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降低焦炉煤气含硫量实践

发表时间：2020/11/11 来源：《基层建设》2020年第22期作者：郄定交

[导读] 摘要：八钢焦化厂化工区域主要任务是针对焦炉冶金焦炭生产中冶炼化产品、净化煤气等。其中，煤气净化过程尤为重要，因为净化合格的煤气直接输送到外网后道炼钢、轧钢等工序中使用，煤气质量的好坏，直接影响钢铁产品合格率。

        新疆八一钢铁股份有限公司乌鲁木齐 830022
        摘要：八钢焦化厂化工区域主要任务是针对焦炉冶金焦炭生产中冶炼化产品、净化煤气等。其中，煤气净化过程尤为重要，因为净化合格的煤气直接输送到外网后道炼钢、轧钢等工序中使用，煤气质量的好坏，直接影响钢铁产品合格率。
        关键词：化工、煤气、净化
        概述： 2019年以来，焦化厂化工作业区表现出煤气系统温度偏高、含硫等指标持续不稳定等一系列问题，为了能够从根本上解决以上问题，从化工每一个工序开始梳理，持续推进此项工作，通过各方努力，问题得到了解决。
        化工区域煤气冷却是由三路水系统组成的，分别是初冷循环水系统、制冷循环水系统、氨苯循环水系统。根据以下表1数据结果对比：
        2018年12月至2019年5月三路水质合格率进行分析：
        表1

        以上三路水质合格率远远低于协议要求合格率，从水指标数据可看出都存在浓缩倍数、浊度、铁离子超标的现象。具体以初冷循环水系统为例。
        根据初冷循环水系统表现为：浓缩倍数平均在5，浊度在56以上，因而产生腐蚀造成铁离子在1.4左右，且最严重。
        因此，我们得出一个结论：要想降低焦炉煤气含硫量，首先保证冷却煤气水质达标，水温降低，从而确保冷却煤气质量。
        涉及煤气降温水路分别是初冷循环水系统以及制冷循环水系统，重点针对初冷循环水系统和制冷循环水系统在初冷器煤气冷却进行分析，具体措施如下：
        1、清洗初冷器管束，提高焦炉煤气冷却净化能力
        焦化厂化工区域初冷器为横管式煤气初冷器，分为上、下两段，上段初冷器用4100m³/h 的 32℃ 的初冷循环水（初冷凉水架提供），将82℃左右的荒煤气冷却至 40-45℃。下段初冷器用1200m³/h（实际 700m³/h）左右的16℃的制冷水（制冷机提供），将上段来煤气冷却至21±1℃左右。同时在上段顶端喷淋 42℃ 左右的冷凝液除焦油（萘）、降温。在下段顶端喷淋 37℃ 左右的冷凝液除。长期使用，初冷器内部管束会出现结垢淤积等现象，会降低焦炉煤气冷却净化能力，为了解决项问题，我们在具体实践中过程中，措施得到验证，也在不断优化。
        2、化学清理法，又称化学清洗预膜法
        针对初冷器上段、下段都有对应预膜方案。
        初冷器上段方案：粘泥剥离→水置换（一）→ 除锈处理→水置换（二）→预膜处理→水置换（三）→正常运行
        初冷器下段方案：水冲洗→水置换（一）→除油脱脂→水置换（二）→ 除锈处理→水置换（三）→预膜处理→水置换（四）→正常运行
        化学预膜清理法实用性强，但是，过程中面临一些先决条件：（a）新装置开车投用前；（b）系统化学清洗（PH 5.5）或未进行保膜处理。（c）年度大修后开车；（d）循环水系统停车96小时以上，未进行保膜处理。另外，一个关键因素，预膜处理应具备以下条件： ( e )有一个清洁、活化的金属表面， ( f )水中有足够的溶解氧，( g )保证预膜剂的的有效浓度。
        所以，在几次实际清洗过程中，当各种因素叠加在一起条件受限了（比如：年修时间不确定；比如：由于管束内壁结垢较厚，不具备活化金属表面等等情况），实际清洗效果不是很显著，而且杀菌剂、清洗剂、缓蚀剂、预膜剂、除油剂等等药剂投入量较大，且随着水质指标随时做剂量调整，工作量势必加大。
        为此，后期我们放弃化学清洗法，尝试使用物理清理法。
        3、物理清理法
        根据现场实际情况，我们选用匹配功率的电动机驱动的高压柱塞泵直接连接管束清理。
        两者最大的不同时是，化学预膜清洗法管束内清洗水是直线型，然而，高压柱塞泵直接连接管束清理水是螺旋状的，更加有效将管束内壁污垢清理干净，且施工工期大大缩短。
        4、喷淋头改造
        为了提高初冷器上段下段顶端对煤气喷淋效果，将喷淋管道孔由原先直径5mm扩大至直径8mm，加大喷淋量。
        适当调节硫煤比例，降低湿法脱硫塔硫化氢含量

        图1
        根据图4，2020年1-6月数据，湿法脱硫塔前硫成上升趋势，1月平均2635mg/m3，2月3283mg/m3，3月3062mg/m3，4月3722mg/m3，5月4028mg/m3，6月平均4001mg/m3，均值3385 mg/m3。湿法单塔正常运行时: ≤1000mg/m3。因此，通过一系列工艺、设备管理手段，即调节硫煤比例，严格执行作业指导书设备操作要求，从而降低湿法脱硫塔硫化氢含量。
        改造湿法脱硫塔再生段曝气管道等，降低干法脱硫前煤气含硫量

        图2
        根据图5，2020年4月初至6月初数据，干法脱硫塔前硫成上升趋势，入塔均值为866mg/m3。入干法脱硫塔的煤气含硫≤设计指标300mg/m3。因此，我们有必要对湿法脱硫塔相关设备进行局部改造，满足生产指标。
        通过对湿法脱硫塔再生段曝气管道改造，提高曝气量，降低硫含量。
        根据图6，每个塔内入液的3个曝气管道采用DN80钢管，长度10米左，底部盲死，在管道的两侧每隔100进行钻孔，孔大小为Φ10mm，当空气入曝气管道后，从各个小孔冲出，与塔内的溶液能够充分接触。

        对湿法脱硫塔顶部再生段喷管定周期清理（3个月为一个周期）
        对湿法脱硫塔顶部再生段内部隔板定期更换或者做防腐维护处理。
        综上所述，焦炉煤气含硫量看似简单，但是涉及范围较大区域，且涉及不同专业。因此，只有对化工全方位了解，掌握关键技术问题点解决方法，各专业口密切配合，才能有效降低焦炉煤气含硫量。
        参考文献
        《焦炉操作手册》
        《焦炉的环保利用》