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高爐煤氣精脫硫工藝分析
添加時間:2024-12-22 | 文章錄入:秩名 | 文章來源:原創(chuàng)
1. 高爐煤氣硫成分分析
根據各企業(yè)檢化驗數據分析,目前高爐煤氣中硫元素主要存在形式有兩種,即硫化氫以及羰基硫,其中硫化氫含量約占四分之一,羰基硫約占四分之三。羰基硫(COS)是一種有臭雞蛋氣味的無色氣體,性質穩(wěn)定,但會與氧化劑強烈反應,水分子存在時也會腐蝕金屬??扇?、有毒。
2. 高爐煤氣脫硫存在的難點
目前限于工藝及技術限制。目前國內實現有機硫、無機硫全面脫除的成熟案例幾乎沒有,截至2019年12月,僅山西立恒鋼鐵初步建成精脫硫裝置,但是其運行效果、原理機理仍未得到行業(yè)普遍認可;其他企業(yè),以首鋼遷鋼等環(huán)保先進企業(yè)為代表,行業(yè)內實施了一批高爐煤氣脫除硫化氫(脫酸)地高爐煤氣脫硫工程,但是該工藝僅能對硫化氫實施脫除,未對占比達到四分之三的羥基硫實現脫除,因此為了后續(xù)各用戶穩(wěn)定達標排放,仍需要在焦炭等原輔燃料上進行硫元素的控制。由于首鋼遷鋼有固定低硫原輔燃料供應,因此僅在其單一企業(yè)可行,該經驗無法復制到其他企業(yè)。
除此之外,高爐煤氣本身的工藝特點也成為限制其脫除工藝發(fā)展的主要因素。與較為成熟的焦爐煤氣精脫硫技術相比,高爐煤氣處理量較大;存在易燃易爆、有毒、高壓、高溫等特點,對煙氣處理設備的安全穩(wěn)定性帶來較大挑戰(zhàn);實施精脫硫勢必要對現場總圖布置進行改造,部分企業(yè)現場位置緊湊,施工難度較大。
3. 高爐煤氣精脫硫工藝選取
目前焦爐煤氣精脫硫常用的技術為分子篩吸附法、微晶材料吸附法等,雖然從技術原理上能夠達到相關脫除效果,但是工程造價過于昂貴,以焦爐煤氣精制為例,僅吸附工序工程造價即達到700-900元/Nm3•h,應用于小氣量、高附加值的焦爐煤氣尚有一定的經濟價值,但是若用于低熱值、大氣量的高爐煤氣,將會給企業(yè)帶來沉重的經濟負擔。
因此建議選取“發(fā)電前催化水解+發(fā)電后濕法脫硫化氫”的水解法工藝,根據高爐煤氣中硫含量的情況,先采用水解法將羥基硫轉化為硫化氫,再使用濕法將高爐煤氣中的硫化氫脫除。該工藝經過多家企業(yè)中試、項目技術風險??;目前已經實施精脫硫改造的山西立恒、新興鑄管即為水解工藝;占地相對較小,且投資、運行成本企業(yè)能夠接受。
根據各企業(yè)檢化驗數據分析,目前高爐煤氣中硫元素主要存在形式有兩種,即硫化氫以及羰基硫,其中硫化氫含量約占四分之一,羰基硫約占四分之三。羰基硫(COS)是一種有臭雞蛋氣味的無色氣體,性質穩(wěn)定,但會與氧化劑強烈反應,水分子存在時也會腐蝕金屬??扇?、有毒。
2. 高爐煤氣脫硫存在的難點
目前限于工藝及技術限制。目前國內實現有機硫、無機硫全面脫除的成熟案例幾乎沒有,截至2019年12月,僅山西立恒鋼鐵初步建成精脫硫裝置,但是其運行效果、原理機理仍未得到行業(yè)普遍認可;其他企業(yè),以首鋼遷鋼等環(huán)保先進企業(yè)為代表,行業(yè)內實施了一批高爐煤氣脫除硫化氫(脫酸)地高爐煤氣脫硫工程,但是該工藝僅能對硫化氫實施脫除,未對占比達到四分之三的羥基硫實現脫除,因此為了后續(xù)各用戶穩(wěn)定達標排放,仍需要在焦炭等原輔燃料上進行硫元素的控制。由于首鋼遷鋼有固定低硫原輔燃料供應,因此僅在其單一企業(yè)可行,該經驗無法復制到其他企業(yè)。
除此之外,高爐煤氣本身的工藝特點也成為限制其脫除工藝發(fā)展的主要因素。與較為成熟的焦爐煤氣精脫硫技術相比,高爐煤氣處理量較大;存在易燃易爆、有毒、高壓、高溫等特點,對煙氣處理設備的安全穩(wěn)定性帶來較大挑戰(zhàn);實施精脫硫勢必要對現場總圖布置進行改造,部分企業(yè)現場位置緊湊,施工難度較大。
3. 高爐煤氣精脫硫工藝選取
目前焦爐煤氣精脫硫常用的技術為分子篩吸附法、微晶材料吸附法等,雖然從技術原理上能夠達到相關脫除效果,但是工程造價過于昂貴,以焦爐煤氣精制為例,僅吸附工序工程造價即達到700-900元/Nm3•h,應用于小氣量、高附加值的焦爐煤氣尚有一定的經濟價值,但是若用于低熱值、大氣量的高爐煤氣,將會給企業(yè)帶來沉重的經濟負擔。
因此建議選取“發(fā)電前催化水解+發(fā)電后濕法脫硫化氫”的水解法工藝,根據高爐煤氣中硫含量的情況,先采用水解法將羥基硫轉化為硫化氫,再使用濕法將高爐煤氣中的硫化氫脫除。該工藝經過多家企業(yè)中試、項目技術風險??;目前已經實施精脫硫改造的山西立恒、新興鑄管即為水解工藝;占地相對較小,且投資、運行成本企業(yè)能夠接受。
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