东狮高炉煤气精脱硫技术脱硫废液盐提取及

高炉煤气精脱硫技术

1、技术背景

钢铁冶金领域,高炉炼铁的过程中副产热值低的可燃气体--高炉煤气,高炉煤气量大,回收并利用好高炉煤气具有较高的经济和环保效益;但高炉煤气中含有粉尘、氯、硫等有害物质,必须进行高炉煤气综合净化处理后才能加以利用。

现有高炉煤气应用主要是采用重力+袋式除尘去除颗粒物,再经过TRT余压发电后,送往高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等分散用户单元作为燃料使用,但高炉煤气中含有的硫、氯等有害物质仍然未加处理。随着国家推进钢铁行业超低排放政策的实施,钢铁行业正式进入“超低排放”时代,高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等原分散用户均要求燃烧尾气SO2达到超低排放限值。目前的高炉煤气燃烧后的治理多采用末端治理方式,需在多点设置脱硫设施;面临点多面广,二次污染,燃烧后废气量增大,处理设施规模增大,投资加重,重复投资,管理难度大等现有高炉煤气净化工艺无法满足SO2控制要求的突出问题。

长春东狮科技(集团)有限责任公司自年就开始投入大量人力物力,与相关院校和科研机构合作,针对目前高炉煤气利用面临的净化突出问题,研究开发出了一种新的高炉煤气精脱硫工艺技术。该工艺核心技术耦合了高炉煤气预处理技术+有机硫转化技术+湿式氧化法脱硫技术;并采取高炉煤气总硫源头控制方式,实施高炉煤气深度精脱硫,减少燃气中的硫分,实现高炉煤气燃烧尾气SO2达到超低排放限值的要求;还可大大降低末端治理的压力,甚至省掉末端治理设施。

2、工艺简介

具体工艺路线:高炉煤气预处理+有机硫转化+湿式氧化法脱硫。

高炉煤气经过袋式除尘器后,利用压力、温度相对较高的有利条件(温度—℃,压力KPa左右),设置高炉煤气预处理装置,采用具有针对性的分项处理技术将气体中的尘、油、重金属、无机氯等杂质清楚干净;其后再设置有机硫转化装置,利用高炉煤气中的水汽与有机硫发生转化反应而生成H2S,完成有机硫的转化,然后高炉煤气去往余压发电装置(TRT);高炉煤气经过TRT降温减压后,大约温度在40—80℃,压力10-20KPa左右;在余压发电装置(TRT)后再设置湿式氧化法脱硫装置,脱除煤气中H2S,出口H2S≤20mg/Nm3,甚至10mg/Nm3以下,同时对高炉煤气中残余有机硫进行再次脱除,确保高炉煤气燃烧后尾气中SO2达标排放。

3、技术特点

(1)预处理装置采用针对性的分项处理技术清除各种杂质,有效防止催化剂污染中毒;且无废液排放;

(2)针对高炉煤气COS及H2S含量高的特点,采用高效催化转化工艺;

(3)有机硫转化反应器内部结构设计先进合理,单台反应器阻力小,降低反应器床层压降,催化剂利用率高。

(4)充分搞好能量梯级利用,利用TRT前的温位、水汽和系统压力,可避免TRT后有机硫转化需要降温脱水再提温转化的冷热病,同时可降低催化剂床层流速,减小压降损失,节约资源能耗。

(5)湿式氧化法脱硫装置采用高硫容抑盐设计,使用分布器、无阻力喷头、富液析硫反应器等专有专利技术,降低投资成本、运行费用、减少占地面积;

(6)DSH高硫容抑盐催化剂具有抑盐作用,在脱硫过程中无副盐生成,不产生废液。

(7)整套脱硫装置把有机硫和无机硫经过转化、吸收,最终转变为单质硫,并配套硫回收装置,形成硫磺,作为副产品出售,无固废产生。

4、技术优势

(1)预处理精度高,有效保护了转化剂长周期稳定运行;

(2)有机硫转化剂具有耐硫转化功能;

(3)有机硫转化率高,转换率大于90%。;

(4)湿法脱硫效率高,对残余有机硫有再次脱除功能,脱除煤气中H2S可达到10mg/Nm3以下;

(5)装置占地小、投资少,装置运行稳定性及可靠性高;装置运行成本低,维修费用低;

(6)自动化程度高,设计的高炉煤气脱硫装置采用高度自动化控制,可实现电脑上一键启动。

5、结语

在钢铁行业“超低排放”的大背景下,高炉煤气脱硫势在必行,实施高炉煤气精脱硫可大幅度削减钢铁行业整体的SO2排放量。我们公司自主开发的高炉煤气精脱硫工艺技术具有“工艺可靠、低阻高效、技术成熟、运行稳定”等显著特点;可直接选择使用。我们公司可提供全套的高炉煤气脱硫工艺设计工艺包及脱硫总体工程设计、改造及核心设备和各类催化剂,提供开车及售后服务等相关工作。

脱硫废液盐提取及盐分离技术

1、项目背景介绍

脱硫废液提盐是煤气脱硫工段的一个重要组成部分,它是保证脱硫工艺稳定、降低净化材料消耗的一个重要技术手段,也是解决脱硫工段含盐废液外排的一个主要措施。

2、装置特点

我公司针对盐提取工艺还自主研发了高效蒸发设备,制定合理的工艺流程,在运行过程种达到了良好的效果,整套盐提取装置的优点是:

