林旭（大同煤礦集團(tuán)有限公司煤氣廠， 山西 大同 037001）

脫硫系統(tǒng)的工藝改造

林旭（大同煤礦集團(tuán)有限公司煤氣廠， 山西 大同 037001）

脫硫是煤氣生產(chǎn)中的必要工藝程序，其主要目的是減少荒煤氣中的硫化氫成分比例，否則在燃燒中會(huì)生成高濃度二氧化硫氣體，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人民群眾的生命健康都是巨大威脅。本文基于同煤煤氣廠凈化車間的脫硫系統(tǒng)改造展開(kāi)研究，闡明在干箱脫硫前加裝濕式脫硫系統(tǒng)的必要性以及工藝流程原理，以供同行業(yè)技術(shù)人員參考借鑒。

脫硫系統(tǒng)；濕式脫硫；工藝改造；創(chuàng)新點(diǎn)

1 立項(xiàng)原因或背景

同煤煤氣廠凈化車間不僅負(fù)責(zé)將炭化車間生產(chǎn)出的荒煤氣中的雜質(zhì)脫除掉，同時(shí)還擔(dān)負(fù)著將凈化后的煤氣輸送到千家萬(wàn)戶的任務(wù)，其中煤氣凈化是煤氣的安全生產(chǎn)、正常供氣的重要環(huán)節(jié)。

荒煤氣中硫化氫含量過(guò)高，如果不經(jīng)過(guò)凈化脫硫處理直接供給用戶使用，用戶在使用過(guò)程中就會(huì)發(fā)生硫化氫中毒，所以在煤氣出廠之前必須使其達(dá)到規(guī)定范圍之內(nèi)，日常生產(chǎn)運(yùn)行中，我車間使用干式脫硫箱進(jìn)行脫硫，可以使煤氣中硫化氫含量達(dá)到正常范圍。但是2013年下半年以來(lái)經(jīng)常接到煤氣用戶反應(yīng)，情況是使用我廠所產(chǎn)的煤氣有刺鼻味道。根據(jù)這種情況，我廠迅速組織人員進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)是出廠煤氣中的硫化氫含量已達(dá)臨界值，而且時(shí)有超過(guò)臨界值。通過(guò)對(duì)煤氣和煤質(zhì)的化驗(yàn)，得出結(jié)論：我廠制煤氣所用的煤硫含量過(guò)高。究其原因，我廠已經(jīng)在盡力尋找低硫煤煤源，但是近年來(lái)同煤集團(tuán)侏羅紀(jì)的煤含量越來(lái)越少，侏羅紀(jì)煤源中的低硫煤更是少之又少，所以受大環(huán)境影響，我廠煤源的現(xiàn)狀無(wú)法得到改變。通過(guò)化驗(yàn)結(jié)果分析對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)洗氨后的煤氣中硫化氫含量最高達(dá)4100mg/m3至5000mg/m3，尤其是遇到春節(jié)高峰用氣時(shí)。如此高的硫化氫含量是干式脫硫箱無(wú)法滿足脫硫要求，大量高硫化氫含量的煤氣對(duì)干箱的沖擊極大。每天干式脫硫箱超負(fù)荷運(yùn)行，經(jīng)常會(huì)使脫硫劑在短時(shí)間內(nèi)失效，不僅更換脫硫劑造成大量成本浪費(fèi)，而且還影響了脫硫生產(chǎn)的正常運(yùn)行。目前，同煤集團(tuán)低硫煤越來(lái)越少的現(xiàn)狀已無(wú)法改變，煤氣中硫化氫含量居高不下，并且已經(jīng)嚴(yán)重影響了后續(xù)工藝和居民用戶的健康。針對(duì)這種情況我廠決定組織科技人員對(duì)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行攻關(guān)改造，通過(guò)對(duì)同行業(yè)廠家參觀調(diào)研，到大專院校請(qǐng)教學(xué)習(xí)，決定對(duì)我廠脫硫工藝流程進(jìn)行改造——在干箱脫硫前加裝888試劑濕式脫硫系統(tǒng)。

