机电机电流和转数，进而可以调节风压和风量，达到炉压要求。
l&&&&&&&& 当余热回收设备热管蒸发器和引风机停止使用时或停电等其它原因，这时靠气动执行器（或人工）作用可以将1号翻板式气动执行闸板打开，关闭2号、3号闸板。废气又可以从主烟道靠烟囱抽力将废气排出，从而不影响生产。
l&&&&&&&& 经过处理的水，由给水泵连续向热管蒸发器汽包供水，经加热管加热，将水汽化、沸腾，产出一定压力的蒸汽，供蒸汽使用区域供汽。汽包的水位由水位计和自动给水报警装置控制。
l&&&&&&&& 蒸汽压力靠安全阀控制，当蒸汽压力超出设计压力（开启压力）时，安全阀将自动打开进行泄压，确保安全。控制是自动控制和人工控制相结合的形式，要远程控制和近距离观察相结。
8.3 换热设备的主要特点
l&&&&&&&& 换热设备的主要特点：
l&&&&&&&& (1)传热系数高。废气和水及水蒸气的换热均在热管的外表面进行，而且废气热管外侧为翅片，这样换热面积增大，传热得到强化，因而使换热系数得到了很大的提高；(2)防积灰、堵灰、抗腐蚀能力强。通过调节热管冷热段受热表面的比例，可以调节管壁温度，使之高于烟气露点温度或最大腐蚀区；
l&&&&&&&& (3)冷热流体完全隔开，有效防止水汽系统的泄漏。在运行时，由于废气的大量冲刷，即使管子受到一定的损坏，也不会造成冷侧的气水泄漏到热侧，确保了系统的安全运行，这也是该设备有别于一般烟道中设备的最大特点；
(4) 阻力损失小，可以适用于老机组的改造。一般情下，增加了余热回收设备，热废气的阻力增加在500Pa左右；
(5) 设备为多个小设备组成，安装及检修方便；
(6) 加热管制作采用镍基钎焊翅片管技术，一种新型翅片管焊接工艺，由绕片—喷粉—高温烧结等十余道工序组成。其利用镍粉的熔化将翅片与基管焊接在一起，形成冶金连接。管片焊着率100%，接触热阻接近零。在翅片管表面烧结一层0.05mm左右致密、光滑的合金保护层，使普通碳钢材料具有不锈钢性能，其表面硬度高，能在高温、高流速和腐蚀性介质的冲刷下工作，耐低温酸露点腐蚀，较同类产品寿命可提高3～5倍，表面光滑可减缓积灰。采用该技术的热管换热设备，其使用寿命较普通翅片热管提高了2～3倍。
8.4 节能与经济效益
l&&&&&&&& 节能效益：对年产200万吨的焦化厂，通过能耗计算，本工程完工后，热管蒸发器装置（四套）运行只消耗电能,合计720kW/h，折算标准煤为775.15t/年标准煤，烟道废气余热回收蒸汽能源为16543.88t/年标准煤，扣除能耗，年节能15768.43t/年标准煤。
l&&&&&&&& 经济效益：烟道废气余热回收蒸汽175200t，消耗电能6307200 kWh，消耗软水183960t，年利润万元，焦炉烟道气余热利用，不仅可以获得良好的环境效益、节能效益和一定的经济效益，而且增强企业的竞争力，使其走上可持续自我发展的良性循环之路。
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