HPF法焦炉煤气脱硫废液的处理方法
时间:2021-01-19 来源:http://www.zhxyj.com/
1.脱硫废液直接回兑到炼焦煤
将脱硫废液用槽车等送到煤场(多用于干旱少雨地区),干熄焦大砌块洒入煤场等待配煤的煤中或用泵送至煤塔最后一段皮带上喷淋。目前,采用HPF法脱硫工艺的焦化厂大多采用该方法处理脱硫废液。其优点是工艺简单,配煤的水分仅增加0.4%~0.6%,其盐类在炉内热裂解产生的硫化氢绝大部分又进入煤气,因此焦炭硫含量增加极少(一般为0.03%~0.05% ),焦炭强度和耐磨性无明显变化,投资极少。其缺点是脱硫废液直接洒到煤场或送入到煤塔,工人的操作环境很差,并且对其接触到的设备或周边环境产生污染和腐蚀。
目前,还有一种方法是将脱硫装置产生的脱硫废液蒸发浓缩,浓缩后的废液直接回兑到炼焦煤中,干熄焦大砌块产生的浓缩汽去负压煤气管道。浓缩过程不仅将脱硫废液中的氨蒸出,并且减少了废液中的水分,从而减少了脱硫废液回兑炼焦煤后煤水分的增加,也降低了对周围环境的影响。
2.脱硫废液提盐
脱硫废液先在脱硫废液槽贮存,再用泵送至脱色槽,同时向脱色槽中加入适量活性炭(人工),经过搅拌及蒸汽加热升温、保温及降温过程,对废液进行脱色处理。脱色完成后,将脱色槽中的废液引入离心机离心分离。废液中的活性炭以固体形式排出,液相部分则进入脱色废液中间槽,再经过滤后进入脱色废液槽中贮存,以供后续系统处理。
将脱色废液用泵送至浓缩结晶器,开通真空系统及搅拌,干熄焦大砌块利用蒸汽对浓缩结晶器加热。浓缩结晶器顶部抽出的水蒸汽、挥发氨等气相介质,经冷凝冷却形成液体后送至脱硫装置循环使用。浓缩结晶达到一定条件时,将浓缩器中的液体引入离心机进行离心分离。废液中的多种铵盐以混合盐的形式从离心机以固相分离,液相则返回脱硫废液槽。若要提取精盐,即将硫代硫酸盐和硫氰酸盐分别提取出来,还需经过二次或二次蒸发浓缩、冷却结晶、水洗过滤等,从而提取高浓度的单品盐类。由于单独的硫代硫酸盐产品没有价值,可再将提取的硫代硫酸盐进一步氧化为硫酸铵,增加产品价值。其优点是工艺方案相对成熟,从根本上解决了HPF脱硫废液中两种副盐的积累,保证了脱硫效率,处理后的废液所产生的副盐及废水不外排,不会产生二次污染,设备投资较少,又可回收一定量的高附加值的硫代硫酸铵和硫氰酸铵产品。其缺点是由于受焦炉配煤含硫波动的影响,HPF法脱硫废液组成的波动较大,导致提盐装置操作难度较大,产品纯度不够高,硫氰酸铵的回收率不高。特别是由于溶解度差异较小,易形成大量的混合盐,导致处理过程的经济效益较低。同时,由于市场对硫氰酸盐的需求约为4万t/a, 而很多焦化厂纷纷建设了废液提盐装置,硫氰酸盐的市场将逐渐饱和,势必导致硫氰酸盐价格的下跌,投资回收期延长,甚至赔本。
3.脱硫废液制酸
中冶焦耐研制开发的脱硫废液制酸工艺由原料预处理、废液焚烧、余热回收、烟气净化、催化转化和冷凝成酸等6道工序组成,其工艺流程如下。脱硫废液首先经原液加热器用蒸汽加热,然后进入浓缩塔。浓缩后的脱硫废液和离心分离出的硫膏用泵送至燃烧炉燃烧。从燃烧炉出来的含有SO2的高温过程气进入废热锅炉,以回收高温过程气的余热,产生的蒸汽并网使用。从废热锅炉出来的过程气依次经过增湿降温、气体冷却及净化除雾后,进入工艺气预热器,与来自酸汽冷凝器的热空气换热,再经加压后进入工艺气加热器加热,然后进入SCR氮氧化物分解器,将焚烧过程产生的氮氧化物还原分解为氮气和水。离开SCR反应器的工艺气进入SO2转化器,采用湿式接触催化转化工艺,在高活性湿法转化催化剂的作用下,将工艺气中的SO2转化为SO3 。从转化器下层出来的含SO3的工艺气进入工艺气冷却器,经与熔盐换热后,部分SO3水合生成气态硫酸,然后进入酸汽冷凝器。在酸汽冷凝器中,用冷空气对其进行间接冷却,其中的SO3在冷凝器内的玻璃管中全部水合并冷凝生成硫酸,经冷却后一部分用作循环冷却酸,其余的作为产品送入产品硫酸贮槽。用冷却空气通过鼓风机送入冷凝器的壳程,以控制从冷凝器顶部排出尾气的出口温度,然后经烟囱直接排人大气。
其优点是可以将脱硫装置生成的硫泡沫与浓缩后的脱硫废液一起送入焚烧炉焚烧制酸,从根本上解决了HPF脱硫液中硫代硫酸铵和硫氰酸铵的积累,保证了脱硫装置的脱硫效率,并解决了低纯度硫磺无销路或销路不好的问题。制得的97%~98%浓硫酸可用于生产硫铵,解决了硫铵装置(与脱硫装置生产规模相同)生产所需硫酸的一半多用量,减少了硫酸的外购量,且无二次污染。其缺点是虽然各单项技术成熟,但该工艺仍是新工艺,未在工业生产中得到实际运用,并且投资相对较大,不适用于脱硫装置规模较小(< 200万t/a焦炭)的焦化厂。