李玉朝，王 磊，劉 健，張紅偉

（1. 河北省焦爐煤氣綜合利用技術(shù)創(chuàng)新中心，河北邯鄲056500；2. 磁縣鑫盛煤化工有限公司，河北邯鄲056500）

當(dāng)前，我國焦化行業(yè)普遍采用HPF[對苯二酚（Hydroquinone）、雙環(huán)酞氰酤六磺酸銨（PDS）、硫酸亞鐵（Ferrous sulfate）]作為催化劑的濕式氧化法去除焦爐煤氣中的H2S和HCN[1]。HPF工藝具有工藝流程簡單，去除H2S和HCN效率高，成本低等優(yōu)點[2]。雖然HPF工藝有諸多優(yōu)點，但是該工藝卻產(chǎn)生了脫硫廢液（desulfurization liquid waste，DLW）、硫泥（Sulphur mud，SM）和硫泡沫（Sulphur foam，SF）等危險廢棄物，對環(huán)境造成了二次污染[3-5]。此前，為處理DLW等廢棄物焦化行業(yè)一般采取送回配煤系統(tǒng)復(fù)燒和利用提鹽工藝制成銨鹽產(chǎn)品。然而，復(fù)燒過程可能導(dǎo)致DLW等泄漏及產(chǎn)生大量的有毒有害氣體；提鹽工藝成本高，且產(chǎn)品市場需求量較低，易造成產(chǎn)品積壓[6]。河北省焦爐煤氣綜合利用技術(shù)創(chuàng)新中心在充分借鑒和吸收國內(nèi)外的DLW等廢棄物處理工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新采用高效焚燒脫硫廢液及硫泡沫制酸新技術(shù)，既解決了HPF法末端二次污染問題，又實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保和固體廢棄物的資源化利用的目標。

1 鑫盛煤化工焦化及制酸總體概況

HPF工藝產(chǎn)生的DLW和SF是包含硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽、含硫煤粉顆粒和焦油類等有機物的混合物[7]。磁縣鑫盛煤化工有限公司（以下簡稱鑫盛煤化工）1 080 kt/a焦化項目脫硫系統(tǒng)采用氨為堿源的HPF法脫硫工藝，會產(chǎn)生脫硫廢液及硫泡沫等危廢物，生產(chǎn)過程中，脫硫廢液濃度控制不穩(wěn)定，焦爐煤氣脫硫效果較差，煤氣中硫化氫含量一直偏高，ρ(H2S)多在20 mg/m3左右，影響焦爐煤氣的質(zhì)量，造成二氧化硫排放負荷過大。為保證后續(xù)生產(chǎn)需要，該公司經(jīng)考察論證，在保證系統(tǒng)在檢修狀態(tài)下的硫化氫指標合格的條件下，確定對原有脫硫系統(tǒng)進行深度改造，將DLW和SF預(yù)處理后作為制酸原料，生產(chǎn)工業(yè)硫酸供下游工序使用。改造后，預(yù)計能夠削減二氧化硫排放959.2 t/a，既能減少大氣污染，降低后續(xù)工序的負荷，減少危廢的產(chǎn)生，還能節(jié)能降耗，回收利用硫資源，一舉多得，具有重要的經(jīng)濟和環(huán)保意義。

2 制酸裝置工藝流程

DLW和SF制酸工藝流程見圖1。

圖1 DLW和SF制酸工藝流程

將氨法煤氣脫硫產(chǎn)生的DLW及SF送入硫鹽凈化器和高效分離設(shè)備分離出w(H2O)≤30%的固態(tài)硫膏，清液經(jīng)三效蒸發(fā)濃縮，冷凝液一部分輸送至稀酸處理裝置，利用冷凝液中的氨；因稀酸處理用量有限，剩余的冷凝液輸送至焦化脫硫裝置。硫膏用螺旋機送入焚燒爐，分離后的清液蒸發(fā)濃縮至鹽（以硫酸銨計）質(zhì)量分數(shù)為50%～60%的濃漿液，用泵輸送至噴槍，直接噴入焚燒爐，與硫膏分區(qū)燃燒，與通入的熱空氣燃燒成ρ(SO2)為6%～8%的煙氣，經(jīng)過高溫除塵后，送入余熱鍋爐回收余熱產(chǎn)生中壓飽和蒸汽，再經(jīng)熱空氣換熱器和冷空氣換熱器后，送入凈化工序進行降溫、除濕和干燥脫水，凈化產(chǎn)生的稀酸通過凈化稀酸輸送泵輸送至管道混合器中與氨水充分混合進入調(diào)節(jié)器中，在調(diào)節(jié)器中充分反應(yīng)，經(jīng)過一級過濾、二級過濾和三級過濾后的清液進入原水箱，經(jīng)泵輸送至凈化配套LM膜法處理系統(tǒng)（見圖2）膜組Ⅰ進行處理，膜組Ⅰ處理后一部分硫酸銨濃溶液進入硫酸銨濃液槽，經(jīng)硫酸銨濃液泵輸送至用戶。膜組Ⅰ產(chǎn)生的另一部分水進入膜組Ⅱ進行處理，膜組Ⅱ產(chǎn)生的水進入潔凈水槽，經(jīng)潔凈水輸送泵輸送至其他用水戶。凈化后的煙氣經(jīng)兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收生產(chǎn)工業(yè)硫酸產(chǎn)品，工業(yè)硫酸返回焦化廠脫硫系統(tǒng)，制取硫酸銨。

圖2 凈化配套LM膜法處理系統(tǒng)

3 主要設(shè)備

DLW和SF制酸工藝主要設(shè)備見表1。

表1 主要設(shè)備

續(xù)表1

4 裝置運行主要技術(shù)經(jīng)濟指標

DLW和SF制酸系統(tǒng)主要技術(shù)經(jīng)濟指標見表2。

表2 主要技術(shù)指標

從表2可以看出：DLW和SF制酸系統(tǒng)運行指標達到設(shè)計值，SO2轉(zhuǎn)化率99.82%，尾排ρ(SO2)為25 mg/m3，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

5 運行過程中存在的問題及解決措施

運行過程中存在的問題及解決措施見表3。

表3 運行過程中存在的問題及解決措施

6 工藝特點

該項目具有以下特點：

1）采用半干法的DLW和SF高溫焚燒制酸工藝，流程簡單，生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定性強、自動化程度高，且整個制酸系統(tǒng)運行成本較低。

2）采用先進的二轉(zhuǎn)二吸制酸工藝，提高硫的利用率，使SO2的總轉(zhuǎn)化率達99.8%以上。

3）DLW和SF高溫焚制酸工藝流程中的中間產(chǎn)物均可回收利用，無二次污染產(chǎn)生。

4）爐氣的凈化采用“動力波洗滌器—填料塔—電除霧器”封閉酸洗凈化流程，稀酸循環(huán)利用，無廢水產(chǎn)生。

5）DLW和SF預(yù)處理的工藝尾氣和硫酸裝置產(chǎn)生的工藝尾氣均設(shè)置了尾氣吸收塔，尾氣達標排放。

7 結(jié)語

高溫焚燒DLW和SF制酸不僅能使廢棄物資源化利用，減少污染，同時生產(chǎn)的工業(yè)硫酸用于生產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。