李　紅, 龍繼崇, 任志勇, 張　健

(1.安陽市煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院 , 河南 安陽　455000 ; 2.安陽縣安全監(jiān)督管理局 , 河南 安陽　455000 ; 3.安陽中油銷售有限責(zé)任公司 , 河南 安陽　455000)

焦?fàn)t煤氣脫硫廢液提鹽裝置建設(shè)及運(yùn)行初探

李紅1, 龍繼崇2, 任志勇2, 張健3

(1.安陽市煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院 , 河南 安陽455000 ; 2.安陽縣安全監(jiān)督管理局 , 河南 安陽455000 ; 3.安陽中油銷售有限責(zé)任公司 , 河南 安陽455000)

摘要：介紹了脫硫廢液提鹽技術(shù)及流程、設(shè)備配置,改造試行后,取得了較好效果,解決了脫硫廢液的處理問題。

關(guān)鍵詞：HPF法 ; 焦?fàn)t煤氣 ; 脫硫 ; 提鹽

HPF法焦?fàn)t煤氣脫硫過程中,由于副反應(yīng)的發(fā)生,會產(chǎn)生硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽和硫酸鹽等無機(jī)鹽,當(dāng)上述無機(jī)鹽在脫硫液中累積到一定濃度時(超過250 g/L),脫硫效率就會下降,其濃度與脫硫效率成反比。因此,需要定期外排脫硫液,補(bǔ)充新水來降低無機(jī)鹽類的濃度,從而保證脫硫效率。焦化廠原來對脫硫廢液的處理與國內(nèi)大多數(shù)廠家一樣,主要通過排入煤場摻入煉焦煤中煉焦進(jìn)行簡單處理。該處理方式,不僅有一定的散發(fā)污染,而且會對配煤系統(tǒng)的設(shè)備造成腐蝕。而脫硫廢液中的硫氰酸鹽等是很重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化學(xué)合成、農(nóng)藥、印染、油田、貴金屬浮選、抽絲、化學(xué)分析、電鍍等,市場需求巨大。通過調(diào)研考察,決定在某焦化有限公司建設(shè)一套脫硫廢液提鹽裝置,以解決脫硫廢液的處理問題。

1工藝流程及設(shè)備性能

1.1　工藝流程簡介

通過對脫硫廢液進(jìn)行脫色等預(yù)處理,然后將脫色液真空蒸發(fā)濃縮,再經(jīng)過冷卻、梯度結(jié)晶、離心分離等過程先后分別提取硫代硫酸銨混鹽、硫氰酸銨等產(chǎn)品。年處理廢液7 000 t,產(chǎn)出硫氰酸銨500 t、硫代硫酸銨混鹽500 t,回收氨水6 000 t。

具體流程(如圖1所示)：由脫硫工段送來的脫除硫黃泡沫的清液(脫硫廢液原料)進(jìn)入脫色釜并同時加入活性炭,在真空、攪拌狀態(tài)下加熱脫除脫硫廢液中的有色雜質(zhì)。加熱過程中產(chǎn)生的含氨蒸汽通過冷凝器冷凝后送回脫硫系統(tǒng)。脫色釜內(nèi)留下的液體和活性炭由壓濾機(jī)進(jìn)行分離,液體入清液儲罐,活性炭循環(huán)使用并在累積到一定量后送煤廠與原煤混合煉焦。過濾后的清液經(jīng)泵抽入真空濃縮釜。經(jīng)攪拌加熱,大量水分蒸發(fā)出去。真空蒸發(fā)出的水汽經(jīng)冷凝器冷凝后送回脫硫系統(tǒng)。真空濃縮釜內(nèi)殘留液體先用離心機(jī)進(jìn)行分離,然后再用壓濾機(jī)進(jìn)行分離,產(chǎn)品主要為硫代硫酸銨和硫酸銨的混鹽。壓濾機(jī)出來的清液送入結(jié)晶釜,用20 ℃以下的水進(jìn)行冷卻,通過緩慢降溫,硫氰酸銨晶體逐步析出,用離心機(jī)進(jìn)行離心分離。離心分離時采用硫氰酸銨飽和溶液對晶體進(jìn)行洗滌,最后用少量清水洗滌。離心液導(dǎo)入離心液儲罐循環(huán)使用,即獲得產(chǎn)品純度96%以上的硫氰酸銨。

圖1　脫硫工藝流程圖

1.2　主要設(shè)備配置

某焦?fàn)t煤氣脫硫廢液提鹽裝置主要設(shè)備配置見表1。

表1　主要設(shè)備配置表

2試運(yùn)行情況

2.1　提鹽效果及硫氰酸銨質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)

