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对引进焦炉煤气净化技术的评述
作者:管理员    发布于:2016-12-06 11:06:44    文字:【】【】【

  建国以来煤气净化技术的发展与现状焦化工业是国民经济中的重要行业之一,它分布于冶金、化工、城建、煤炭等部门,据统计资料表明,焦化行业分布于全国大江南北二十七个省、市、自治区,遍及全国各地,全国共有焦化企业200余家,其中年生产能力超过100万吨的约占十分之一。现有炼焦年生产能力超过亿吨,中国焦炭产量己跃居世界位,焦化产品百余种。焦炭主要用于钢铁工业炼铁,还为化工、机械等部门提供原料和燃料;各种化工产品是化学工业、医药、轻工、国防等部门的重要原料;焦炉煤气除了供给工业部门燃料和制造化肥,还供给城市煤气。焦化工业对国民经济的发展和城市建设起到了重要作用。

  中国焦化工业,从建国以来,大体上经过三次里程碑式的飞跃。次飞跃是20世纪50年代至60年代初,中国有了自行设计制造装备的58型焦炉为代表的焦化厂;第二次飞跃是20世纪60年代中至70年代初,以攀钢建设为重点,以炭化室高5.5米焦炉为代表,并集中采用了多项新技术和新装备的焦化厂;第三次飞跃是改革开放以来,以宝钢及部分应用国外技术进行改造、扩建而建成的具有20世纪90年代水平的焦化厂。当然,在这三次飞跃中,由于中国地域辽阔,发展水平不平衡,所以各地又因地制宜地建成了一大批中小型焦化厂。改革开放以来,以经济建设为中心,焦化行业与其它行业一样,得到了的发展,在主要技术环节上,取得了可喜的成就,在很多方面赶上和接近了世界先进水平。

  焦炉煤气净化是焦化厂中重要组成部分。多年来,中国各焦化厂大部分在沿用由前苏联引入焦炉炉型相配套的初冷洗氨终冷洗苯的煤气净化(或称煤气回收)工艺流程。自20世纪50年代末起,中国焦化工作者冲破旧的工艺模式,创造性地设计和开发了与中国自行设计的58型焦炉和其它炉型相适应的焦炉煤气净化工艺,如:氨水流程、硫铵流程、A.D.A脱硫工艺、改良A.D.A脱硫工艺、氨焚烧工艺、单塔脱苯工艺、氨法脱硫、污水处理工艺等技术。但这些煤气净化工艺经各厂实践表明,存在着净化效果差、设备腐蚀严重、氨苯回收率低、产品质量差、环境污染较严重等缺点,与生产发展、环境保护及城市煤气的需要还很不相适应,与世界先进水平相比有较大差距。20世纪70年代末以来,国内一些焦化厂配合大容积焦炉投产,通过与国外厂家联合设计、技术引进等方式先后采用了全负压煤气净化工艺、A.S洗涤脱硫脱氰工艺、脱酸蒸氨工艺、无饱合器法硫铵工艺、F.R.C脱硫脱氰工艺、索尔菲班法脱硫工艺、冷法和热法弗萨姆无水氨工艺、氨分解克劳斯工艺等国外先进技术,并在设备和材料国产化方面取得了突破性的进展,把中国煤气净化技术和装备推向了国际先进先列。这些煤气净化用脱硫脱氰等先进工艺的引进,无疑对焦化企业煤气净化技术的改进和提高起到了重要作用。

  几种主要引进的焦炉煤气净化工艺的基本特点2.1T.H法脱硫脱氰的煤气净化工艺该工艺流程是从焦炉煤气集气管来的80~9(TC煤气先进入间一一直冷初冷器(间接初冷器仍采用传统的立管式间接初冷器),煤气冷却至30°C进入V.S电机可以调速的单级煤气鼓风机,加压后进入电捕焦油器,除去焦油雾,然后进入脱硫塔,脱出硫化氢和氰化氢,再进入酸洗塔(氨吸收塔),即无饱和器法生产硫铵。脱氨后的煤气进入两段空喷洗苯塔洗苯后,得到净化的煤气送至用户。

