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，焦爐煤氣下游用戶的外排標準日趨嚴格，八鋼公司為保證下游用戶（如軋鋼）外排達標，對焦化濕法脫硫工藝進行了優(yōu)化，濕法脫硫效率提高至85%，并投建了深度脫硫工程，焦爐煤氣采用濕法脫硫+干法脫硫工藝，八鋼6m焦爐外送焦爐煤氣含硫達到控制要求。通過試驗焦爐試驗及硫平衡理論預測，探索使用高硫煤煉焦，最終達到工業(yè)生產(chǎn)時焦炭質(zhì)量與煤氣含硫均達到控制要求，進而降低焦炭成本。

2 60kg焦爐高硫煤煉焦試驗

在60kg試驗焦爐開展配加高硫煤煉焦試驗，通過硫平衡理論預測焦爐煤氣含硫，在實驗室條件下，探索焦炭質(zhì)量與焦爐煤氣同時達到標準要求，為開展工業(yè)焦爐生產(chǎn)試驗提供技術參考。

試驗用高硫煤質(zhì)性能見表1，高硫煤煉焦質(zhì)量指標見表2，試驗焦爐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 %

（1）通過試驗數(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，焦炭強度相對比較穩(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，因此，高硫煤配加至30%。理論計算可知，塔前硫、深脫后含硫均明顯升高，且當配加5%高硫煤后，預測深脫后含硫已達到199mg/m3。濕法脫硫率按65%計算，即常規(guī)配比后脫硫最高排放狀況計算。

表3 試驗焦爐試驗數(shù)據(jù)與煤氣含硫預測

3 6m焦爐煤氣脫硫工藝

隨著八鋼深度脫硫工程的投產(chǎn)運行，在穩(wěn)定焦炭質(zhì)量前提下，焦爐煤氣含硫已達到控制要求。6m焦爐焦炭質(zhì)量及含硫指標見表4。

表4 焦炭質(zhì)量與焦爐煤氣含硫數(shù)據(jù)

雖然焦炭質(zhì)量與焦爐煤氣現(xiàn)階段均已達到控制要求，但在鋼鐵業(yè)整體低迷的大環(huán)境下，需進一步降低焦炭成本。

3.1 焦爐煤氣脫硫工藝簡介

（1）濕法脫硫工藝。6m焦爐配套采用濕法脫硫工藝。自鼓風機出來的焦爐煤氣先后進入預冷塔、兩臺并聯(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，進行液相催化氧化的化學吸收過程，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。為進一步控制焦爐煤氣硫排放，6m焦爐新建深度脫硫。投產(chǎn)后的深度脫硫單元處理焦爐煤氣量為120000Nm3/h，包括8臺筐式脫硫塔并聯(lián)操作。與濕法脫硫串聯(lián)。濕法脫硫+干法脫硫串聯(lián)，實現(xiàn)焦爐煤氣二級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)生化學反應，生成單質(zhì)硫、水、硫化亞鐵、二硫化鐵或多硫化鐵。

3.2 濕法脫硫的改進及優(yōu)化

一直以來，濕法脫硫效率僅約為65%，嚴重偏低。為提高脫硫效率，對現(xiàn)場工況及操作進行了梳理分析：（1）預冷后煤氣溫度。預冷后煤氣溫度24～32℃，現(xiàn)場實際達37℃。對脫硫預冷塔換熱器更換，并對初冷器管束內(nèi)部水垢進行高壓水沖洗。（2）副鹽含量。按照工藝控制要求，副鹽含量應控制在250g/l內(nèi)，現(xiàn)場實際已達到400g/l。通過改進將提鹽工序恢復正常生產(chǎn)。（3）煤氣含氨。按照工藝控制要求，煤氣含氨應大于7g/l，現(xiàn)場實際在4.5g/l因此，使用罐車拉運濃氨水進行補氨作業(yè)，后期計劃增設補濃氨水管道。（4）設備腐蝕。檢查發(fā)現(xiàn)脫硫液循環(huán)槽與泡沫槽之間的隔板腐蝕、竄漏嚴重影響到脫硫效果。現(xiàn)場對脫硫液循環(huán)槽與泡沫槽腐蝕泄露處臨時處理。

改進措施實施后，濕法脫硫效率提高至85%。深度脫硫由于投產(chǎn)初期，運行比較穩(wěn)定，脫硫效率達到預期要求。通過計算分析，目前八鋼6m焦爐煤氣脫硫率年可以滿足配比高硫煤的排放條件。

4 6m焦爐配加高硫煤的生產(chǎn)實踐

通過對濕法脫硫攻關，效率提高至85%后，按照高硫煤配加的試驗方案開展工業(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)指標見圖1及表6。

表5 工業(yè)焦爐生產(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

表6 B高爐生產(chǎn)相關數(shù)據(jù)

（1）濕法脫硫效率提高后，工業(yè)生產(chǎn)時，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，外送煤氣含硫均達到控制要求。由于工業(yè)生產(chǎn)存在一定波動性，30%高硫煤配加后，焦炭含硫最高達到1.42%，對下道工序仍會造成一定影響。因此，最終6m焦爐高硫煤比例調(diào)整至28%。高硫煤理論上按照焦煤市場價格升高0.1%硫含量，價格可降低15元/t。本次工業(yè)生產(chǎn)使用高硫煤較前期升高達到0.5%，噸煤價格預計可降低75元/t，大大降低焦炭成本。

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

（3）高硫煤配加后，B高爐爐況整體穩(wěn)定，各項指標波動均在正在范圍內(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。硫平衡預測數(shù)據(jù)與化驗數(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)，運行正常，后期需時刻關注深度脫硫效率。

（2）對濕法脫硫攻關，脫硫效率提高至85%，為配加高硫煤降低焦炭成本提供技術支撐。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系，做好脫硫劑含硫飽和前預警工作。

（4）配加高硫煤工業(yè)生產(chǎn)實踐中，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焦爐配加高硫煤生產(chǎn)實踐降低了焦炭成本，焦爐煤氣達標排放，滿足了高爐生產(chǎn)需求。