浅谈宣钢焦化AS脱硫工艺

摘要：本文主要介绍了宣钢焦化厂净化车间AS煤气脱硫工艺技术、流程特点。

关键词：AS循环；脱硫；洗氨 ；煤气净化

中图分类号：TU74文献标识码： A

1、前言

宣钢焦化厂煤气净化生产系统为张家口城市气源工程重要组成部分，煤气净化项目做为JN60―6型两座焦炉的配套项目仍采用全负压焦炉煤气净化回收工艺，担负着60000Nm3/h的焦炉煤气净化、输送和化产品回收的重任。宣钢焦化厂从德国卡尔•斯蒂尔公司引进的全负压焦炉煤气净化回收工艺，该技术的特点是采用AS循环洗涤的全负压煤气净化流程，并在工艺中配置“ECS”系统来消除静止设备可能外漏的污染性气体，实现了环保与节能的双赢。

AS循环脱硫的全负压煤气净化工艺的技术要点之一，就是高度重视强化初冷，将焦炉煤气冷却到18～22℃，最大限度地把煤气中的焦油和萘析出，以保证在初冷后洗涤工序的煤气温度高于集合温度时，不再有萘析出，从而取消了传统流程中萘的处理装置。该工艺是把对煤气的洗氨与脱硫和脱硫母液的再生与蒸氨有机地结合在一起。在脱硫塔内依靠氨汽为热源，热解提馏脱硫富液中的酸性气体，富液中的H2S、CO2、HCN被热解提馏出去，使脱硫液得以再生，而且还增加了脱硫贫液中游离氨含量，这是AS循环脱硫具有较高的脱硫效率的关键。

2、流程简介

焦炉煤气依次通过脱硫塔下段、上段，洗氨塔下段和上段，脱除H2S、NH3。游离氨塔塔底得到的蒸氨贫液，经脱硫富液与洗氨贫液换热器与脱硫富液换热，再经洗氨贫液冷却器冷却到22℃后，送二号洗氨塔的上段进行喷淋，与脱硫塔塔顶来的煤气逆流接触吸收煤气中的氨，洗氨后得到的洗氨富液送脱硫塔顶与剩余氨水混合进入脱硫塔的上段，吸收H2S、NH3，再经富氨水冷却器冷却，然后与脱硫贫液混合进入脱硫塔的下段，自上而下与煤气逆流接触，煤气中的硫化氢、氰化氢、二氧化碳等酸性气体与脱硫贫液中的氨进行反应，发生的化学反应为：

NH3・H2O+H2SNH4HS+H2O

NH3・H2O+ HCNNH4CN+H2O

NH3 +CO2+ H2O(NH4)2CO3

上述反应是放热反应，为保证洗涤塔从上而下等温吸收，在第四、五塔段设两个循环冷却段：洗涤液在塔段断液盘用泵部分抽出，通过冷却器冷却至稍高于煤气入口温度后送入该塔段顶循环喷洒，最终使出塔煤气的H2S、HCN降至规定值之内。塔底洗涤液从液封槽满流至富液槽。

从H2S洗涤塔顶出来的煤气进入1洗氨塔底部与塔顶来的洗氨半富液（2洗氨塔底洗涤液含氨2g/l）逆流接触脱除煤气中的氨，从1洗氨塔顶出来的煤气进入2洗氨塔底，与塔顶喷淋的蒸氨废水和第三段喷淋的蒸氨废水逆流接触，进一步脱除煤气中的氨。

2洗氨塔底半富液经冷却后后送到1洗氨塔顶，1洗氨塔底洗涤富液经冷却后送到H2S洗涤塔顶。洗氨塔底均设有满流安全水封槽，防止仪表失灵，停电等事故情况下洗涤液通过水封槽直接满流到富液槽。

