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AS法煤气脱硫与真空碳酸钾法脱硫的比较

2017-01-09 16:38:50

  1 背景与技术剖析

  1.1 背景

  (1) AS法脱硫脱氰工艺是20世纪80年代由德国引进的先进脱硫技术,被我国各大焦化厂普遍采用,推动了我国煤气脱硫技术的进步。但由于投资较大,这项技术未能在更大范围内推广。

  (2) 与其他相关的脱硫技术比较,该工艺最大的特点是酸性气体在克劳斯炉中,经高温、催化、氧化生成高纯度硫磺(纯度>99.0%)。同时,脱硫过程产生的副盐可被裂解成H2、 N2、S,消除了脱硫液中副盐的积累。

  (3) AS法脱硫脱氰工艺还存在两大突出的技术问题。一是脱硫效率低,一般厂家脱硫后煤气中的硫化氢含量在500mg/m3以上,不能满足节能减排的要求;二是煤气中的氨不能全部用作脱硫的碱源,而且氨分解后的尾气腐蚀严重,不能送回煤气管道中而被迫放散至大气,污染环境。

  1.2 技术剖析

  焦炉的荒煤气经气液分离后进入初冷器,在此将煤气冷却到22~23℃,再经电捕焦油器进入脱硫塔,脱硫后的煤气依次送入洗氨塔和洗苯塔,最后,煤气由鼓风机压送至煤气用户。

  脱硫塔中喷洒的脱硫液是由洗氨塔底的富氨液、脱酸塔底的脱酸贫液和剩余氨水混合而成,脱硫富液在脱酸塔中脱出的酸性气体送入克劳斯炉中生产高纯度硫磺。脱酸贫液的大部分送入蒸氨塔,蒸出的氨汽送入克劳斯炉中进行氨分解。即称谓双炉双塔流程。双炉的尾气返回到煤气管道中。

  (2) 由于采用洗氨技术回收氨,洗氨塔底富液中的挥发氨含量不能提高(1~2g/L)。当脱硫液中的氨分压大于煤气中的氨分压时,洗氨会发生负吸收效应,使洗氨塔后煤气中的氨含量高达100mg/m3,分离水中的氨、氮量增加,增加了生化处理装置的负荷。

  脱硫液主要为洗氨富液,因为脱硫液中的挥发氨含量不能提高(最高2~3 g/L),因此脱硫效率较低,脱硫塔后煤气中的硫化氢含量为500~600mg/m3。

  因设有氨分解用克劳斯炉,大部分氨被分解掉,损失了脱硫的碱源,也造成脱硫液中的挥发氨含量不能提高,直接影响脱硫效率。

  2 AS法脱硫工艺的技术改造

  针对AS法脱硫工艺存在的上述问题和利用半直接法回收氨的生产实践经验,应对AS脱硫工艺进行适当的技术改造,以形成新的、高效的工艺技术,满足环保和生产高质量硫产品的要求。改造项目的要点说明:

  (1) 将AS脱硫工艺中的洗氨工艺改为喷淋式饱和器回收氨,脱酸贫液(含挥发氨30~40g/L)全部回配到循环脱硫液中,可最大限度地提高脱硫液中的挥发氨(9~10 g/L),从而大幅度提高煤气的脱硫效率。

  (2) 蒸氨塔蒸出的氨汽兑入脱硫前的煤气管道中,以增加脱硫的氨源,提高脱硫液中挥发氨含量,煤气中的氨全部回收于喷淋式饱和器中。

  (3) 保留原工艺中脱酸塔和克劳斯炉脱硫液的处理装置,生产高纯度的硫磺。

  (4) 克劳斯炉的尾气送入初冷器前煤气管道,尾气中的酸性物质可在脱硫时脱除,以消除对煤气管道的腐蚀。

  经上述改造后,脱硫效率可由70%~80%提高到98%~99%,脱硫后净煤气中的硫化氢含量可达到20mg/m3以下。回收硫磺的纯度在99%以上,脱硫过程无废液产生和积累。可取消氨分解用的克劳斯炉,以减轻设备和催化剂的投资成本。煤气中氨的回收率可达98%~99%,喷淋式饱和器后煤气中的含氨量可达30mg/m3以下。

  3 改造后的AS脱硫工艺与碳酸钾法脱硫工艺的比较

  (1) 真空碳酸钾法脱硫脱氰的工艺流程

  (2) 通过对改造后的AS脱硫工艺与真空碳酸钾脱硫工艺流程的比较,不难看出,无论工艺流、设备结构,还是设备台件基本相同,投资结构也相近,改造后的AS工艺代替真空碳酸钾脱硫工艺,完全可取得异曲同工的效果。

  (3) 改造后AS法脱硫装置设在脱氨前,以煤气中氨为碱源,而真空碳酸钾脱硫工艺的脱硫装置必须设在脱苯塔后,需外购碱源碳酸钾或碳酸钠。

  (4) 改造后的AS脱硫工艺的脱氨装置配置合理(用半直接法回收氨),大大提高了脱硫过程的氨硫比(脱硫液中的挥发氨含量可达9~10g/L),脱硫效率可有突破性的提高,脱硫后煤气中的硫化氢含量可达10~20mg/m3,接近精脱硫的标准。

  (5) 改造后的AS法脱硫新工艺为我国自主创新脱硫工艺,完全可以顶替真空碳酸钾脱硫工艺。


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