  其工艺特点是以煤气中的氨和剩余氨水蒸馏出的氨为碱源,用1.4萘醌-2-磺酸钠作脱硫的催化剂进行脱硫,脱硫液蒸发浓缩后进入湿式氧化塔,将脱硫液中的NH4OH、S、NH4CNS、(NH4)2S203全部氧化成(NHSCX及C02,氧化液进入硫铵工段生产硫铵,达到脱除H2S和HCN的目的。

  2-2A-S法脱硫脱氰的全负压煤气净化工艺该工艺流程是从焦炉集气管来的80~9(TC煤气先进入三段冷却的横管式间接初冷器,将煤气冷却运载25°C以下,进入电捕焦油器除焦油雾,再进入脱硫塔、洗氨塔、洗苯塔,后进入鼓风机加压,净化后的煤气送至用户。

  此工艺流程的特点是改变了传统的正压净化煤气工艺,全部净化过程是在负压状态下进行的,全负压净化流程使整个煤气净化过程处于低温下,避免了风机处于前部时带来的煤气温度的波动起伏变化,不需要终冷,流程短,简化了设备,有利于洗涤吸收。由于煤气在低温下输送,减少了介质的腐蚀和容积。脱硫方法采用AS脱硫,依靠煤气中的氨为碱源进行氨水脱硫,脱硫富液经过过滤,进入克劳斯炉在1100―120(TC和富氧条件下锻烧成硫磺,同时产生一部份低热值煤气回配入焦炉煤气系统中。

  另外,脱硫富液也可用去生产硫酸,将酸再送入饱和器,采用酸洗法生产硫酸铵。

  2.3F.R.C脱硫脱氰的煤气净化工艺该工艺流程是从焦炉集气管来的80―90C煤气先进入两段冷却的横管冷却器,经过调速煤气鼓风机、电捕焦油器等设备,用苦味酸作催化剂脱硫脱氰,脱硫富液经过蒸发浓缩后进入库珀克斯法制酸设备,得到的硫酸送入硫铵工段的氨洗涤塔,吸收煤气中氨,煤气经洗氨后送到粗苯工段终冷塔、脱萘塔、洗苯塔,净煤气送至用户。

  此工艺的特点也是以煤气中氨为碱源,用苦味酸作催化剂脱硫脱氰,脱硫液是经锻烧制酸,再去生产硫铵。

  2.4弗萨姆法生产无水氨的煤气净化工艺在此煤气净化工艺中,采用的是氨水脱硫工艺进入蒸氨脱酸,弗萨姆工艺吸收氨生产无水氨,再合成尿素。酸性气体中HCN在黄血盐吸收塔用碱液吸收后去生产黄血盐。酸性气体中的H2S进入制酸的燃烧炉,燃烧制酸生产浓H2S04c其煤气净化的前后工艺和其它正压净化工艺相似。

  此工艺的特点是将煤气当中的氨回收后,采用弗萨姆工艺生产无水氨,用无水氨和高炉煤气燃烧后的废气进入尿素合成塔合成尿素,酸性气体中的HCN去生产黄血盐,H2S去烧制成硫酸。

  对引进煤气净化技术的几点设想引进的煤气净化技术重要的在于消化移植和改造创新。上述介绍的几种引进的煤气净化及煤气脱硫脱氰工艺技术均为几个焦化工业发达国家或几个公司的正在采用先进技术和先进设备,对中国较落后的传统煤气化工艺的技术改造起到了重大的推动作用,中国焦化工作者应在消化移植这些先进技术时逐步积累较完整的技术数据、技术经济指标(投资、占地、能耗、效益等)以及与国内厂家对比数据等,以利于因地制宜地编制我们自己的设计规范和操作规范。

  从现有的己经引进的煤气净化工艺分析和十几年来生产实践表明,我们己经比较成熟的掌握了工艺操作、设备结构,而相当一部分技术、设备、材料国内己可以解决。因此,焦炉煤气的净化的软件引进己没有太大必要了,对己经引进的硬件、关键设备及材质等,应组织有关研究和生产设计部门进行攻关,暂时可能耗资大一些,但从长远上看,经济上是合理的,它有利于我国整个煤气净化技术消化吸收。

