氨水脫硫:高硫煤煉焦過程的脫硫技術以有機硫為主的高硫煤,洗選后精煤硫份比原煤更高。焦煤中的硫份只有30%-50%經裂解進入煤氣中,大部分硫殘留在焦炭中,根據硫份在焦炭中的位置,可將脫硫技術分為入爐前脫硫,焦化過程脫硫和煤氣脫硫三個階段過程,明晟環保專家介紹高硫煤入焦爐前物理、化學法脫硫,焦化過程高溫加氫(焦爐煤氣)脫硫工藝和煤氣中硫元素回收利用進行最終脫硫。
一.焦煤入焦爐前脫硫1.1無機硫的脫除無機硫脫除一般以物理法為主,它主要以硫鐵礦和硫酸鹽的形態存在于煤的夾層中,以地質結合為主,由于國內原煤洗選工藝一般以脫灰為主,原煤中無機硫的脫除率一般在40%左右,如將原煤洗選粒度降至一定程度,硫鐵礦的脫除率可大幅提高,因此只要將部分洗煤設備和工藝加以改進,即可有效的提高無機硫的脫除效率,目前,國內外已有成熟的設備,通過優化洗選工藝,脫除原煤中的硫鐵礦。它工藝可靠,脫除效率高、投資省、運行成本低,已得到洗煤行業的高度重視,一些專業的洗煤廠商已將脫除無機硫做為設計重點,主要采用重力法、浮選法、磁選法等幾種工藝。
1.2有機硫脫除有機硫的脫除是一個復雜的氧化還原過程,一般的工藝條件很難有效的脫除,目前,理論上論證、試驗較多的工藝有:氧化法、硝化法、氯解法、熱解法,堿液法等多種化學脫硫方法,且綜合脫硫效率能達到20-60%。如:利用濃氨水滲透打斷與煤分子的有機結合健,再經過洗選分離出無機硫;利用熱堿液浸泡焦煤8個小時以上(需加熱進行恒溫),生成硫代硫酸鹽再分離;在密封容器中和一定的高溫、高壓條件下,加入空氣氧化煤中有機硫;用NO2有選擇性的氧化煤中的硫分,并以熱堿液處理后水洗;高溫加氫法等。
雖然化學脫硫方法較多,且脫硫效率也較高。但裝置投資大,生產費用高,處理煤量規模小,易造成二次污染,生產條件要求高等弊端,很難規模化生產,只能用于超凈化煤的處理。但有機硫含量高的原煤,一般含灰量較低,價格也偏低,可做為煤焦的配煤,控制焦炭中的總硫和總灰份。
1.3生物脫硫煤的生物脫硫工藝比較簡單,是所有脫硫工藝中投資和運行費用最低的一種方法,它利用某一種針對性強的好氧菌的氧化特性,將煤中的硫鐵礦,硫酸鹽及煤分子中的硫氧化成離子狀態、單質硫(生成硫酸)達到脫硫的目的,且對煤質不產生影響。
二.炭化過程脫硫煤在炭化過程脫硫,是提高焦炭質量的一項重要的措施。煤是在炭化室結焦的過程中、適時、適量、適溫的通入氫氣或焦爐煤氣(含氫55%左右),氫與硫鐵礦發生還原反應,生成H2S和Fe,與硫化物反應生成碳氫化合物和硫化氫。根據可行性研究表明,在新建焦爐設計時增加一個加氫(焦爐煤氣)系統是可行的,但實際應用時的脫硫效果還需進一步驗證,要實現煤在炭化過程脫硫的可行性,需具備以下幾方面條件。
1)參與反應的氫氣量(焦爐煤氣);
2)回爐煤氣溫度;
3)選擇合適的炭化室溫度通入煤氣脫硫;
4)氫化脫硫反應時間控制。
三.煤氣脫硫煤氣脫硫成熟的工藝較多,下面作一簡單的技術分析:
3.1以氨為堿源的HPF脫硫工藝的特點是脫硫效率高,脫硫后的煤氣含硫量小于200mg,但有難處理的鹽類廢液,易造成二次污染;生產尾氣含氨量高也易造成二次污染;脫硫產品硫磺的純度低,質量差,脫硫成本高;由于再生塔排出尾氣和廢液帶氨量較大,可使氨的損失達15%,不但污染了環境,也浪費了氨源;一次性投資大,設備能耗高,生產成本增加,因此新設計的脫硫裝置裝重點考慮節能減排。
3.2AS法脫硫工藝:該工藝雖然脫硫過程不產生污染且硫磺純度高,但脫硫效率較低,煤氣含硫不易達標,且設備材料防腐要求高,生產成本高,推廣使用受到一定限制。
3.3真空碳酸鉀脫硫工藝:該工藝特點是元素硫質量好,效益好于其它工藝,但需外購堿源、脫硫效率低,脫硫后煤氣含硫較高,另外該脫硫裝置放在洗苯塔后,故存在一定的污染和腐蝕問題。
3.4FAS氨為堿源濕式吸收工藝:該工藝是在HPF法基礎上優化創新的一種工藝,該工藝增大了脫硫塔傳質面積,脫硫效率高;在脫酸前增加脫氰裝置,提高了脫氰效率;裝置回收的硫磺純度高,系統無廢液產生,工藝比較先進,但設備較多,一次性投資偏大。
綜合煤氣脫硫工藝,雖然脫硫效率、二次污染、一次性投資、生產成本、工藝復雜程度有差異,但脫硫效率都能達到或接近國家指標要求,因此,處理的工藝難度要小于固態脫硫。
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