某焦化廠焦?fàn)t煤氣發(fā)生量為28 000 Nm3/h,脫硫工藝為HPF濕式氧化。原脫硫廢液處理方式為：定期抽取少部分用于煤場配煤,使脫硫循環(huán)液中硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽和硫酸鹽等無機(jī)鹽濃度降到300 g/L以下,煤氣中H2S由原來的5 g/Nm3降為0.3 g/Nm3,但脫硫效率波動較大。

本脫硫廢液提鹽裝置投產(chǎn)后,對脫硫后煤氣中H2S含量和副產(chǎn)品硫氰酸銨純度及系統(tǒng)中主要操作指標(biāo)等進(jìn)行了多次現(xiàn)場抽樣檢測,脫硫循環(huán)液中硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽和硫酸鹽等無機(jī)鹽濃度降到了200 g/L以下,煤氣中H2S由原來的0.3 g/Nm3降為0.15 g/Nm3,并且脫硫效率穩(wěn)定,硫氰酸銨純度為97.1%以上,提鹽效率及附產(chǎn)品質(zhì)量均較好。

2.2　裝置運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠,系統(tǒng)外排少,裝置環(huán)保化

該裝置自投入運(yùn)轉(zhuǎn)以來,整個裝置運(yùn)轉(zhuǎn)基本平穩(wěn),而且運(yùn)轉(zhuǎn)成本較低,作業(yè)環(huán)境良好,降低了工人勞動強(qiáng)度。系統(tǒng)內(nèi)無廢液、廢渣外排,工藝尾氣送入負(fù)壓煤氣管道,無二次污染。

3存在問題及改進(jìn)

該裝置自投入運(yùn)轉(zhuǎn)以來,基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,但還存在一些問題,焦化廠已經(jīng)做出了改進(jìn)：

3.1　脫色、濃縮過程中的尾氣污染問題

原設(shè)計(jì)中脫色、濃縮過程中的尾氣直接排入大氣,因尾氣中含有氨氣,不僅污染環(huán)境,而且散發(fā)刺鼻氣味,嚴(yán)重影響職工身心健康。通過調(diào)研,決定把所有尾氣全部引入負(fù)壓煤氣管道,效果很好,不但解決了尾氣的污染問題,還增加了煤氣中的氨含量,提高了煤氣中的氨硫比,有利于提高脫硫效率。

3.2　脫硫液平衡問題

原設(shè)計(jì)中回收的氨水重新進(jìn)入脫硫系統(tǒng),由于脫硫系統(tǒng)每天要補(bǔ)充蒸氨工藝來的濃氨水15～20 t,造成脫硫液增多,無法平衡,通過化驗(yàn)分析,把回收的氨水進(jìn)蒸氨系統(tǒng),然后去生化再處理,解決了脫硫液的平衡問題。

3.3　水環(huán)式真空泵運(yùn)行不穩(wěn)定、結(jié)垢等問題

原設(shè)計(jì)真空脫色采用的是水環(huán)式真空泵,存在運(yùn)行不穩(wěn)定、結(jié)垢等問題,一度不能正常生產(chǎn),當(dāng)我們把尾氣引入負(fù)壓煤氣管道后,發(fā)現(xiàn)負(fù)壓煤氣管道中的負(fù)壓即能滿足脫色要求,因此脫色不再使用真空泵,降低了運(yùn)行和維修費(fèi)用。

3.4　硫代硫酸銨混鹽無法銷售問題

原設(shè)計(jì)中只生產(chǎn)硫代硫酸銨混鹽和硫氰酸銨兩種產(chǎn)品,而硫代硫酸銨混鹽中由于硫代硫酸銨的含量較低,沒有利用價值,造成銷售困難,形成新的固廢,不得不摻入配煤中回爐進(jìn)行處理。通過調(diào)研我們正在進(jìn)行工藝改進(jìn),通過氧化法在提鹽生產(chǎn)過程中把硫代硫酸銨直接轉(zhuǎn)化成有價值的硫酸銨和硫磺。

4結(jié)論

該項(xiàng)目建成運(yùn)行后,使煤氣凈化的脫硫過程實(shí)現(xiàn)“廢液零排放” ,也沒有了因向煤場排“廢液”而產(chǎn)生的污染；同時,減少了“廢液”配煤對輸送設(shè)備的腐蝕,煉焦入爐煤水分降低0.714%,煉焦工序能耗也得到了降低。

本裝置年處理脫硫廢液7 000 t,產(chǎn)出硫氰酸銨500多t、硫代硫酸銨500多t,回收氨水約6 000 t,達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤495 t,銷售額300萬元,利稅額度約50萬元。經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。

作者簡介：李紅(1974-),女,從事危險(xiǎn)化學(xué)品安全評價工作,E-mail：duocaihui@163.com。

收稿日期：2015-03-21

中圖分類號：TQ546.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1003-3467(2015)07-0036-02