捣固焦炉消烟除尘脱硫装置的工艺改造分析

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摘 要：针对捣固焦炉装煤过程以及捣固焦生产过程中排放大量烟尘（含硫）的问题，提出采用拦焦装置集尘罩导入消烟除尘脱硫装置技术，通过二者密切配合以达到除尘脱硫的目的，进行了两次工艺技术改造。结果表明：增加旋向相反的螺旋喷淋装置在间距为600mm并且互相垂直的两组折流板结构的工艺方案中较为适用，除尘脱硫效果良好，烟尘硫排放量远远低于国家标准，减排效果显著。

关健词：捣固焦炉；消烟除尘脱硫；烟尘排放量

神华乌海能源公司利民焦化厂位于鄂尔多斯市鄂托克旗棋盘井镇，焦化生产的焦炉煤气经过净化后，出去大部分H2S，再燃后从烟囱排放。废气风量120000m3/h，含有SO2、氮氧化物等污染物，既影响操作区环境，又污染大气。根据环保有关规定，SO2等污染物必须达标排放。公司产90万吨捣固焦示范生产线，建成投产的同时，捣固焦炉配套上马了一系列环保设施，在噪声、废气、废水处理等方面取得了一定的效果。对神华乌海能源公司利民焦化厂提供的相关参数资料进行了认真分析，根据环保的要求和该项目的具体情况，结合本公司的技术优势，采用“捣固焦炉消烟除尘装置脱硫工艺”技术作为本技术方案脱硫工艺。在此技术背影下，通过两次工艺技术改造试验结果分析对比得出了较为理想的除尘脱硫效果。

1 捣固焦炉消烟除尘脱硫装置改造试验

1.1 第一次工业性改造试验

（1）导致机侧荒煤气溢出主要是因为消烟除尘车对焦炉机侧吸力较低。

（2）吸取的炉内气体冷却、洗涤、净化处理效果不理想，在燃烧室内燃烧不充分，造成排放黑烟的原因是：

1）燃烧时结构不合理；

2）空气混合比例调节不恰当；

3）燃烧空间不充足。

鼓风机的风量需要增大才能解决这个问题。不同负压下荒煤气的溢出可以通过降低煤饼高度产生不同的负压来进行试验观察。通过试验，无荒煤气溢出时需负压超过-50Pa。通过实验对比，机侧炉口负压达到-50Pa时风量必须达到50000m3/h以上。据此查阅相关产品手册，选定9-26-14D离心风机，电机功率250kW，风量53011m3/h。根据此风量为基本参数向生产厂家重新订购了两台除尘车。要求厂家按照燃烧室、冷却器、文丘里、气液分离器等进行生产制造。经过运行处理，装煤时机侧炉门口荒煤气溢出和冒黑烟的现象不再发生。

经过现场改造运行以后，虽然已经解决了冒黑烟和荒煤气溢出的现象，但增加了大量的粉尘和颗粒物的排放。

1.2 第二次工业性改造试验

气液水分离器是粉尘和颗粒物的主要处理部件，原气液分离器能够满足除尘要求是引文原消烟除尘车吸力和风量小。增大风机从而增大气液分离器处理负荷才能解决荒煤气溢出和冒黑烟的现象，原设计已不能满足要求。解决问题的关键是改造气液分离器中的折流板结构。通过多次试验改造对比，最终采用间距为600mm，角度互相垂直的折流板结构，两组折流板底部各增加一组旋向相反的螺旋喷淋器的折流板装置结构。现烟气排放与烟尘排放量均已达到国家规定标准且远远低于国家标准，减排效果十分显著。

2 原脱硫及硫回收工艺改造

本工段采用焦炉煤气中自身含有的氨为碱源，以PDS+栲胶为复合催化剂的湿式氧化法前脱硫工艺。以氨为碱源，不必外加碱源，节省了碱的投放。所谓前脱硫工艺即在凝鼓风之后先进脱硫工段，之后再进行化学产品（氨和粗苯等）的回收。

新工艺的碱源是Na2CO3，并以PDS+栲胶为复合催化剂的后脱硫工艺，并采用熔硫釜连续熔硫。所谓后脱硫工艺即在进行化学产品（氨和粗苯等）的回收之后再进入脱硫工段的工艺。来自粗苯工段后的煤气，进入脱硫塔底部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流洗涤接触后，煤气中H2S含量小于0.02g/Nm3，送煤气管网进行循环利用。在熔硫釜中熔硫，进行硫的回收。由再生塔溢流出的硫泡沫进入熔硫釜，经过蒸汽间接加热，底部放料产出硫膏；脱硫液由上部溢流回循环槽中，循环使用。

Na2CO3溶液已提前配置，可以方便的调整脱硫液的碱度，使碱液碱度易于控制，使反应速度控制到最优状态。由于Na2Sx的生成，使得原沉淀于脱硫塔填料上的硫迅速参与与NaHS的化学反应，而被转化成Na2Sx令沉淀硫得以疏松，起到清塔的作用。由于本工艺是放在粗苯工艺之后，因而煤气中的细颗粒煤粉、焦油、萘等杂质已被处理掉。因而，获得的生成物中硫含量较高，可以应用连续熔硫专利技术在熔硫釜进行连续熔硫。在熔硫釜中熔硫，进行硫的回收。由再生塔溢流出的硫泡沫进入熔硫釜，经过蒸汽间接加热，底部放料产出硫膏；脱硫液由上部溢流回循环槽中，循环使用。

3 结论

（1）在第一次改造试验中，增加了风机的风量，装煤过程中机侧荒煤气溢出现象得到了根本解决；

（2）在第二次改造试验中，对气液分离器进行了相关的调整，从根本上解决了消烟除尘脱硫装置（主要是指该装置的烟囱构造）的烟尘硫的排放问题；

（3）通过改造该消烟除尘脱硫装置实际烟尘排量小于85 kg/h标准排量为1.72kg/h，工艺改造后，经测试，H2S含量达到20mg/Nm3以下，烟气中硫的减排率减少了98.5%。该研究结果表明，通过二次改造减少了颗粒物、焦炉含硫烟尘以及苯并芘等物质的排放，改造效果理想。

参考文献：

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[2]苗钧.火落管理在捣固焦炉中的应用[J].燃料与化工，2010（01）：5-7.

[3]Yan Pengfe.The choice of tamping coke oven dust[J].Friend of Science Amateurs ，2012（05）：123-124.

作者简介：张硕（1987-），女，山东泰安人，硕士研究生，研究方向：工业“三废”处理及环境保护。