焦化厂氨法脱硫工艺的改进

罗 成

(山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司，山西 汾阳 032200)

煤化工是以原煤为原料，通过相应的化学反应转换为气体、液体、固体燃料或者其他化学产品等。焦化厂作为最早的煤化工场所，其将原煤炼焦后产生焦炭主要应用于炼钢企业的应用。据统计，煤化工过程所产生的废水、废气和废物远超过石油、天然气行业。其中，对焦化厂含硫废气的处理尤为重要，传统针对含硫废气、废液通过普通干法脱硫、湿法脱硫或者二者结合方式所得的产物中含硫产品仍然会造成对环境的污染[1]。因此，当前急需对焦化厂脱硫工艺进行改进，以避免所得产物对环境的二次污染。

1 氨法脱硫工艺现状分析

目前，针对焦化厂所排放出的废水和废气中含有一定的硫成分可通过再利用的方式对其中的硫进行处理，但是对硫再利用率仅可达到40%，远不能够解决硫成分对环境造成的污染问题。本文重点研究了在不影响整体脱硫效率的基础上，对氨法脱硫工艺进行改进，避免脱硫后产物对环境造成的二次污染。

1.1 氨法脱硫工艺概述

氨法脱硫工艺指的是将氨作为吸收剂将废水、废气中的硫成分消除，涉及到的工艺流程包括对废水、废气中的硫成分进行吸收；对所产生的中间产品进行处理；对最终产生的副产品进行制造。

硫成分吸收阶段：以废气为例，将焦化厂所排出的废气增压后进入烟气脱硫系统，最终进入硫成分吸收塔。

中间产品处理阶段：经初步脱硫处理后的气体(夹带液滴)从烟囱排放，将氨浆液通过循环泵送入脱硫塔中，实现循环脱硫操作[2]。

副产品制造阶段：将脱硫塔中经氨法脱硫后的液体进行氧化，对所得的硫酸铵、硫氰酸铵等产物经脱水操作后的产物进行分级处理并售卖。

目前，传统氨法脱硫工艺流程如第72页图1所示。

图1 传统氨法脱硫工艺流程图

1.2 传统氨法脱硫工艺的不足分析

传统氨法脱硫工艺除了该工艺本身所采用的吸收剂对设备造成严重的腐蚀且容易发生氨逃逸等事故外，更主要的问题在于基于传统氨法脱硫会产生大量的脱硫废液，极易对环境造成二次污染。此外，传统的氨法脱硫工艺还存在如下不足：

1) 传统氨法脱硫工艺实际运行时还需加入一定量的脱硫剂，脱硫剂的加入所产生的脱硫废液成分复杂，极易对环境造成污染；

2) 传统氨法脱硫工艺必须进行提盐操作，该项操作会影响硫成分的再利用，对后续氨法脱硫工艺的改进提出挑战；

3) 传统氨法脱硫工艺与其他脱硫工艺相比，所产生的脱硫废液极易难处理[3]。

2 氨法脱硫工艺的改进

2.1 新型氨法脱硫工艺

基于传统氨法脱硫工艺，并对其进行改进，改进后的新型氨法脱硫工艺流程如第72页图2所示。

如图2所示，改进后的氨法脱硫系统包括有吸收系统、液体循环系统、硫化物结晶系统和过滤干燥系统。其中，在吸收系统中包含有喷淋器(1-3)、除雾器(1-4)、液位计(1-7)等装置；液体循环系统可对水洗液、富液、和工艺水进行循环；硫化物结晶系统的主要设备为结晶反应釜(4)完成；过滤干燥系统包含有水力旋流器(5-1)、干燥箱(5-4)和真空皮带脱水机(5-2)组成。

图2 新型氨法脱硫工艺流程图

改进后的新型氨法脱硫工艺与传统氨法脱硫工艺的主要改进如下：

1) 进入吸收塔的空气改为蒸汽；

2) 采用液位计替代浮沉阀对吸收塔中的液位进行监测；

3) 经初步脱硫后的废气并不直接通过烟囱排放至控制，而且再次进入去硫铵工段对废气进行净化处理；

4) 系统采用电磁阀对液体流量进行控制；而且系统所需的来自蒸氨工段替代了传统氨水的直接利用，实现对蒸氨工段的再利用[4]。

5) 将干燥阶段中的真空皮带脱水机替换为全密闭输送机。

2.2 新型氨法脱硫工艺的优势

从理论上将，将传统氨法脱硫工艺改进后与当前国内其他脱硫工艺的优势主要体现为如下几点：

1) 该新型氨法脱硫工艺可对硫进行资源化利用；

2) 改进后的脱硫工艺的吸收塔中不需要空气压缩系统，可解决传统氨法脱硫工艺所导致的管道堵塞和设备腐蚀的问题；

3) 新型氨法脱硫工艺不需要加入任何脱硫剂，使得富液中的杂质减少，复杂程度减弱，可最大程度实现对硫资源的利用；

4) 新型氨法脱硫工艺将蒸馏装置与结晶釜一体化应用，可有效避免反应过程对硫化锌的污染。

3 新旧氨法脱硫工艺的对比

基于传统氨法脱硫工艺改进后的新型氨法脱硫工艺仍然为湿法脱硫的范畴。从直观上分析，改进前后氨法脱硫工艺的效果如图3所示。

图3 改进前、后氨法脱硫效果对比

如图3所示，1#为采用传统氨法脱硫工艺后的产物；2#为采用改进后的新型氨法脱硫工艺的产物。对比可知，采用改进后的新型氨法脱硫工艺可获得更纯的副产品，且产物中的硫成分降低明显[5]。

从数据层面对比，对改进前、后氨法脱硫工艺处理后所得产物的pH值和硫含量进行测定，测定结果如表1所示。

表1 改进前、后氨法脱硫工艺脱硫效果对比

如表1所示，采用改进后的新型氨法脱硫工艺所得液体为碱性；且采用新型氨法脱硫工艺后产物中的硫含量降低明显，脱硫效果明显优于传统氨法脱硫工艺，脱硫效率从40%提升至98.98%。

4 结语

焦化厂为对原煤进行处理的场所之一，属于煤化工行业。在实际生产中，若对焦化厂废气、废水等处理不当极易造成环境污染，甚至会造成二次环境污染。本文重点针对传统氨法脱硫工艺所产生废液极易造成对环境的二次污染对脱硫工艺进行改进，重点解决了传统氨法脱硫工艺容易造成设备腐蚀、硫化锌污染等问题。同时，采用新型氨法脱硫工艺脱硫效率可提升58%，废液从酸性变成碱性，减小对环境的二次污染。