夏雷雷

（新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鐵廠）

1 前言

近幾年，隨著環(huán)保工作的深入推進(jìn)，焦?fàn)t煤氣下游用戶的外排標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，八鋼公司為保證下游用戶（如軋鋼）外排達(dá)標(biāo)，對(duì)焦化濕法脫硫工藝進(jìn)行了優(yōu)化，濕法脫硫效率提高至85%，并投建了深度脫硫工程，焦?fàn)t煤氣采用濕法脫硫+干法脫硫工藝，八鋼6m焦?fàn)t外送焦?fàn)t煤氣含硫達(dá)到控制要求。通過試驗(yàn)焦?fàn)t試驗(yàn)及硫平衡理論預(yù)測(cè)，探索使用高硫煤煉焦，最終達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)時(shí)焦炭質(zhì)量與煤氣含硫均達(dá)到控制要求，進(jìn)而降低焦炭成本。

2 60kg焦?fàn)t高硫煤煉焦試驗(yàn)

在60kg試驗(yàn)焦?fàn)t開展配加高硫煤煉焦試驗(yàn)，通過硫平衡理論預(yù)測(cè)焦?fàn)t煤氣含硫，在實(shí)驗(yàn)室條件下，探索焦炭質(zhì)量與焦?fàn)t煤氣同時(shí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，為開展工業(yè)焦?fàn)t生產(chǎn)試驗(yàn)提供技術(shù)參考。

試驗(yàn)用高硫煤質(zhì)性能見表1，高硫煤煉焦質(zhì)量指標(biāo)見表2，試驗(yàn)焦?fàn)t配加高硫煤的煤氣含硫情況見表3。

表1 高硫煤煤質(zhì)性能

表2 高硫煤煉焦質(zhì)量指標(biāo) %

（1）通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，高硫煤屬于中等粘結(jié)性、結(jié)焦性較好的主焦煤。

（2）高硫煤比例從5%逐漸提高至30%后，焦炭強(qiáng)度相對(duì)比較穩(wěn)定，焦炭含硫明顯升高。按照2500m3高爐用焦需求，焦炭含硫需控制在1.30%以內(nèi).考慮工業(yè)生產(chǎn)存在一定波動(dòng)，因此，高硫煤配加至30%。理論計(jì)算可知，塔前硫、深脫后含硫均明顯升高，且當(dāng)配加5%高硫煤后，預(yù)測(cè)深脫后含硫已達(dá)到199mg/m3。濕法脫硫率按65%計(jì)算，即常規(guī)配比后脫硫最高排放狀況計(jì)算。

表3 試驗(yàn)焦?fàn)t試驗(yàn)數(shù)據(jù)與煤氣含硫預(yù)測(cè)

3 6m焦?fàn)t煤氣脫硫工藝

隨著八鋼深度脫硫工程的投產(chǎn)運(yùn)行，在穩(wěn)定焦炭質(zhì)量前提下，焦?fàn)t煤氣含硫已達(dá)到控制要求。6m焦?fàn)t焦炭質(zhì)量及含硫指標(biāo)見表4。

表4 焦炭質(zhì)量與焦?fàn)t煤氣含硫數(shù)據(jù)

雖然焦炭質(zhì)量與焦?fàn)t煤氣現(xiàn)階段均已達(dá)到控制要求，但在鋼鐵業(yè)整體低迷的大環(huán)境下，需進(jìn)一步降低焦炭成本。

3.1 焦?fàn)t煤氣脫硫工藝簡介

（1）濕法脫硫工藝。6m焦?fàn)t配套采用濕法脫硫工藝。自鼓風(fēng)機(jī)出來的焦?fàn)t煤氣先后進(jìn)入預(yù)冷塔、兩臺(tái)并聯(lián)操作的脫硫再生塔脫硫段的下部，自下而上與頂部噴灑的脫硫液逆流接觸，進(jìn)行液相催化氧化的化學(xué)吸收過程，將煤氣中的大部分H2S吸收在脫硫液中。由溶液循環(huán)泵打至脫硫段頂部，通過自吸式噴射再生器與空氣接觸，進(jìn)行氧化再生，再生的溶液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器自流到脫硫段頂部與煤氣逆流接觸，循環(huán)使用。

（2）深度脫硫工藝。為進(jìn)一步控制焦?fàn)t煤氣硫排放，6m焦?fàn)t新建深度脫硫。投產(chǎn)后的深度脫硫單元處理焦?fàn)t煤氣量為120000Nm3/h，包括8臺(tái)筐式脫硫塔并聯(lián)操作。與濕法脫硫串聯(lián)。濕法脫硫+干法脫硫串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣二級(jí)脫硫后硫化氫含量小于50mg/Nm3。煤氣中焦油首先被脫硫塔內(nèi)焦炭吸附，煤氣中H2S再與塔內(nèi)的脫硫劑中氧化鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成單質(zhì)硫、水、硫化亞鐵、二硫化鐵或多硫化鐵。

