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脱硫过程中硫泡沫处理工艺选择
在焦油质量的提高阶段, 对焦油样品进行了监 测。 测试结果表明, 焦油 QI 含量降低了, 焦油水 分和灰分也降低了, 并对焦油 QI 含量与焦油水分 和灰分的关系进行了测试。 当焦油 QI 含量增加时,
黏度增加, 流动性降低, 使之很难与水分离, 因 此, 水分含量增加。 当焦油 QI 含量增加时, 灰分 含量也增加: ①当 QI 含量高是由副产物有关的碳 引起时, 灰分含量相对低。 ②当 QI 含量高是由煤 粉和焦粉引起时, 灰分含量高于第一种情况。 ③当 QI 含量高是由混杂材料引起的, 灰分含量最高。
4 使用效果
熔硫釜法生产熟硫工艺无论从工艺、 设备、 运 行, 还是环保、 节能等各方面都有很大的缺点, 我 厂已经将此工艺淘汰, 将离心机法与压滤机法作对 比, 见表 1。
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2011年 3 月
燃料与化工
第 42 卷第 2 期
Fuel & Chemical Processes
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压滤机设备运行可靠, 维修
备, 检修难度非常大
量非常小
压滤机产生 的清液含悬 浮硫 0.5%, 大 大 降 低 了悬浮硫堵塞塔体和设备的几率, 提高了气液传质 效率和脱硫效果。 生产的硫膏含水量低, 呈块状固 体, 易于运输, 在接硫和运输过程中减少了环境污 染, 环保效果显著。 以我厂原来 5 台离心机连续运 转 计 算 , 使 用 压 滤 机 节 约 电 费 和 维 修 费 用 200 万 元/a。 压滤机法具 有节能、 环保 、 自 动 化 程 度 高 、 维护费用少等优点, 在我厂使用情况较好。
硫膏质量 清液含悬浮硫量
悬 浮 硫 量 0.5%, 硫 膏 呈 块 状
1.1%
固体, 易于运输
节能效果 55kW 电机
电机 5.5kW, 能耗低
基本无氨气体腐蚀, 硫膏含
环保效果 基本无氨气体腐蚀 水低, 运输过程中可大大减
少环境污染
控 制 系 统 可 自 动/手 动 切 换 ,
离心机属高速运转设
自动化程度
的炭黑增多炭黑进行了测试, 数据表明, 炭黑 的量远高于高温炭的量, 证明了空气进入是 QI 含 量高的主要原因。 经验证明, 当焦油 QI 总的含量 增加时, 炭黑与高温炭的比率也随之增加。
2008 年测得的装 煤时 烟 尘 外 泄 结 果 和 焦 炉 煤 气中的高氧气含量表明, 空气的进入是焦油 QI 含 量升高的主要原因。 空气主要以 3 种途径进入焦 炉: 偏移的装煤套筒、 裂开的桥管和泄漏的机、 焦 侧炉门。 装煤时, 大量空气进入焦炉, 会引起装煤 时烟尘外泄。 校准装煤套筒、 降低桥管和炉门的泄 漏, 逐渐减少了装煤时烟尘外泄, 焦油质量也随之 提高。
甘李军 编辑
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复热式单侧烟道焦炉
本实用新型涉及一种能便捷地控制机侧及焦侧的煤气、空气和废气量的复热式单侧烟道焦炉,包括蓄 热室、小烟道、废气开闭器和烟道,机、焦侧蓄热室贫煤气和空气进口同时设在机侧或者焦侧;蓄热室在 焦炉加热系统中心位置设有中心隔墙,将蓄热室分成机侧蓄热室和焦侧蓄热室,小烟道从机侧到焦侧贯 通;蓄热室底部与小烟道之间设有收缩型篦子砖和扩散型篦子砖,使小烟道与蓄热室相通。与现有技术相 比,本实用新型的有益效果是:煤气和空气均从机侧或者焦侧进入炉内,废气在同一侧排出,三者的气量 可在同一侧进行调节;在焦炉同一侧设废气开闭器、烟道和贫煤气加热管道,节省了设备投资,并显著改 善了操作走廊和焦炉地下室处焦炉操作人员的操作环境。
张晓林 编译自 《AISTech 2009 Proceedings》
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表 1 离心机法与压滤机法处理硫泡沫比较
项目
离心机法
压滤机法
硫膏含 水 35%~45%, 硫 膏 含 水 22%~27%, 清 液 含
燃料与化工
Mar. 2011
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Fuel & Chemical Processes
Vol.42 No.2
