何秀風(fēng)

(山西國控環(huán)球工程有限公司，山西 太原　030024)

隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)的執(zhí)行，尾氣中的SO2排放量作為一個硬性指標(biāo)成為各焦化廠爭相達(dá)到的狀態(tài)，而為了確保SO2的達(dá)標(biāo)排放，作為熱源的回爐煤氣中的H2S含量也需嚴(yán)格控制。目前，各焦化廠經(jīng)過前期化產(chǎn)階段的脫硫后，H2S含量大多在200 mg/Nm3以上，甚至有些單位因?yàn)榻範(fàn)t擴(kuò)產(chǎn)或煤種變化，回爐煤氣中的H2S含量達(dá)到1000 mg/Nm3左右[1]，對于這種情況，新上一套脫硫裝置勢在必行，而這種情況下的脫硫工藝大多采用PDS濕法脫硫工藝。

1　幾種PDS精脫硫工藝形式

PDS精脫硫工藝是指以PDS為催化劑的脫硫工藝，由東北師范大學(xué)開發(fā)[2]，其中P是phthalocyanine(酞氰)的字頭，D為dinucleus(雙核)的字頭，S為sulfonation(磺化)的字頭，“PDS”的綜合意思就是“雙核磺化酞氰化合物”，這里指的是雙核磺化酞氰鈷[3]。根據(jù)所選脫硫再生設(shè)備的不同，PDS精脫硫工藝又分為幾種形式。

1.1　高塔再生工藝

高塔再生工藝是從國外引進(jìn)的技術(shù)，沿用至今，現(xiàn)在很多企業(yè)還在使用，其工藝流程如圖1所示。

脫硫富液依靠再生泵送入再生塔的底部，與空壓機(jī)送來的空氣并流向上，進(jìn)行氧化再生，再生后的脫硫貧液依靠位差直接流入脫硫塔中，與煤氣接觸進(jìn)行反應(yīng)。

圖1　高塔再生工藝流程方框圖

高塔脫硫的優(yōu)點(diǎn)是：再生穩(wěn)定。

高塔脫硫的缺點(diǎn)是：①再生設(shè)備大，初期投資費(fèi)用高；②再生設(shè)備體積大，母液制備量大；③再生空氣由空壓站供給，非單獨(dú)工藝用氣，容易因其他用戶用氣而造成空氣量的大幅度波動而影響再生效果；④母液在再生塔中的停留時間長，增大了副鹽生成的可能性；⑤再生部位在高空，不便于觀察和操作，且地基要求強(qiáng)度高等。

1.2　低槽再生工藝

低槽再生工藝是我國自主研發(fā)的技術(shù)，最早在上世界80年代，起源于小氮肥行業(yè)，之后引入到焦化行業(yè)，其工藝流程如圖2所示。

圖2　低槽再生工藝流程方框圖

低槽再生時脫硫富液依靠再生泵送入再生槽上設(shè)置的自吸式噴射再生器中，與吸入的再生空氣反應(yīng)完成再生，再生后的脫硫貧液依靠脫硫泵送入脫硫塔中。雖然再生槽高度低，但由于再生泵還需提供自吸式噴射器自吸空氣的能量，所以，與高塔再生相比，并不太節(jié)能。

低槽再生工藝的優(yōu)點(diǎn)是：再生設(shè)備小，初期投資費(fèi)用低。

低槽再生工藝的缺點(diǎn)是：①再生空氣靠噴射器主動吸入，空氣量不可調(diào)節(jié)，母液采用低壓力時，自吸空氣量不足，再生效果不好；②噴射器母液壓力高于0.4MPa時，能耗高等。

1.3　一體塔工藝

一體塔工藝最早起源于上海范文松的專利[4]，后來鞍鋼設(shè)計院[5]較多采用，其實(shí)質(zhì)就是對低槽再生和脫硫設(shè)備立體集成，將再生槽設(shè)置于脫硫塔之上，工藝流程圖如圖3所示。

圖3　一體塔工藝流程方框圖

脫硫富液依靠再生泵送入一體塔上設(shè)置的自吸式噴射再生器中，與低槽再生工藝相同，與自吸進(jìn)入的空氣反應(yīng)，完成再生，再生后的脫硫貧液靠位差自流進(jìn)入塔下部的脫硫段中，與煤氣接觸進(jìn)行脫硫反應(yīng)。一體塔工藝中雖然只有再生泵，但泵的揚(yáng)程集合了低槽再生工藝中脫硫泵和再生泵的揚(yáng)程，能耗并沒有減少。

一體塔工藝的優(yōu)點(diǎn)是：①工藝流程簡化，設(shè)備數(shù)量少；②裝置占地面積小等。

一體塔工藝的缺點(diǎn)是：①再生的實(shí)質(zhì)還是自吸噴射再生，

保留了自吸噴射器的缺點(diǎn)；②再生部位它高空，不便于觀察和操作，且地基處理強(qiáng)度要求高等。

1.4　綜合塔工藝

綜合塔工藝是山西源輝節(jié)能科技有限公司自主開發(fā)的一種技術(shù)，它的主要設(shè)備有兩項(xiàng)，均為國家發(fā)明專利產(chǎn)品，其工藝流程如圖4所示。

圖4　綜合塔工藝流程方框圖

綜合塔與一體塔的不同是，脫硫部分在上，再生部分在下，脫硫貧液依靠脫硫泵送入綜合塔脫硫部分，與煤氣接觸進(jìn)行脫硫反應(yīng)，吸收了H2S的脫硫富液，自流進(jìn)入塔下的再生部分，在低壓雙射流再生器中與主動供入的再生空氣混合再生，再生后的脫硫貧液進(jìn)入貧液槽中，從而完成了溶液的閉路循環(huán)。

綜合塔工藝的優(yōu)點(diǎn)：①設(shè)備占地面積?。虎谠偕諝庵鲃庸┙o，空氣量可調(diào)；③低壓雙射流再生器母液壓力需要0.04～0.06MPa，再生空氣壓力0.02～0.03MPa，能耗小。

綜合塔工藝的缺點(diǎn)：①再生空氣主動供入，可以主動調(diào)節(jié)，同時也增加了操作量；②目前工業(yè)化應(yīng)用不太多，有待實(shí)踐檢驗(yàn)。

2　結(jié)論

對于各焦化廠需要補(bǔ)充的精脫硫系統(tǒng)，往往場地有限，一體塔和綜合塔工藝較優(yōu)，另外，如將溶液槽與脫硫再生設(shè)備立體化集成后，還可進(jìn)一步減少裝置占地；考慮再生效果的穩(wěn)定性，高塔再生工藝較優(yōu)，綜合塔工藝屬于近年來新興起的工藝，有待實(shí)踐檢驗(yàn)；對于新開發(fā)的工藝應(yīng)對人性化、智能化、大型化等方面予以考慮。

[1]高翔.焦?fàn)t煤氣一塔式脫硫技術(shù)研究及應(yīng)用[J].潔凈煤技術(shù),2017(3):128-132.

[2]黃志學(xué).化工生產(chǎn)流程圖解[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1990.

[3]張紅兵.PDS脫硫技術(shù)在焦化行業(yè)的應(yīng)用[J].山西化工,2006(6):51-52.

[4]范文松.一種脫硫再生裝置:CN,2675678[P].2005-02-02.

[5]鞍山鋼鐵集團(tuán)公司.采用液相催化氧化法進(jìn)行氣體脫硫的工藝方法和裝置:CN,1088391C[P].2002-07-31.