鑫盛煤化工脱硫废液及硫泡沫制酸系统运行实践

李玉朝，王 磊，刘 健，张红伟

（1. 河北省焦炉煤气综合利用技术创新中心，河北邯郸056500；2. 磁县鑫盛煤化工有限公司，河北邯郸056500）

当前，我国焦化行业普遍采用HPF[对苯二酚（Hydroquinone）、双环酞氰酤六磺酸铵（PDS）、硫酸亚铁（Ferrous sulfate）]作为催化剂的湿式氧化法去除焦炉煤气中的H2S和HCN[1]。HPF工艺具有工艺流程简单，去除H2S和HCN效率高，成本低等优点[2]。虽然HPF工艺有诸多优点，但是该工艺却产生了脱硫废液（desulfurization liquid waste，DLW）、硫泥（Sulphur mud，SM）和硫泡沫（Sulphur foam，SF）等危险废弃物，对环境造成了二次污染[3-5]。此前，为处理DLW等废弃物焦化行业一般采取送回配煤系统复烧和利用提盐工艺制成铵盐产品。然而，复烧过程可能导致DLW等泄漏及产生大量的有毒有害气体；提盐工艺成本高，且产品市场需求量较低，易造成产品积压[6]。河北省焦炉煤气综合利用技术创新中心在充分借鉴和吸收国内外的DLW等废弃物处理工艺技术的基础上，创新采用高效焚烧脱硫废液及硫泡沫制酸新技术，既解决了HPF法末端二次污染问题，又实现了节能环保和固体废弃物的资源化利用的目标。

1 鑫盛煤化工焦化及制酸总体概况

HPF工艺产生的DLW和SF是包含硫氰酸盐、硫代硫酸盐、含硫煤粉颗粒和焦油类等有机物的混合物[7]。磁县鑫盛煤化工有限公司（以下简称鑫盛煤化工）1 080 kt/a焦化项目脱硫系统采用氨为碱源的HPF法脱硫工艺，会产生脱硫废液及硫泡沫等危废物，生产过程中，脱硫废液浓度控制不稳定，焦炉煤气脱硫效果较差，煤气中硫化氢含量一直偏高，ρ(H2S)多在20 mg/m3左右，影响焦炉煤气的质量，造成二氧化硫排放负荷过大。为保证后续生产需要，该公司经考察论证，在保证系统在检修状态下的硫化氢指标合格的条件下，确定对原有脱硫系统进行深度改造，将DLW和SF预处理后作为制酸原料，生产工业硫酸供下游工序使用。改造后，预计能够削减二氧化硫排放959.2 t/a，既能减少大气污染，降低后续工序的负荷，减少危废的产生，还能节能降耗，回收利用硫资源，一举多得，具有重要的经济和环保意义。

2 制酸装置工艺流程

DLW和SF制酸工艺流程见图1。

图1 DLW和SF制酸工艺流程

将氨法煤气脱硫产生的DLW及SF送入硫盐净化器和高效分离设备分离出w(H2O)≤30%的固态硫膏，清液经三效蒸发浓缩，冷凝液一部分输送至稀酸处理装置，利用冷凝液中的氨；因稀酸处理用量有限，剩余的冷凝液输送至焦化脱硫装置。硫膏用螺旋机送入焚烧炉，分离后的清液蒸发浓缩至盐（以硫酸铵计）质量分数为50%～60%的浓浆液，用泵输送至喷枪，直接喷入焚烧炉，与硫膏分区燃烧，与通入的热空气燃烧成ρ(SO2)为6%～8%的烟气，经过高温除尘后，送入余热锅炉回收余热产生中压饱和蒸汽，再经热空气换热器和冷空气换热器后，送入净化工序进行降温、除湿和干燥脱水，净化产生的稀酸通过净化稀酸输送泵输送至管道混合器中与氨水充分混合进入调节器中，在调节器中充分反应，经过一级过滤、二级过滤和三级过滤后的清液进入原水箱，经泵输送至净化配套LM膜法处理系统（见图2）膜组Ⅰ进行处理，膜组Ⅰ处理后一部分硫酸铵浓溶液进入硫酸铵浓液槽，经硫酸铵浓液泵输送至用户。膜组Ⅰ产生的另一部分水进入膜组Ⅱ进行处理，膜组Ⅱ产生的水进入洁净水槽，经洁净水输送泵输送至其他用水户。净化后的烟气经两次转化、两次吸收生产工业硫酸产品，工业硫酸返回焦化厂脱硫系统，制取硫酸铵。

图2 净化配套LM膜法处理系统

3 主要设备

DLW和SF制酸工艺主要设备见表1。

表1 主要设备

续表1

4 装置运行主要技术经济指标

DLW和SF制酸系统主要技术经济指标见表2。

表2 主要技术指标

从表2可以看出：DLW和SF制酸系统运行指标达到设计值，SO2转化率99.82%，尾排ρ(SO2)为25 mg/m3，系统运行稳定。

5 运行过程中存在的问题及解决措施

运行过程中存在的问题及解决措施见表3。

表3 运行过程中存在的问题及解决措施

6 工艺特点

该项目具有以下特点：

1）采用半干法的DLW和SF高温焚烧制酸工艺，流程简单，生产系统稳定性强、自动化程度高，且整个制酸系统运行成本较低。

2）采用先进的二转二吸制酸工艺，提高硫的利用率，使SO2的总转化率达99.8%以上。

3）DLW和SF高温焚制酸工艺流程中的中间产物均可回收利用，无二次污染产生。

4）炉气的净化采用“动力波洗涤器—填料塔—电除雾器”封闭酸洗净化流程，稀酸循环利用，无废水产生。

5）DLW和SF预处理的工艺尾气和硫酸装置产生的工艺尾气均设置了尾气吸收塔，尾气达标排放。

7 结语

高温焚烧DLW和SF制酸不仅能使废弃物资源化利用，减少污染，同时生产的工业硫酸用于生产硫酸铵产品，具有良好的经济效益和社会效益。