3.2 濕法脫硫的改進(jìn)及優(yōu)化

一直以來，濕法脫硫效率僅約為65%，嚴(yán)重偏低。為提高脫硫效率，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況及操作進(jìn)行了梳理分析：（1）預(yù)冷后煤氣溫度。預(yù)冷后煤氣溫度24～32℃，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際達(dá)37℃。對(duì)脫硫預(yù)冷塔換熱器更換，并對(duì)初冷器管束內(nèi)部水垢進(jìn)行高壓水沖洗。（2）副鹽含量。按照工藝控制要求，副鹽含量應(yīng)控制在250g/l內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際已達(dá)到400g/l。通過改進(jìn)將提鹽工序恢復(fù)正常生產(chǎn)。（3）煤氣含氨。按照工藝控制要求，煤氣含氨應(yīng)大于7g/l，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際在4.5g/l因此，使用罐車?yán)\(yùn)濃氨水進(jìn)行補(bǔ)氨作業(yè)，后期計(jì)劃增設(shè)補(bǔ)濃氨水管道。（4）設(shè)備腐蝕。檢查發(fā)現(xiàn)脫硫液循環(huán)槽與泡沫槽之間的隔板腐蝕、竄漏嚴(yán)重影響到脫硫效果。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)脫硫液循環(huán)槽與泡沫槽腐蝕泄露處臨時(shí)處理。

改進(jìn)措施實(shí)施后，濕法脫硫效率提高至85%。深度脫硫由于投產(chǎn)初期，運(yùn)行比較穩(wěn)定，脫硫效率達(dá)到預(yù)期要求。通過計(jì)算分析，目前八鋼6m焦?fàn)t煤氣脫硫率年可以滿足配比高硫煤的排放條件。

4 6m焦?fàn)t配加高硫煤的生產(chǎn)實(shí)踐

通過對(duì)濕法脫硫攻關(guān)，效率提高至85%后，按照高硫煤配加的試驗(yàn)方案開展工業(yè)煉焦生產(chǎn)，高硫煤配加比例由10%逐漸提高至30%，見表5。

在高硫煤配加期間，A高爐處于年修階段，其它高爐使用自產(chǎn)干焦比例在80%～85%。B高爐使用配加高硫煤焦炭的生產(chǎn)指標(biāo)見圖1及表6。

表5 工業(yè)焦?fàn)t生產(chǎn)數(shù)據(jù)與煤氣含硫數(shù)據(jù)

圖 B高爐使用配加高硫煤焦炭生產(chǎn)指標(biāo)

表6 B高爐生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)

（1）濕法脫硫效率提高后，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，高硫煤配加比例由10%逐漸提高至30%，焦炭質(zhì)量比較穩(wěn)定，而且，外送煤氣含硫均達(dá)到控制要求。由于工業(yè)生產(chǎn)存在一定波動(dòng)性，30%高硫煤配加后，焦炭含硫最高達(dá)到1.42%，對(duì)下道工序仍會(huì)造成一定影響。因此，最終6m焦?fàn)t高硫煤比例調(diào)整至28%。高硫煤理論上按照焦煤市場(chǎng)價(jià)格升高0.1%硫含量，價(jià)格可降低15元/t。本次工業(yè)生產(chǎn)使用高硫煤較前期升高達(dá)到0.5%，噸煤價(jià)格預(yù)計(jì)可降低75元/t，大大降低焦炭成本。

（2）深度脫硫投產(chǎn)至今運(yùn)行穩(wěn)定，指標(biāo)較好，后期生產(chǎn)過程中需對(duì)深度脫硫數(shù)據(jù)總結(jié)分析，不斷總結(jié)深度脫硫生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

（3）高硫煤配加后，B高爐爐況整體穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)波動(dòng)均在正在范圍內(nèi)。

5 結(jié)論

（1）高硫煤屬于中等粘結(jié)性、結(jié)焦性較好的主焦煤。硫平衡預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與化驗(yàn)數(shù)據(jù)仍存在一定偏差，仍需繼續(xù)完善。深度脫硫剛剛投產(chǎn)，運(yùn)行正常，后期需時(shí)刻關(guān)注深度脫硫效率。

（2）對(duì)濕法脫硫攻關(guān)，脫硫效率提高至85%，為配加高硫煤降低焦炭成本提供技術(shù)支撐。最終，在保證焦炭質(zhì)量前提下，最大可以配加至30%，但根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，最終高硫煤配加比例控制在28%。

（3）生產(chǎn)過程中需不斷統(tǒng)計(jì)分析深度脫硫生產(chǎn)數(shù)據(jù)，尋找脫硫劑使用周期與煤氣含硫關(guān)系，做好脫硫劑含硫飽和前預(yù)警工作。

（4）配加高硫煤工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，B高爐使用自產(chǎn)干焦比例在 80%～85%，B高爐利用系數(shù)1.91～1.98t/m3.d，煤比在 9～109 kg/t，K 值 4.08～4.21，壓差在133～141 kPa，B高爐爐況處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（5）6m焦?fàn)t配加高硫煤生產(chǎn)實(shí)踐降低了焦炭成本，焦?fàn)t煤氣達(dá)標(biāo)排放，滿足了高爐生產(chǎn)需求。