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我国高硫煤炼焦过程的脱硫技术解析

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来源:
未知
发布时间:
2018-09-10

        氨水脱硫:高硫煤炼焦过程的脱硫技术以有机硫为主的高硫煤,洗选后精煤硫份比原煤更高。焦煤中的硫份只有30%-50%经裂解进入煤气中,大部分硫残留在焦炭中,根据硫份在焦炭中的位置,可将脱硫技术分为入炉前脱硫,焦化过程脱硫和煤气脱硫三个阶段过程,明晟环保专家先容高硫煤入焦炉前物理、化学法脱硫,焦化过程高温加氢(焦炉煤气)脱硫工艺和煤气中硫元素回收利用进行最终脱硫。

        一.焦煤入焦炉前脱硫

        1.1无机硫的脱除

        无机硫脱除一般以物理法为主,它主要以硫铁矿和硫酸盐的形态存在于煤的夹层中,以地质结合为主,由于国内原煤洗选工艺一般以脱灰为主,原煤中无机硫的脱除率一般在40%左右,如将原煤洗选粒度降至一定程度,硫铁矿的脱除率可大幅提高,因此只要将部分洗煤设备和工艺加以改进,即可有效的提高无机硫的脱除效率,目前,国内外已有成熟的设备,通过优化洗选工艺,脱除原煤中的硫铁矿。它工艺可靠,脱除效率高、投资省、运行成本低,已得到洗煤行业的高度重视,一些专业的洗煤厂商已将脱除无机硫做为设计重点,主要采用重力法、浮选法、磁选法等几种工艺。

        1.2有机硫脱除

        有机硫的脱除是一个复杂的氧化还原过程,一般的工艺条件很难有效的脱除,目前,理论上论证、试验较多的工艺有:氧化法、硝化法、氯解法、热解法,碱液法等多种化学脱硫方法,且综合脱硫效率能达到20-60%。如:利用浓氨水渗透打断与煤分子的有机结合健,再经过洗选分离出无机硫;利用热碱液浸泡焦煤8个小时以上(需加热进行恒温),生成硫代硫酸盐再分离;在密封容器中和一定的高温、高压条件下,加入空气氧化煤中有机硫;用NO2有选择性的氧化煤中的硫分,并以热碱液处理后水洗;高温加氢法等。虽然化学脱硫方法较多,且脱硫效率也较高。但装置投资大,生产费用高,处理煤量规模小,易造成二次污染,生产条件要求高等弊端,很难规模化生产,只能用于超净化煤的处理。但有机硫含量高的原煤,一般含灰量较低,价格也偏低,可做为煤焦的配煤,控制焦炭中的总硫和总灰份。

        1.3生物脱硫

        煤的生物脱硫工艺比较简单,是所有脱硫工艺中投资和运行费用最低的一种方法,它利用某一种针对性强的好氧菌的氧化特性,将煤中的硫铁矿,硫酸盐及煤分子中的硫氧化成离子状态、单质硫(生成硫酸)达到脱硫的目的,且对煤质不产生影响。

        二.炭化过程

        脱硫煤在炭化过程脱硫,是提高焦炭质量的一项重要的措施。煤是在炭化室结焦的过程中、适时、适量、适温的通入氢气或焦炉煤气(含氢55%左右),氢与硫铁矿发生还原反应,生成H2S和Fe,与硫化物反应生成碳氢化合物和硫化氢。根据可行性研究表明,在新建焦炉设计时增加一个加氢(焦炉煤气)系统是可行的,但实际应用时的脱硫效果还需进一步验证,要实现煤在炭化过程脱硫的可行性,需具备以下几方面条件。

        1)参与反应的氢气量(焦炉煤气);

        2)回炉煤气温度;

        3)选择合适的炭化室温度通入煤气脱硫;

        4)氢化脱硫反应时间控制。

        三.煤气脱硫煤气脱硫成熟的工艺较多,下面作一简单的技术分析:

        3.1以氨为碱源的HPF脱硫工艺的特点是脱硫效率高,脱硫后的煤气含硫量小于200mg,但有难处理的盐类废液,易造成二次污染;生产尾气含氨量高也易造成二次污染;脱硫产品硫磺的纯度低,质量差,脱硫成本高;由于再生塔排出尾气和废液带氨量较大,可使氨的损失达15%,不但污染了环境,也浪费了氨源;一次性投资大,设备能耗高,生产成本增加,因此新设计的脱硫装置装重点考虑节能减排。

        3.2AS法脱硫工艺:该工艺虽然脱硫过程不产生污染且硫磺纯度高,但脱硫效率较低,煤气含硫不易达标,且设备材料防腐要求高,生产成本高,推广使用受到一定限制。

        3.3真空碳酸钾脱硫工艺:该工艺特点是元素硫质量好,效益好于其它工艺,但需外购碱源、脱硫效率低,脱硫后煤气含硫较高,另外该脱硫装置放在洗苯塔后,故存在一定的污染和腐蚀问题。

        3.4FAS氨为碱源湿式吸取工艺:该工艺是在HPF法基础上优化创新的一种工艺,该工艺增大了脱硫塔传质面积,脱硫效率高;在脱酸前增加脱氰装置,提高了脱氰效率;装置回收的硫磺纯度高,系统无废液产生,工艺比较先进,但设备较多,一次性投资偏大。 综合煤气脱硫工艺,虽然脱硫效率、二次污染、一次性投资、生产成本、工艺复杂程度有差异,但脱硫效率都能达到或接近国家指标要求,因此,处理的工艺难度要小于固态脱硫。

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