2 研究或革新內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

通過(guò)技術(shù)人員在同行業(yè)單位的學(xué)習(xí)，再根據(jù)我廠實(shí)際情況分析，最后研究決定在干式脫硫箱前加裝濕式脫硫系統(tǒng)。利用現(xiàn)有閑置的濕脫裝置（為5萬(wàn)噸/年甲醇項(xiàng)目建設(shè)），經(jīng)過(guò)管道改造，對(duì)煤氣進(jìn)行濕脫處理。加裝的濕式脫硫系統(tǒng)主要裝置有：濕式脫硫塔1個(gè)、貧液槽1個(gè)、富液槽1個(gè)、再生槽1個(gè)、貧液泵1臺(tái)、富液泵1臺(tái)。煤氣凈化工藝流程圖請(qǐng)見(jiàn)附圖。

濕式脫硫系統(tǒng)的工藝流程如下：

（1）洗氨后的炭化煤氣進(jìn)入脫硫塔底部與從上而下的脫硫液逆流接觸脫除H2S，使出口硫化氫達(dá)到≯60mg/m3，煤氣送往干法脫硫單元。

（2）將純堿倒入制液槽，用蒸汽加熱后，完全溶解于軟水中，打入貧液槽；在貧液槽頂部的888活化槽中配好888溶液，然后緩慢加入貧液槽。

（3）經(jīng)貧液泵加壓進(jìn)入一級(jí)和新脫硫塔頂部，與從下而上的煤氣逆流接觸后分別進(jìn)入富液槽，經(jīng)富液泵加壓至0.4MPa左右進(jìn)入再生槽，在再生槽內(nèi)將富液再生為貧液，并浮選出硫泡沫，貧液由液位調(diào)節(jié)器進(jìn)入貧液槽，再經(jīng)貧液泵送往脫硫塔，溶液如此循環(huán)使用，硫泡沫溢流到硫泡沫槽，經(jīng)硫泡沫泵送往熔硫釜回收硫磺。

濕式脫硫系統(tǒng)的脫硫反應(yīng)原理：

脫H2S的化學(xué)吸收反應(yīng)催化氧化析硫反應(yīng)

氣體中含有CO2、HCN、O2產(chǎn)生如下副反應(yīng)：

3 應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

2014年1月3日濕脫系統(tǒng)開(kāi)始正式運(yùn)行至2014年3月31日，經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的春節(jié)高峰運(yùn)行，期間運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行時(shí)間與去年同期基本一致，改造前后工藝參數(shù)變化及濕脫脫硫效率對(duì)比：

2013年（干脫）2014年（干脫+濕脫）進(jìn)脫硫系統(tǒng)前化氫含量3500-4000mg/m34000-5000mg/m3干箱出口硫化氫含量10-200mg/m3小于20mg/m3

現(xiàn)在硫含量＞0.8%的原料煤也可以使用了，使原料煤的選擇更加寬泛，同時(shí)脫硫系統(tǒng)改造后大幅降低了干箱出口煤氣硫化氫含量，保證了脫硫系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行，滿足了居民的正常使用，沒(méi)有再接到居民投訴電話，達(dá)到了改造預(yù)期目標(biāo)。保證了集團(tuán)公司八萬(wàn)煤氣用戶的政治穩(wěn)定，帶來(lái)巨大社會(huì)效益。

4 推廣應(yīng)用的前景

通過(guò)這次濕脫系統(tǒng)的改造，解決了煤氣生產(chǎn)中硫化氫含量過(guò)于受煤質(zhì)影響的問(wèn)題，不僅大大增加了原料煤的選擇空間，而且還使硫化氫含量達(dá)到正常指標(biāo)。這種技術(shù)可以應(yīng)用于其他煤氣廠、焦化廠等，其他需要脫硫工藝的單位，可以減輕煤源選擇時(shí)的困難。建議：由于北方地區(qū)冬季寒冷，室外裝置溫度嚴(yán)重影響脫硫效率應(yīng)在貧液槽內(nèi)加裝蒸汽加熱盤管，并對(duì)裝置管道進(jìn)行保溫處理，以增加反應(yīng)溫度，提高脫硫效率。