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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(jù)各企業(yè)檢化驗數(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。可燃、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(xiàn)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(xiàn)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(jīng)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(xiàn)場總圖布置進行改造，部分企業(yè)現(xiàn)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(jīng)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(jīng)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(jù)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(jīng)過多家企業(yè)中試、項目技術風險小；目前已經(jīng)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(jù)各企業(yè)檢化驗數(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。可燃、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(xiàn)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(xiàn)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(jīng)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(xiàn)場總圖布置進行改造，部分企業(yè)現(xiàn)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(jīng)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(jīng)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(jù)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(jīng)過多家企業(yè)中試、項目技術風險小；目前已經(jīng)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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