剩余氨水若符合洗涤要求（含氨小于2.5 g/l），可选择送至1洗氨塔第三段，2洗氨塔第第三段或塔底洗氨，选择入口的原则是剩余氨水的组成接近该处洗涤液的组成。剩余氨水浓度较高，直接送到蒸氨塔或富液槽。从节能和减少蒸氨脱酸负荷考虑，剩余氨水直接送入洗氨塔是最经济的方法。

为进一步脱除煤气中的H2S、HCN，将2～4的NaOH溶液送至2洗氨塔的碱洗段（2、3段）洗涤煤气，进一步脱硫脱氰，其反应为：

NaOH+H2SNa2S+ H2O

NaOH+ HCNNaCN+ H2O

通过碱洗最终将煤气中H2S脱除至0.2 g/m3，排出的NaOH洗涤液通过位差进入H2S洗涤塔的下段，与入塔煤气接触，实现预脱硫，并与全部洗涤水汇合流至富液槽。

H2S和氨洗涤塔均为钢板网填料塔，两段填料之间设有洗涤液再分配盘，将来自上段填料的洗涤液通过分配盘在下段进行再分配。

3、工艺特点

3.1实现了循环经济

在脱酸塔内依靠氨气为热源，热解提留脱硫富液中的酸性气体H2S、HCN、CO2，使脱硫液得以再生，同时还增加了脱硫贫液中游离氨含量，这是AS循环脱硫具有较高脱硫效率的主要原因，经济实惠；通过加碱(NaOH)降低蒸氨废水中的固定铵含量(0.2g/L)增加洗涤废水量，节约软水；洗涤和再生两大工艺连接在一起，把从焦炉煤气中脱出的转入液相的NH3、H2S、HCN，经过蒸氨脱酸系统蒸出，产生的贫液、废水进行洗涤，实现了循环经济。

3.2 AS循环脱硫设备少，流程短，工艺系统性极强，操作难度较大

塔与塔之间，同一塔的上下段之间相互依赖相互制约的特点非常突出。如果脱硫塔的上段洗氨效果差，则富氨水的含氨低，既会影响下段脱硫，又加重了洗氨塔的负荷，蒸氨系统的操作直接影响着脱硫效率，脱酸贫液的组成又严重影响着煤气脱硫水平，蒸氨废水的组成决定了煤气洗氨水平。

3.3 水源选择多

氨的洗涤可用软水、剩余氨水、蒸氨废水，也可以混合使用，从节能的角度可不用软水，改用蒸氨废水,前提是通过加碱(NaOH)降低蒸氨废水中的固定铵含量(0.2g/L).

3.4低温水用量较大

为保证煤气净化效果，脱硫塔、洗氨塔的温度水平较低，而且循环液量大，故低温水用量较多。所以提供足够的低温用水，是AS循环法脱硫效率的关键。目前通过及时开启制冷机组设备，保证有足够的低温水供应能力。

4、工艺操作要点

4.1加强初冷和洗涤冷却器的操作，保证洗涤塔在低温下操作，有利于煤气的净化吸收，同时重视H2S洗涤塔循环段冷却器的使用，一般在20～23℃较佳。

4.2在洗涤操作中，提高富氨水浓度，提高脱酸贫液NH3H2S比，增大脱酸贫液量，能有效的提高洗H2S、HCN效果。

4.3重视入洗涤塔煤气、洗涤液的除焦油操作，洗涤塔阻力增大，要及时清洗，否则会影响洗涤效果。

4.4操作中，要特别注意保证入洗苯塔洗涤液温度高于入塔煤气温度1～2℃。

4.5合理选择脱硫液与煤气的接触时间，由于脱硫液吸收CO2比H2S的速率慢得多，因此缩短企气液接触时间是提高选择性的有效方法，实践证明，气液接触时间控制在5秒以内可完成氨水对硫化氢的选择吸收，在实际操作中，可通过增加煤气流速（煤气大循环量）和改变贫液入口位置来实现选择吸收。