氨水脫硫:高硫煤煉焦過(guò)程的脫硫技術(shù)以有機(jī)硫?yàn)橹鞯母吡蛎?,洗選后精煤硫份比原煤更高。焦煤中的硫份只有30%-50%經(jīng)裂解進(jìn)入煤氣中,大部分硫殘留在焦炭中,根據(jù)硫份在焦炭中的位置,可將脫硫技術(shù)分為入爐前脫硫,焦化過(guò)程脫硫和煤氣脫硫三個(gè)階段過(guò)程,明晟環(huán)保專(zhuān)家介紹高硫煤入焦?fàn)t前物理、化學(xué)法脫硫,焦化過(guò)程高溫加氫(焦?fàn)t煤氣)脫硫工藝和煤氣中硫元素回收利用進(jìn)行最終脫硫。
一.焦煤入焦?fàn)t前脫硫1.1無(wú)機(jī)硫的脫除無(wú)機(jī)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(tài)存在于煤的夾層中,以地質(zhì)結(jié)合為主,由于國(guó)內(nèi)原煤洗選工藝一般以脫灰為主,原煤中無(wú)機(jī)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(shè)備和工藝加以改進(jìn),即可有效的提高無(wú)機(jī)硫的脫除效率,目前,國(guó)內(nèi)外已有成熟的設(shè)備,通過(guò)優(yōu)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(yùn)行成本低,已得到洗煤行業(yè)的高度重視,一些專(zhuān)業(yè)的洗煤廠(chǎng)商已將脫除無(wú)機(jī)硫做為設(shè)計(jì)重點(diǎn),主要采用重力法、浮選法、磁選法等幾種工藝。
1.2有機(jī)硫脫除有機(jī)硫的脫除是一個(gè)復(fù)雜的氧化還原過(guò)程,一般的工藝條件很難有效的脫除,目前,理論上論證、試驗(yàn)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(xué)脫硫方法,且綜合脫硫效率能達(dá)到20-60%。如:利用濃氨水滲透打斷與煤分子的有機(jī)結(jié)合健,再經(jīng)過(guò)洗選分離出無(wú)機(jī)硫;利用熱堿液浸泡焦煤8個(gè)小時(shí)以上(需加熱進(jìn)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(jī)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(xué)脫硫方法較多,且脫硫效率也較高。但裝置投資大,生產(chǎn)費(fèi)用高,處理煤量規(guī)模小,易造成二次污染,生產(chǎn)條件要求高等弊端,很難規(guī)模化生產(chǎn),只能用于超凈化煤的處理。但有機(jī)硫含量高的原煤,一般含灰量較低,價(jià)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(jiǎn)單,是所有脫硫工藝中投資和運(yùn)行費(fèi)用最低的一種方法,它利用某一種針對(duì)性強(qiáng)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(tài)、單質(zhì)硫(生成硫酸)達(dá)到脫硫的目的,且對(duì)煤質(zhì)不產(chǎn)生影響。
二.炭化過(guò)程脫硫煤在炭化過(guò)程脫硫,是提高焦炭質(zhì)量的一項(xiàng)重要的措施。煤是在炭化室結(jié)焦的過(guò)程中、適時(shí)、適量、適溫的通入氫氣或焦?fàn)t煤氣(含氫55%左右),氫與硫鐵礦發(fā)生還原反應(yīng),生成H2S和Fe,與硫化物反應(yīng)生成碳?xì)浠衔锖土蚧瘹?。根?jù)可行性研究表明,在新建焦?fàn)t設(shè)計(jì)時(shí)增加一個(gè)加氫(焦?fàn)t煤氣)系統(tǒng)是可行的,但實(shí)際應(yīng)用時(shí)的脫硫效果還需進(jìn)一步驗(yàn)證,要實(shí)現(xiàn)煤在炭化過(guò)程脫硫的可行性,需具備以下幾方面條件。
1)參與反應(yīng)的氫氣量(焦?fàn)t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(yīng)時(shí)間控制。
三.煤氣脫硫煤氣脫硫成熟的工藝較多,下面作一簡(jiǎn)單的技術(shù)分析:
3.1以氨為堿源的HPF脫硫工藝的特點(diǎn)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(lèi)廢液,易造成二次污染;生產(chǎn)尾氣含氨量高也易造成二次污染;脫硫產(chǎn)品硫磺的純度低,質(zhì)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(dá)15%,不但污染了環(huán)境,也浪費(fèi)了氨源;一次性投資大,設(shè)備能耗高,生產(chǎn)成本增加,因此新設(shè)計(jì)的脫硫裝置裝重點(diǎn)考慮節(jié)能減排。
3.2AS法脫硫工藝:該工藝雖然脫硫過(guò)程不產(chǎn)生污染且硫磺純度高,但脫硫效率較低,煤氣含硫不易達(dá)標(biāo),且設(shè)備材料防腐要求高,生產(chǎn)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(diǎn)是元素硫質(zhì)量好,效益好于其它工藝,但需外購(gòu)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(wèn)題。
3.4FAS氨為堿源濕式吸收工藝:該工藝是在HPF法基礎(chǔ)上優(yōu)化創(chuàng)新的一種工藝,該工藝增大了脫硫塔傳質(zhì)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(tǒng)無(wú)廢液產(chǎn)生,工藝比較先進(jìn),但設(shè)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(chǎn)成本、工藝復(fù)雜程度有差異,但脫硫效率都能達(dá)到或接近國(guó)家指標(biāo)要求,因此,處理的工藝難度要小于固態(tài)脫硫。
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