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高爐煤氣精脫硫工藝分析
添加時(shí)間：2024-12-22 | 文章錄入：秩名 | 文章來(lái)源：原創(chuàng)
1. 高爐煤氣硫成分分析
根據(jù)各企業(yè)檢化驗(yàn)數(shù)據(jù)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(wú)色氣體，性質(zhì)穩(wěn)定，但會(huì)與氧化劑強(qiáng)烈反應(yīng)，水分子存在時(shí)也會(huì)腐蝕金屬。可燃、有毒。
2. 高爐煤氣脫硫存在的難點(diǎn)
目前限于工藝及技術(shù)限制。目前國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫全面脫除的成熟案例幾乎沒(méi)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(yùn)行效果、原理機(jī)理仍未得到行業(yè)普遍認(rèn)可；其他企業(yè)，以首鋼遷鋼等環(huán)保先進(jìn)企業(yè)為代表，行業(yè)內(nèi)實(shí)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(duì)硫化氫實(shí)施脫除，未對(duì)占比達(dá)到四分之三的羥基硫?qū)崿F(xiàn)脫除，因此為了后續(xù)各用戶穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，仍需要在焦炭等原輔燃料上進(jìn)行硫元素的控制。由于首鋼遷鋼有固定低硫原輔燃料供應(yīng)，因此僅在其單一企業(yè)可行，該經(jīng)驗(yàn)無(wú)法復(fù)制到其他企業(yè)。
除此之外，高爐煤氣本身的工藝特點(diǎn)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?fàn)t煤氣精脫硫技術(shù)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(diǎn)，對(duì)煙氣處理設(shè)備的安全穩(wěn)定性帶來(lái)較大挑戰(zhàn)；實(shí)施精脫硫勢(shì)必要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總圖布置進(jìn)行改造，部分企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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?fàn)t煤氣精脫硫常用的技術(shù)為分子篩吸附法、微晶材料吸附法等，雖然從技術(shù)原理上能夠達(dá)到相關(guān)脫除效果，但是工程造價(jià)過(guò)于昂貴，以焦?fàn)t煤氣精制為例，僅吸附工序工程造價(jià)即達(dá)到700-900元/Nm3•h，應(yīng)用于小氣量、高附加值的焦?fàn)t煤氣尚有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但是若用于低熱值、大氣量的高爐煤氣，將會(huì)給企業(yè)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
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(jù)高爐煤氣中硫含量的情況，先采用水解法將羥基硫轉(zhuǎn)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(jīng)過(guò)多家企業(yè)中試、項(xiàng)目技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小；目前已經(jīng)實(shí)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(duì)較小，且投資、運(yùn)行成本企業(yè)能夠接受。
根據(jù)各企業(yè)檢化驗(yàn)數(shù)據(jù)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(wú)色氣體，性質(zhì)穩(wěn)定，但會(huì)與氧化劑強(qiáng)烈反應(yīng)，水分子存在時(shí)也會(huì)腐蝕金屬。可燃、有毒。
2. 高爐煤氣脫硫存在的難點(diǎn)
目前限于工藝及技術(shù)限制。目前國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫全面脫除的成熟案例幾乎沒(méi)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(yùn)行效果、原理機(jī)理仍未得到行業(yè)普遍認(rèn)可；其他企業(yè)，以首鋼遷鋼等環(huán)保先進(jìn)企業(yè)為代表，行業(yè)內(nèi)實(shí)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(duì)硫化氫實(shí)施脫除，未對(duì)占比達(dá)到四分之三的羥基硫?qū)崿F(xiàn)脫除，因此為了后續(xù)各用戶穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，仍需要在焦炭等原輔燃料上進(jìn)行硫元素的控制。由于首鋼遷鋼有固定低硫原輔燃料供應(yīng)，因此僅在其單一企業(yè)可行，該經(jīng)驗(yàn)無(wú)法復(fù)制到其他企業(yè)。
除此之外，高爐煤氣本身的工藝特點(diǎn)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?fàn)t煤氣精脫硫技術(shù)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(diǎn)，對(duì)煙氣處理設(shè)備的安全穩(wěn)定性帶來(lái)較大挑戰(zhàn)；實(shí)施精脫硫勢(shì)必要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總圖布置進(jìn)行改造，部分企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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?fàn)t煤氣精脫硫常用的技術(shù)為分子篩吸附法、微晶材料吸附法等，雖然從技術(shù)原理上能夠達(dá)到相關(guān)脫除效果，但是工程造價(jià)過(guò)于昂貴，以焦?fàn)t煤氣精制為例，僅吸附工序工程造價(jià)即達(dá)到700-900元/Nm3•h，應(yīng)用于小氣量、高附加值的焦?fàn)t煤氣尚有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但是若用于低熱值、大氣量的高爐煤氣，將會(huì)給企業(yè)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
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(jù)高爐煤氣中硫含量的情況，先采用水解法將羥基硫轉(zhuǎn)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(jīng)過(guò)多家企業(yè)中試、項(xiàng)目技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小；目前已經(jīng)實(shí)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(duì)較小，且投資、運(yùn)行成本企業(yè)能夠接受。
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