[案例] 焦化厂蒸氨碱液用于煤气精脱硫技术的应用

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北极星节能环保网讯:目前,大多数焦化厂煤气脱硫均采用以氨为碱源的湿法脱硫工艺,运用两台脱硫塔串联技术。但随着环保要求提高,传统的两台脱硫塔串联技术的脱硫效果无法满足煤气中H2S含量≤20mg/m3指标要求,为此一些焦化厂采用再串联一台脱硫塔来实现精脱硫,即三台脱硫塔串联运行。

由于三台塔的脱硫方法一样,只是简单重复,而脱硫塔各自的煤气进出口H2S含量差别很大,所以造成脱硫运行成本高,设备投资大。

蒸氨碱液用于煤气精脱硫技术

天津市创举科技有限公司开发了蒸氨碱液用于煤气精脱硫技术,即在传统两台脱硫塔串联技术的基础上,用蒸氨碱液吸收煤气中残余的H2S,从而达到煤气中H2S含量≤20mg/m3的指标要求。该技术的设备投资及运行成本比三台脱硫塔串联的煤气精脱硫技术低很多。

焦化厂剩余氨水蒸氨前需要在原料氨水中加一定量的NaOH碱液来分解其中的固定铵盐,使固定铵盐中的氨转变成游离氨,才能通过蒸氨塔将原料氨水中的大部分氨分离出来。这部分蒸氨碱液可先引入焦炉煤气脱硫塔顶部,碱液与脱硫后的煤气接触,吸收煤气中残余的H2S,使煤气中的H2S含量降低至≤20mg/m3。吸收了煤气中残余H2S的碱液送至蒸氨工段,在蒸氨过程中碱液所吸收的H2S解析至氨气中,氨气再回至脱硫前的煤气中,由脱硫塔继续脱硫。采用这种技术,既达到了煤气精脱硫目的,又不影响蒸氨工段的运行,设备投资小,运行成本也较低。

实用案例的运行情况小结

唐山国义炼焦制气有限公司现有一套120万吨/年焦化装置,2012年投产。焦炉煤气量6.0万m3/h,煤气脱硫采用氨为碱源的湿法脱硫工艺,脱硫塔及再生塔由创举公司设计制作。

两台脱硫塔串联运行,在第二台脱硫塔顶部设计了MP碱液塔板。脱硫前煤气H2S含量为4-6g/m3,经氨水脱硫液脱硫后煤气中H2S含量降至约50mg/m3,经脱硫塔顶部的MP碱洗塔板脱硫后煤气H2S含量降至约15mg/m3,达到了H2S含量≤20mg/m3指标要求。吸收了H2S的碱液后送至蒸氨工段。

蒸氨碱液用于煤气精脱硫技术的难点:NaOH碱液呈强碱性,对H2S有很强的吸收能力,但焦化厂煤气量很大,如国义焦化煤气量为6.0万m3/h,氨法脱硫后H2S含量已降至约50mg/m3,同时蒸氨所用碱液量很小,如国义焦化厂蒸氨用碱量约280Kg/h。这样,较少的碱液必须与较多的煤气进行均匀充分的接触才能达到脱硫效果。所以气液接触装置是实现这一技术的难点。

传统的气液接触装置——填料,因液量太小,无法完全润湿填料,气液接触不均匀,脱硫效果很差。而适合小液量的气液接触装置——传统的浮阀或泡罩塔板板等,属于鼓泡传质,阻力大且效率低,不能靠增加塔板数量来提高吸收效率。因为焦化厂煤气压力有限,塔板多阻力太大,煤气鼓风机会超压而难以承受。

MP塔板实物

创举公司针对此行业现状开发了国家发明专利——MP塔板技术,使蒸氨碱液用于煤气精脱硫技术得以实现工业化应用。MP塔板属于喷射型传质的塔板,效率高,为减小雾沫夹带,每层塔都设有强制捕雾装置,塔板上液层薄,阻力小,从而形成了一种效率高阻力小的气液接触装置。MP塔板技术为焦化厂利用蒸氨碱液脱硫提供了保证。

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