⑴效率高:利用高效蒸发设备,此设备采用强制对流、循环加热方式,蒸发效率高(是传统釜式蒸发器的1.5-2倍)。

⑵操作简单:既可以连续操作,又可以间歇操作,重要指标可远程监控和调节,且操作弹性大,完全满足脱硫工艺需要。

⑶运行费用低:整套装置运转设备只有1台真空泵(7.5KW)和1台循环泵(30KW)。

⑷布局合理,节约空间:操作、维修方便、且减少土建费用,自动化程度高。

⑸蒸发液中副盐含量低:此蒸发器配置外置气液分离设备,可有效降低带液事故的发生,降低蒸发液中副盐的含量。

⑹抗冲刷、抗腐蚀能力强:此设备选用L材质,可有效防止高浓度副盐对设备的冲刷和腐蚀。

3、工艺流程简图(混盐流程)

4、相关数据对比

(四川某焦化厂数据,提盐开车)

1、脱硫液成分对比

2、固体混盐中各成份所占比例

Na2S2O3:47%

Na2SO4:22.6%

NaCNS:12.4%

Na2CO3:2.2%

NaHCO3:1.9%

硫磺及其他杂质:13.9%

5、现场图片

焦炉烟气脱硝脱硫一体化技术(气相氧化液相吸收法)

1、技术背景

烟气脱硫脱硝技术按工作介质的不同可分为干法和湿法两类,按工作原理有吸收法、吸附法、催化还原法、膜法等之分。

以往烟气脱硫与脱硝多为分别处理或分级处理。分级式联合脱硫脱硝工艺是将两种技术串联起来,在不同的反应器中分别实现脱硫脱硝的目标。不论是分别处理还是分级处理都存在工艺流程长,设备台数多,占地面积大,投资运行成本高的问题。

烟气中的NOX中有95%为NO,其在水及碱性水溶液中的溶解度很低,很难用常规的脱SO2溶液同时脱除。

同时脱硫脱硝主要有液相氧化还原吸收法,吸附法,催化法,高能辐射法等。其中湿式吸收法由于工艺设备较简单,可在一套设备中完成,具有较好的应用前景。

液相氧化吸收法是用含有NaCLO,KMnO4,Na2S2O8,O3,乳化黄磷,H2O2等强氧化剂的碱性水溶液同时脱硫脱硝工艺。

气相氧化液相吸收法是将NO在气相用强氧化剂氧化为易溶的NO2和HNOX,紧接着用溶液同时吸收SOX和NO2、HNOX。该法实施较简便,对于已有湿法脱SO2的工厂只需在前面设置气相氧化设备就可完成。

1、臭氧氧化石灰石膏法同时脱硫脱硝

日本石川岛播磨工业株式会社在石灰石膏法基础上发展起来的湿式同时脱硫脱硝工艺简称IHI法。工艺过程如下:

(1)、气相氧化:

往烟气中吹入臭氧,将其中的NO氧化为NO2,

NO+O3→NO2+O2

2)、吸收

用含有少量催化剂,添加剂的碳酸钙泥浆循环吸收,烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙反应生成CaSO3,生成的CaSO3和浆液中的CaSO3再与NO2反应生成Ca(NO3)2和Ca(NO2)2

催化

4NO2+CaSO3+CaCO3→Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+CO2+SO2

(3)、转化

往吸收富液中加入硫酸使溶液呈酸性,其中的Ca(NO3)2、Ca(NO2)2转化成酸式亚硫酸钙,而后大部分转化为氨基磺酸钙

7SO2+4CaCO3+NO2+4H2O→Ca(NH2SO3)2+2CaHSO3+4CO2

有一小部分含氮化合物直接分解成氮气。

(4)、循环液脱氮:

在蒸发器内在不分解出氮气的温度下用水蒸气蒸发吸收塔底排出的富液(循环液),再经干燥所得固体物送分解炉高温分解释放出N2、CO2

2Ca(NH2SO3)2+CaHSO3+4CaCO3+3O2→N2+8CaSO4+4CO2+6H2O

分解产生的固体物废弃。

(5)、石膏回收:

转化液在氧化塔中通空气氧化,氧化液稠厚器增浓,再经离心分离得到石膏,作为副产品回收。

用臭氧为氧化剂有如下特点:

①臭氧对NO有选择氧化功能,只氧化NO不与SO2反应。

②氧化能力强,反应速度快,反应时间仅需0.2S。

③臭氧发生简便,只需空气与电力为原料,改变电压就可改变臭氧发生量,控制简便。

④过量的未反应的臭氧会分解为氧气,不会污染净化气,也不会改变副产物的成分。无二次污染问题。

⑤臭氧溶于吸收液的量仅有5-20mg/L,溶于液体中的臭氧有脱除COD的作用,使之在脱氮处理中不构成有害物质。

⑥工业臭氧发生器通常用空气或氧气为原料无声放电生产。以空气为原料臭氧收率仅为原料量的5-6%,以氧为原料时也只有10-12%,耗电量大,影响脱硫脱硝总费用,烟气NOX含量高时更如此。改进发生器放电极可使臭氧收率提高至老法的26-40%,耗电量降低35-50%.

⑦需排放废水

2、气相氧化氨硫氨法同时脱硫脱硝

利用常温强氧化技术将氧和强氧化剂混合气注入烟气中,将烟气中的95%的难溶的NO氧化成易容的NO2,用常规氨-硫铵工艺同时脱除氧气中的NO2、SO2。

①脱硫效率>98%,脱硝效率>85%.

②净化气SO-80mg/Nm3NOX80-90mg/Nm3。

③副产硫铵硝铵混合物,副产品作化肥比硫铵好,增值高。

主要工业装置00m3/h烟气大致的消耗指标如下:




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