脱硫过程中硫泡沫处理工艺选择
李国亮 栾兆爱 蒋秀香 (莱芜钢铁股份有限公司焦化厂, 莱芜 271104)
莱 钢 焦 化 厂 现 有 6 座 JN60 -6 型 焦 炉 , 2 座 JN43-80 型焦炉 , 年产焦炭 400 万 t, 煤气发生 量 210 000m3/h, 共 有 3 套 煤 气 脱 硫 系 统 , 均 采 用 HPF 湿 式 氧 化 法 脱 硫 工 艺 。 在 HPF 脱 硫 工 艺 中 , 再生塔顶生成的硫泡沫需经浓缩处理, 以回收含有 氨水和催化剂的脱硫清液, 从而使悬浮硫浓缩为一 定含水量的硫膏。 在硫泡沫处理方法上我厂先后使 用过熔硫釜法、 离心机法和压滤机法, 几种方法工 艺不同, 现对比介绍如下。
收稿日期: 2010-07-15 作者简介: 李国亮 (1983-), 男, 工程师
旋刮刀, 将硫膏刮下, 输送到排渣口排出。 清液由 离心机另一端的支撑挡板控制, 从溢流口排出返回 脱硫系统。
转筒的运转由主电机传动, 螺旋刮刀的运转是 用差动电机传动。 调节转速和溢流挡板可达到调节 硫膏含水的目的。
3 压滤机法生产生硫工艺
压滤机法和离心机法都是利用硫泡沫中清液和 硫颗粒的物理性质不同, 从而达到分离的目的。 不 同的是离心机利用密度差别, 而压滤机法利用过滤 原理, 使用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介 质 (如滤布), 使硫泡沫中的固、 液得到分离。 压 滤机法利用外来压力完成过滤, 悬浮硫颗粒在 2 块 滤布间积聚, 清液通过滤布进入清液管返回脱硫系 统, 硫膏含水率和清液中悬浮硫含量受外来压力大 小和滤布孔径影响。 硫泡沫直接用泵由原料入口进 入压滤机, 原料泵的压力可以使硫泡沫中清液和悬 浮硫通过滤布进行初步过滤, 进料过程基本无清液 压出时。 停止进料后利用压缩空气进一步压滤, 压 滤完成后滤饼呈块状可装槽或装袋外运。
2 离心机法生产生硫工艺
离心机法利用硫泡沫中悬浮硫与清液的密度不 同, 将清液和悬浮硫在离心机中分层引出, 达到分 离的目的。 具体操作: 含悬浮硫的硫泡沫用泵送入 离心机的转筒内, 转筒旋转后, 由于悬浮硫的密度 大, 产生的离心力也大, 离心力迫使悬浮硫迅速在 转筒上沉积, 而清液则停留在转筒的中心部位。 沉 积在转筒内壁的近似固体的硫膏, 通过转筒内的螺
加拿大 Hamilton 焦化厂 7# 焦炉的运行表明: 1) 焦油 QI 含量随炉顶空间的增大而增加, 随 炉顶空间的减小而减小。 炉顶空间增大可引起炉顶 温度的升高。 2) 当进入焦炉的空气量增加时, 焦油 QI 含量 增加, 空气进入也会加剧装煤时烟尘外泄。 3) 焦 油 QI、 灰 分 和 水 分 彼 此 相 关 , QI 含 量 高, 则水分和灰分含量相应增加。 4) 对焦油样品进行岩相学分析, 对研究焦油 QI 含量高具有指导意义。
该法为 HPF 脱硫 工艺最初配 套设计 , 优 点 是 硫 膏 含 水 低 , 在 5%以 下 , 作 为 熟 硫 产 品 可 销 售 。 但弊病也较多: ①熔融硫收集、 冷却和排清液时, 会散发大量含氨废气, 对大气及周围环境造成污 染; ②设备容易腐蚀, 检修频繁; ③常温硫泡沫利 用蒸汽加热, 清液必须冷却至常温, 浪费了大量蒸 汽和部分冷却水; ④返回系统的清液所含悬浮硫颗 粒已被加热成熟硫颗粒, 在再生塔内无法再形成硫 泡沫, 极易堵塞设备和塔内填料。
1 熔硫釜法生产熟硫工艺
熔硫釜法利用单质硫在 120℃左右可达到熔融 状态, 将硫泡沫送到熔硫釜中, 利用间接蒸汽加 热, 使硫熔融后与清液分层。 熔硫釜顶部压力较高 时, 从顶部泄压排清液至清液槽, 降温后返回脱硫 系 统 , 重 复 进 料 2~3 次 , 直 至 熔 硫 釜 内 基 本 无 清 液时进一步加热熔融, 底部熔融硫放入收集装置, 自然降至常温后外运。
[专利申请号 200720016770.0 专利发明人: 姚 椁 杨俊峰 蔡承祐]
用离心机处理硫泡沫的方法开始应用后, 以其 运转连续、 环保、 无污染等优势被推广。 但在运行 过程中, 发现此法也存在非常明显的缺点: ①硫膏 含 水 在 30%以 上 , 若 含 水 降 低 , 则 极 易 使 下 料 口 堵塞, 进而机壳内堵塞后离心机需检修清理; ②离 心机属高速运转设备, 其检修难度非常大, 机体检 修必须返厂, 所以费用增加; ③硫膏含水较高, 在 接硫和运输过程, 硫膏易溅出, 现场环境恶劣。