對焦爐煤氣氨法脫硫工藝的思考

焦爐氣濕催化氧化脫硫按吸收劑分為鈉法（后脫硫工藝）和氨法（前脫硫工藝），氨法為半負壓和正壓脫硫工藝，山東鋼焦化廠采用半負壓脫硫裝置，設置在電焦油器、氣鼓風機前，半負壓脫硫工藝具有合理的氣溫梯度變化、節能降耗、清潔生產效果，由于吸收溫度合適，根據氨脫硫低溫原理，運行實踐得出結論，脫硫液中揮發性氨比正壓脫硫大大提高（正壓脫硫氨除外），有利于提高脫硫效率。目前，我國大多數焦化企業采用正壓脫硫工藝，其脫硫裝置位于氣體鼓風機和硫銨裝置前。焦爐煤氣濕催化氧化氨法（前）脫硫是以煤氣中自有的氨為堿源，在硫銨工藝、較終冷卻、洗脫苯工藝前去除硫化氫、氰化氫等腐蝕性有害物質，可大大減緩較終冷卻、洗脫苯等生產工藝設備的腐蝕，減少生產污水中的氰化物，降低生化污水處理成本，因此，在焦爐煤氣濕法脫硫中得到了廣泛的應用。

焦爐煤氣用作工業窯爐（如煉焦爐、陶瓷窯等）的加熱燃料。在燃燒過程中，硫化氫、有機硫（如二硫化碳、噻命、基硫、甲硫醇等）和氰化氫會產生二氧化硫、氮氧化物等有害污染物氣體，通過窯煙囪排放污染空氣環境。焦爐煙囪超低排放限值二氧化硫30mg/立方米(煙氣含氧量8%) ）；氮氧化物130mg/立方米(煙氣含氧量8%)），焦爐煙囪特殊排放限值二氧化硫30mg/立方米；氮氧化物150mg/立方米。

焦爐煤氣中的硫化物含量主要取決于爐煤中的全硫含量。在焦爐煉焦生產過程中，約20~30%的全硫含量轉移到焦爐荒煤氣中，90%以上的焦爐荒煤氣中的硫化物為硫化氫，焦爐荒煤氣中的硫化氫含量一般波動在4~11g/立方米，當煉焦配合爐煤全硫含量達到1.0%時，焦爐荒煤氣硫化氫含量約10g/立方米左右。焦爐煤氣中HCN含量取決于煉焦配合入爐煤中氮含量和煉焦炭化溫度，一般為1～2.5g/立方米。

經凈化脫硫的焦爐煤氣供應城市民用時的國家行業標準（GB/T規定硫化氫含量為20mg/立方米；焦爐煤氣供應工業爐窯(如焦爐等)加熱燃料沒有專門的國家標準或國家行業標準或地方標準。國家**、工業和信息化部公布的《焦化行業準入條件》規定，焦化煤氣脫硫后的硫化氫質量濃度（如焦爐等）≤250~300毫克/立方米，工業和信息化部于2020年6月11日公布實施的較新《焦化行業規范條件》提出，焦化生產企業主要產品質量必須符合國家、行業或地方標準，對焦爐煤氣脫硫后硫化氫含量末提出具體指標，廢除2014年3月3日公布的《焦化行業準入條件(2014年修訂)》。原國家環境保護總局（現生態環境部）頒布HJ/T126-2003清潔生產標準 煉焦行業規定，焦爐煤氣必須全部脫硫，焦爐煤氣硫化氫作為工業燃料(如焦爐加熱)的質量濃度應為≤200mg/立方米（一級）。中國煉焦行業協會于2020年8月20日發布，2020年8月21日實施的集團標準《焦化示范企業評價規范》規定，焦爐煤氣經脫硫脫氰工藝處理后，需要脫硫塔后煤氣中含硫化氫≤20mg/立方米，合格率≥98% ，目前，我國部分焦化企業以氨為堿源脫硫塔后，焦爐煤氣中硫化氫的質量濃度難以穩定滿足較新實施的《團體標準》規定的指標要求。因此，筆者將對焦爐煤氣氨脫硫工藝的點滴思考作如下介紹，與同事溝通。

目前國內部分焦化企業焦爐煤氣脫硫效率低，脫硫塔后煤氣中硫化氫一般為300~800mg/立方米。脫硫效率低的主要原因是焦爐氣體中氨硫比值小，揮發氨低，堿度低，脫硫氣體和脫硫液溫度高，不符合脫硫過程低溫要求，脫硫工藝設備設計能力小，實際處理焦爐氣體量小，脫硫循環液含鹽量高。

如何提高脫硫效率，達到中國煉焦行業協會頒布的集團標準≤20mg未達標的焦化企業可根據自身實際情況選擇以下技術改造措施/立方米指標值。

（1）國內大多數焦化企業焦爐煤氣氨脫硫預冷塔采用直接，應根據企業實際情況改為兩段橫管式煤氣預冷塔，上段(一段)采用循環水冷卻，下段(二段)采用制冷低溫水冷卻，大大提高脫硫液中揮發氨和堿度；

（2）焦化企業可考慮在現有配套焦爐氣體脫硫設施的基礎上，增加一塔式脫硫塔的二次脫硫裝置。根據實際情況，采用氨或鈉脫硫工藝，以達到集團標準；

（3）與150萬噸及以上焦炭生產規模相匹配的焦爐氣體脫硫設施可選用配套制酸裝置，解決脫硫液中鹽處理困難、低質量硫銷售困難的問題；

（4）根據焦化企業模約100萬噸的焦爐氣體脫硫裝置相匹配，可根據焦化企業的實際情況選擇新型復合鐵脫硫催化劑，大大提高脫硫效率，達到焦爐氣體脫硫塔后的集團標準≤20mg/立方米指標。

來源：煤焦化