湿式氨法工艺焦炉煤气脱氰效率
净化前的焦炉煤气中氰化氢含量一般在1~2.5克/立方米(干标,下同),大部分在2克/立方米以内。焦炉煤气中含氰化氢是一种有害杂质,不仅对煤气净化系统化产品设备及管道设施有腐蚀性,而且会使煤气终冷及粗苯工序生产废水中含氰化物增高,会带来生产废水生化处理费用加大。含有氰化氢的焦炉煤气作燃料燃烧时,氰化氢生成NO x 随烟气排放造成大气环境污染。当焦炉煤气用作民用燃料时,要求氰化氢含量<50mg/立方米;当用作工业炉燃料用户时,一般要求氰化氢含量≤0.2~0.5g/立方米。现有的各种焦炉煤气湿式脱硫工艺方法在脱除H2S、有机硫的同时均能脱除氰化氢(HCN),经净化后的焦炉煤气中HCN含量一般在≤0.1~0.8g/立方米,我们习惯称为焦炉煤气净化系统脱硫工序亦全称为焦炉煤气脱硫脱氰工序。本文仅对目前国内煤焦化企业典型的焦炉煤气湿式氨法脱硫脱氰工艺(或称前脱硫工艺)的脱氰效率情况作如下简单介绍。
1、KXTT法焦炉煤气脱硫脱氰工艺,脱氰效率一般为91.6%;最高达95.8% 。该工艺由浙江宁波科新、大连化工设计院和中冶焦耐公司共同开发设计,应用于新兴铸管芜湖新兴铸管公司焦化部焦炉煤气净化系统建设并投入运行。KXTT法属无硫磺或硫酸副产品,也无废液外排,是将焦炉煤气中含有HCN和H 2 S 与NH 3 反应合成为硫氰酸铵、硫代硫酸铵及少量硫铵副产品。此工艺的吸收剂、主催化剂为焦炉煤气中氨和剩余氨水蒸氨(加碱分解剩余氨水中的固定铵)得到的氨,仅用极少量的有机醌作辅助催化剂。
2、NNF法脱硫脱氰工艺,脱氰效率达93.0%;最高可达95.0% 。该工艺由首钢国际在FRC法基础上优化改进开发设计的,应用于山西长治某焦化公司6米捣固焦炉相配套的煤气净化系统脱硫脱氰工序。NNF法产出的副产品为硫磺、硫氰酸铵和硫代硫酸铵;或硫酸产品(本工艺循环液中若含有双碱,生成铵、钠盐类,会给废液提盐带来困难,故选择配套制酸工艺应更合理些)。该工艺是利用焦炉煤气中氨和剩余氨水蒸氨(包括固定铵分解)得到的氨作碱源吸收剂,用苦味酸(即三硝基酚,简写为RNO,属爆炸危险品,其运输、存放等必须按危化品制度管理)作活性催化剂脱除焦炉煤气中的H 2 S 和HCN。此工艺最大的特点是再生塔顶排放出的含氨尾气直接引入至脱硫塔前的煤气管道内进行循环利用(即采用了高效气液混合器,塔顶尾气含氧量较低),能使脱硫脱氰循环液中的挥发氨损失量大大减少。
焦炉煤气脱氰过程反应式如下所示:
NH 3 ·H 2 O+HCN →NH 4 CN+H 2 O
2NH 3 ·H 2 O +H 2 S+ (x-1)S→(NH 4 )2S x + 2H 2 O
(NH 4 )2S x + S →(NH 4 )2S(x+1)
(NH 4 )2S(x+1)+NH 4 CN →NH 4 SCN+ (NH 4 )2S x
上述反应分子表达式中的x值为1~4,x值越高,反应性就越好,NH 4 SCN 的生成反应亦可很快完成。
由以上焦炉煤气脱氰反应原理表达式也可看出,脱硫脱氰循环液中应保持有足够量的游离氨(NH 3 ·H 2 O )和元素硫(S),一般要求游离氨含量应>8g/L,元素硫含量在0.5~1g/L,它们含量适当高些可加速生成多硫化物,有利于提高焦炉煤气脱氰效率。
3、HPF(PDS)法脱硫脱氰工艺,脱氰效率一般为80~90%;HPF法脱氰效率相对低些;PDS一600脱硫脱氰催化剂最高脱氰效率可达95%左右。HPF法与PDS法脱硫脱氰工艺均以利用焦炉煤气中氨和剩余氨水蒸氨得到的氨作为碱源,其副反应和工艺流程基本相同。
作者简历:洪叶发焦化高级工程师武汉钢铁学院(现武汉科技大学)化工系炼焦化学专业毕业,曾先后在多家国有和民营(股份)煤焦化公司任总顾问、技术顾问、总工程师、副总工程师、生产技术部长、煤气净化工程指挥部副总指挥、煤气厂厂长、技术科科长、炼焦和化产车间副主任、焦化工程建设现场技术服务炼焦工程师等。曾参与建设7米顶装焦炉、5.5米、6米捣固焦炉等工程。在《燃料与化工》、《煤气与热力》、《煤化工》、《冶金能源》、《江苏冶金》等国家、省级刊物上发表专业技术文章多篇。目前重点关注煤焦化行业节能减排,超低排放等工艺过程。
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- 编辑:王虹
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