目前国内煤焦化企业焦炉烟囱烟气脱硫除部分选用干法脱硫(如活性炭法、SDS法等)外,大部分都采用湿法脱硫(如氨——硫酸铵法、石灰石——石膏法和氧化镁法等)。本文仅就焦炉烟囱烟气氨法脱硫的工艺原理、存在主要问题及完善措施作如下简单介绍: 一、氨法脱硫工艺原理 用氨水作为SO2的吸收剂,氨水进入吸收系统,发生下列反应: 2NH4OH+SO2→(NH4)2 SO3+H2O (NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3 亚硫酸铵对SO2具有很强的吸收能力,氨法脱硫的实质是以循环的(NH4)2SO3→NH4HSO3水溶液吸收SO2的过程,随着溶液中NH4HSO3比例的增大,吸收能力下降,则需补充氨水使部分NH4HSO3转变(NH4)2SO3 即 NH4HSO3+NH3→(NH4)2SO3 为保证脱硫系统操作的正常运行,补加氨水的量应使循环脱硫液的PH值保持在6左右,在达到一定的工艺要求,且将脱硫循环液分流出一部分,若采用回收生产硫酸铵的工艺方法,可生产出副产品硫铵,也可采用其它回收工艺方法,生产出其它种类的副产品。 二、存在主要问题 1、焦炉烟囱烟气采用氨法脱硫,初心是利用焦化厂剩余氨水(或焦炉煤气洗氨的富氨水)蒸馏而得到浓度为20%左右的浓氨水作脱硫收收剂,脱除焦炉烟囱烟气中的SO2,且从脱硫塔系统分流出一部分脱硫循环液(依工艺确定的技术指标来定分流量)经缩压空气氧化等工艺处理,使之转化成硫酸铵母液送至化产车间硫铵工序硫铵饱和器母液掺混生产出硫铵副产品。该工艺方法适合焦化厂生产过程中氨、硫资源循环综合利用,是合理的,且脱硫效果好,在设定的工况条件下,能达到国家环保要求的SO2排放标准。但是多套同类型脱硫装置实际运行中,出现因焦化氨水中含有油类等杂质,清洁度不够,会引起脱硫塔系统易堵,阻力增大,影响脱硫循环液量。因此而改用合成氨生产的氨水(有些煤焦化企业焦炉煤气综合利用配套了合成氨装置,而有些煤焦化企业只好外购合成氨厂的氨水),停用焦化厂蒸氨装置自产的氨水,这样增大了脱硫运行成本。另外,出现分流出的部分脱硫循环液经已有配套工艺设施处理的硫酸铵母液送至化产车间硫铵工序硫铵饱和器母液掺混后,会引起生产出的硫铵颜色变差,影响硫铵产品质量。

2、若焦炉烟道气中SO2含量出现大的波动,偏大设计值时,需补充氨水量大幅度增加,脱硫装置氨逃逸可能远超过设计保证值(大都脱硫装置末设有氨逃逸检测装置),实际氨水消耗量大大超过氨、硫物料衡算值,不仅脱硫运行消耗氨水成本高,而且会引起二次污染。 3、较低排放口(相对焦炉烟囱高度)排放出大量《白烟》气体,可能会产生不同程度二次污染问题。不仅腐蚀焦化厂厂区内的构建筑物,而且国内有关人士认为湿法脱硫排放口(烟囱)排放出的大量《白烟》气体在冬季时是引起雾霾天气的主要成因。 三、完善措施 1、若焦化企业没有焦炉煤气综合利用生产合成氨的氨水供给烟气脱硫系统,应结合本企业现状,对剩余氨水蒸氨系统进行改进,完善措施可选择蒸氨前对原料氨水进行深度净化处理(如气浮、活性炭过滤除油去杂质等),以提高蒸馏出的浓氨水清洁度,将高质量的自产浓氨水供给烟气脱硫替代外购氨水,以降低烟气脱硫用氨水成本。 2、现有的烟气氨法脱硫装置须重点完善脱硫循环液中的硫铵副产品回收利用处理措施问题,这里有二个工艺路线可结合本企业实际情况选择,其一,增设将已氧化成硫铵溶液进行深度净化等处理后,再偿试送至化产车间硫铵工序饱和器的硫铵母液掺混,生产出硫铵产品;其二,增建将已氧化成的硫铵溶液,利用烟气的热量将硫铵溶液浓缩→蒸发结晶→旋流器旋流分离→离心机固液分离→得到水份含量在5%左右的硫铵产品→再送至化产车间硫铵工序进行干燥处理,得到符合硫铵产品标准含水量的成品包装外销。据悉正在投入运行中的焦炉烟囱烟气氨法脱硫装置完善措施已在河南等省的煤焦化企业应用。 3、烟气脱硫塔顶部排放口(烟囱)排放出大量《白烟》气体,可能会产生二次环境污染问题,应依国内各地区有关部门提出的要求,完善配套《脱白》处理设施,以消除排放口(烟囱)排放的大量白色烟气。该完善措施在河南等省的煤焦化企业的焦炉烟囱烟气氨法脱硫系统已有实施。据悉在大气温度不是很低的条件下,脱硫塔顶部排放口(烟囱)几乎看不到有白烟气体排出现象。 4、须完善烟气氨法脱硫运行过程中的氨逃逸等措施,增设氨逃逸在线检测装置和进脱硫塔前烟气含尘在线检测装置等工艺控制检测仪表,尽可能做到降低氨逃逸量,减轻氨的二次污染和减少氨水耗用量,降低烟气氨法脱硫成本。若新建烟气氨法脱硫装置应选用多功能脱硫塔。 5、焦炉烟囱烟气脱硫应做到前端工艺控制和末端污染治理紧密结合,如焦炉加热用燃料若采用焦炉煤气加热,其煤气中含H2S尽可能低,焦炉炉体日常检查与热修工作须加强,保持炉体炭化室等各部位的严密性,严格控制焦炉集气管煤气压力均匀稳定,使焦炉烟道气中含SO2量保持低于烟气脱硫设计值,这样既能降低烟气脱硫耗用氨水量,减少脱硫成本,又能不致于造成需大量补充氨的特殊操作,引起氨逃逸多,产生二次污染厂区环境。在条件允许的情况下,增设烟气除尘装置,将经净化处理后的烟气进入脱硫塔。 (供稿 洪叶发)

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