HPF法脱硫效率低的原因与改善措施

HPF法脱硫效率低的原因与改善措施摘要：本文对HPF法脱硫效率低的问题进行了分析，发现硫化氢脱除率低的主要原因是脱硫液再生率低、溶液的氨硫比低、硫泡沫的提取及加工不稳定等。提出了解决问题的措施，包括控制再生器的鼓风强度、延长脱硫液的再生时间、控制合适的煤气及脱硫液温度、提高溶液的PH值、增大催化剂的浓度、调节液气比、采用氨-碱联合脱硫工艺流程等。采取上述措施后，焦炉煤气中硫化氢的含量较原来明显降低，脱硫塔出口煤气中硫化氢的含量降至20mg/m3以下，满足了用户及环保的要求。关键词：HPF法；脱硫效率；参数调整；氨-碱联合工艺中图分类号：TQ522.5文献标志码：A在HPF脱硫工艺中，硫化氢的脱除率持续偏低，严重地影响了煤气的质量。煤气在处理和输送过程中，硫化氢会腐蚀化学产回收设备和煤气输送管道；含硫化氢高的焦炉煤气加热钢坯，会是钢坯在轧制过程中产生热脆性；用于合成氨生产，则使催化剂中毒和设备腐蚀；用作城市燃气时，会严重破坏周围环境，危害人类健康。因此，有必要对焦炉煤气脱硫效率低的原因做进一步的分析，找出原因，提出相应的改善措施。1HPF法脱硫现状HPF法是一种借助于煤气中的氨与硫化氢的酸碱反应来脱硫湿法工艺流程。该过程中使用HPF为催化剂。对苯二酚（H）、PDS（P）、硫酸亚铁（F）是催化剂中的主要组成部分。工艺流程如图1所示。图1HPF法脱硫工艺流程Fig.1ProcessflowofHPFdesulfurizationmethodHPF法脱硫法投入使用后，实际生产中明，随着时间的推移，该法的脱硫效率逐年降低。为此从生产实际出发，对有可能降低脱硫效率的各个因素进行分析。2HPF法脱硫效率低的原因分析2.1脱硫液再生脱硫液的再生使用的是自吸空气喷射再生槽，通高速流体产生负压，将空气高速地吸入并与液体一起进入氧化槽将脱硫液再生。实验证明，在一定范围内再生氧化效率与空气和脱硫液比值（即气液比）成正比。但是，当超过某一极限时，再生效率又会随气液比的增加而降低。气液比对脱硫液再生效率的影响如图2所示。123456468101214气液比/m3·L-1再生效率/%图2气液比对脱硫液再生率的影响Fig.2Influenceofgasliquidratioonregenerationrateofdesulfurizationsolution另外，当没有及时提取脱硫液中夹带的硫泡沫或副盐时，管道会堵塞，造成再生空气量不充足，脱硫液的再生率低，溶液中悬浮硫含量增高。当脱硫液被输送至脱硫塔内循环使用时，悬浮硫的存在可降低硫化氢与氨的化学反应的发生，这在一定程度上降低了煤气的脱硫效率。2.2脱硫液的含氨量根据设计要求，脱硫系统正常运行时，脱硫液的pH值为8.5～9.4，氨含量在5g/L以上。但在实际生产中，氨含量一般只能达到3.0～4.7g/L。此外，煤气中的酸性气体会消耗部分氨，再生槽放散的废气中含有一定量的氨，系统排放的脱硫废液中溶有氨，压滤机生产的硫膏中也含有一定量的氨等。因此脱硫液的PH值只能控制在7.9～8.3，不能满足生产需要。2.3硫泡沫的提取及加工当回收生产不稳定时，就不能及时提取硫泡沫。残存的硫泡沫会妨碍脱硫液再生。再生效果不好，脱硫贫液的质量变差，脱硫处理时，反应率降低。因而，煤气的脱硫率下降。通过板框压滤机间歇工作生产硫膏是目前我厂对硫进行回收的主要方法。虽然板框压滤机由多块滤布、虑框交替排列组成，体积庞大，占地面积也较大，但其处理量较小，且属于间歇操作，所以工作时间长。当操作或设备出现问题时，不能及时对硫泡沫进行加工，进而影响了硫泡沫的提取。3改进措施3.1调整工艺参数1）将三台再生器的鼓风强度全部控制在3200～3400m3/h，脱硫液的氧化再生时间控制在11～12min；2）将煤气温度在生产过程中应保持在22～30℃,控制脱硫液温度在30～35℃之间；3）每8小时往溶液循环槽内投加一次催化剂，投加的剂量为1.5kg，控制脱硫液中催化剂的浓度在5～8×10-4%；4）向脱硫液中补充一定量的氨水，以此来调节氨硫比及溶液的pH值，使溶液PH控制在8.5～9.4。5）喷淋液气比控制在0.2～0.3L/m3。3.2氨-碱联合脱硫在脱硫系统中碱法与氨法脱硫同时使用，但脱硫过程各自独立。