  煤气净化技术引进大都为某一个企业单独进行的,这些技术经消化吸收后,不应成为某些企业单独或局部所有,财富应当为国家全民所有,这才体现了社会主义制度的优越性,因此说在国内引进技术不应当保密。为避免重复引进,国家主管部门应制定有偿转让政策,明确规定受益单位向持有引进技术单位支付合理的补偿费。引进厂对被转让厂家应提供有关技术方案、技术规程、开工与操作细则以及技术咨询等,保证移植技术工程施工、开工调试及生产正常进行。对于重大技术难点,应在国家有关部门下,组织各方面专业技术人员进行专项课题探讨和攻关,以利于国内的技术推广。这样,不仅国家节省大量外汇支出,又打破了引进技术的局部垄断,有利于促进新工艺、新技术、新材料的广泛移植,进而加速焦炉煤气净化技术更新改造,振兴和发展我国的焦化工业。

  进一步更新观念,深化对煤气净化的认识。

  自20世纪50年代以来,传统观念一直认为焦炉煤气自焦炉引出后系统称为化产回收,只着眼于回收煤气中的氨、苯、焦油(统称三大回收)。自宝钢20世纪70年代末引进日本M焦炉后先在国内把化产回收称谓煤气精制(即煤气净化)。煤气净化即把煤气作为一种有一定质量或较高质量要求的产品来看待了,同时要得到高质量的化学产品。目前,全国进入中老年期的炉龄在20年以上的焦炉约占三分之一以上,面临二十一世纪初停炉大修,那么,在这些焦炉大修改造时,各焦化企业应与焦炉大型化相配套的煤气净化工艺上给予很高的重视,对于那些中小型企业的简易或陈旧的煤气净化工艺以及土焦生产厂家也应按国家有关技术政策予以改进解决。

  不管是煤气净化传统工艺,还是引进的新工艺,实践己证明,煤气净化中初冷是基础,电捕是关键,为了确保煤气净化能顺利进行,初冷器和电捕焦油器的选用和效果是十分重要的,生产管理上应进一步提高认识,并从技术上、操作上、管理上加强这方面的工作。尤其应加强对电捕焦油器的研究,焦化安全规程中(GB12710―91)规定,应设煤气含氧量超过1.0时自动断电联琐装置,一些厂操作实践表明,1.0的规定似乎有些偏严或保守,由此而带来后果是电捕焦油器经常处于频繁的开开停停状态,直接影响了后序工段的正常运行。

  应建议向有关部门反映进行修定或作重新探讨,放宽煤气安全含氧量的要求,以利于煤气净化工艺生产的发展。

  另外,在焦炉操作方面,应重视焦炉高压氨水无烟装煤操作的管理,采取有力措施尽可能减少煤气挟带烟尘对煤气净化效果及焦油质量的影响。

  关于煤气净化装置污水污染的控制。

  早在20世纪60年代,中国就进行了污水的生化的两级处理,在大中型焦化厂中先后建成了几十套污水处理装置,处理后废水酚含量均可达到国家标准,氰化物含量部份可达到国家标准。但由于老的煤气净化工艺产生的污水量大,且水量和水质不稳定,就更加了废水处理难度。再加上某些焦化厂的操作水平不高和重视不够,造成外排水合格率偏低,今后应加强管理,使己建成的装置能发挥应有的效能,并进一步完善新建的装置。

  随着中国环保工作管理的加强,对工厂外排污水水质要求越来越严格。按国家环保条例规定,从1994年起开始对焦化污水中氨氮浓度有规定,应引起各厂的足够重视。目前,国内鞍山焦化耐火设计研究院己开发的A―0技术可将污水中氨氮脱至15mg/L国外己推行间歇式或序批式的生化技术,这种处理方法占地面积小,投资省,更适合我国大批中小型焦化厂选用。

  在氨脱除回收方面,除引进的弗萨姆法生产无水氨或尿素,间接法饱和器生产硫铵及氨分解生产硫磺等,也可以结合市场需求,在引进的煤气净化装置中,进一步探索开发氨的新产品,如:磷铵和氯化铵。

  诚然,我们当前在焦炉煤气净化技术的研究与引进消化吸收国外先进技术方面作了大量工作,取得了的成就,但也存在着一些问题令人思考,上述仅就对煤气净化工艺特点提出几点粗浅看法,供与同行商榷。

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