HPF法脱硫在前，改良ADA法脱硫在后，两种方法串联操作。通过以上措施的实施，经检测脱硫塔出口煤气中硫化氢的含量降至20mg/m3以下，满足了用户及环保的要求。4结论通过控制再生器的鼓风强度、延长脱硫液的再生时间、控制合适的煤气及脱硫液温度、提高溶液的PH值、增大催化剂的浓度、调节液气比、采用氨-碱联合脱硫工艺流程等改善措施的实施，焦炉煤气中硫化氢的含量较原来明显降低，脱硫塔出口煤气中硫化氢的含量降至20mg/m3以下，满足了用户及环保的要求。参考文献:[1]倪国强.HPF法煤气脱硫工艺生产实践中几个问题的探讨[J].煤化工(CoalChemicalIndustry),2006(3):61~63.[2]晁伟,王涣福.影响HPF工艺脱硫效率的因素分析[J].煤化工(CoalChemicalIndustry),2011(2):29~31.[3]董延军,许道亮,郑先勇.焦炉煤气HPF法脱硫工艺的改进与应用[J].广州化工(GuangzhouChemicalIndustry),2013,41(8):183~184.HPF法脱硫效率低的原因与改善措施AnalysisandimprovementsonthelowefficiencyofHPFdesulphurizationYANGLi*1,2,WANGHong-you3,ZHAOWen-cheng2(1.HebeiUnitedUniversitySchoolofChemicalEngineering，Tangshan063000,China；2.MetallurgicalDepartment,TangshanVocationalCollegeofScienceandTechnology,Tangshan063001,China；3.TechnicalCenterofTangshanGuoFengIronandSteelCo.Ltd.,Tangshan063300,china)Abstract：ThispaperanalyzedtheproblemsonlowefficiencyofHPFdesulfurizationmethod.Itwasfoundthatthemainreasonsforthelowhydrogensulfideremovalratewerelowregenerationrateofdesulfurizationliquid,lowammoniasulfurratioofsolution,andsulfurfoamextractingandprocessingisnotstable,etc.Somemeasureswereputforward,includingthecontrolofregeneratorblastintensity,theextensionofdesulfurizationliquidregenerationtime,suitablegasanddesulfurizationofliquidtemperaturecontrolling,improvethePHofsolution,increasetheconcentrationofcatalyst,adjustliquidgasratio,takeammonia-alkalijointdesulfurizationprocess,etc.Aftertheabovemeasuresweretaken,thecontentofhydrogensulfideincokeovengassignificantlydecreased,whichlowerthanthatoftheoriginal,thehydrogensulfidecontentinthegasofexportdesulfurizationtowerwaslessthan20mg/m3.Thismettherequirementsoftheusersandenvironmentalprotection.Keywords:HPFmethod;desulfurizationefficiency;parameteradjustment;ammonia-alkalijointprocess