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真空碳酸鉀法與HPF法工藝的比較

作者：佚名發(fā)布時間：1970-01-01
 李軍生 李玉秀（中冶焦耐工程技術(shù)有限公司，鞍山114002)
 
    在煉焦過程中，煤中大約30％的硫進(jìn)入煤氣中，致使焦?fàn)t煤氣中的硫化氫含量一般在4～10g/m3。當(dāng)煤氣作為燃料燃燒時，會生成大量硫氧化物，嚴(yán)重污染大氣。同時，在軋鋼過程中，使用含硫量較高的煤氣將影響鋼材的質(zhì)量，制約高附加值優(yōu)質(zhì)鋼材的開發(fā)和生產(chǎn)。所以選擇合理、有效的焦?fàn)t煤氣脫硫工藝顯得尤為重要。對于脫硫脫氰工藝方案的選擇，應(yīng)遵循國家相關(guān)的節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策，并根據(jù)工程項目的總體需求，達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)的最佳組合。目前我國已經(jīng)建成的煤氣凈化系統(tǒng)中具有代表性的濕法脫硫工藝有以下幾種：
    1) 濕式氧化工藝：TH法、FRC法、ADA法、HPF法。
    2) 濕式吸收工藝：單乙醇胺法（索爾菲班法）、氨硫聯(lián)合洗滌法（AS法）、真空碳酸鹽法。
    近年來，采用比較多的是真空碳酸鉀法脫硫工藝配合WSA制酸工藝和HPF法脫硫制硫磺工藝，我們根據(jù)工程設(shè)計和生產(chǎn)實踐，對上述兩種工藝進(jìn)行比較。
 
1   兩種脫硫工藝的比較基準(zhǔn)
    1) 兩種脫硫工藝的設(shè)汁條件一致，處理煤氣量6.5 萬m3/h；
    2)  HPF法脫硫制硫磺工藝位于煤氣鼓風(fēng)機(jī)后；
    3) 真空碳酸鉀法脫硫工藝布置在洗苯后，配套WSA制酸工藝；
    4) 真空碳酸鉀法脫硫工藝投資包括利用煤氣作為熱源所帶來的增加投資；
    5) 兩種工藝方案所配套粗苯裝置的設(shè)備、管道材質(zhì)等裝備水平和自動控制水平相同。
 
2   兩種脫硫工藝的綜合比較
    兩種脫硫工藝的產(chǎn)品、原材料及消耗比較見表1, 工藝綜合對比見表2，估算投資及生產(chǎn)費(fèi)用見表3、表4。
表1   兩種脫硫工藝的產(chǎn)品、原材料及消耗
項   目
HPF法脫硫配套制硫磺
真空碳酸鉀法脫硫配套WSA制酸
原料及輔助材料
 
 
PDS催化劑，t／a
20
－
液氨，t／a
－
127
V2O5催化劑（一次裝填量), m3
－
38
KOH (48%) ，t/ a
－
201
產(chǎn)品
 
 
    硫磺（含硫90%)， t/a
3249
－
    硫酸（98%)，t /a
－
8697
動力消耗
 
 
循環(huán)水（32～45℃) ， m3/h
180
410
    冷凍水（16～23℃），m3/ h
125
285
    純水，m3/ h
－
9
工業(yè)水，m3/ h
2
－
生活水，m3/ h
－
0.5
蒸汽消耗量（未扣除自產(chǎn)蒸汽量），t/h
4.3
2.5
自產(chǎn)蒸汽（5.8MPa) ， t/h
－
4
焦?fàn)t煤氣耗量，m3/ h
－
2
壓縮空氣，m3/ h
7020
－
裝機(jī)容量，kW
1923
1986
操作容量, kW
1256
1217
其中10kV總?cè)萘? kW
1500
－
10kV操作容量, kW
1000
－
注：①真空碳酸鉀法循環(huán)水用量已扣除利用煤氣熱量帶來的初冷器用水量減少。
②未計HPF法造成的硫按產(chǎn)量的減少。
 
表2    兩種脫硫工藝的綜合對比
項   目
HPF法脫硫配套制硫磺
真空碳酸鉀法脫硫配套WSA制酸
脫硫脫氰效率
一般
較高
凈煤氣合格的可靠性
一般
可靠
蒸汽用量
較少
少，可結(jié)余蒸汽
冷卻水耗量
較少
較多
電力耗量
二者相當(dāng)
環(huán)保
不符合環(huán)保要求
符合環(huán)保要求
設(shè)備數(shù)量和總重
少，總重小
多，總重大
操作難易
較難
較易
產(chǎn)品品質(zhì)
低
高
操作費(fèi)用
高
低
投資
低
高
 
 
表3     兩種脫硫方法工藝部分的投資估算（萬元）
項   目
HPF法脫硫配套制硫磺
真空碳酸鉀法脫硫配套WSA制酸
國內(nèi)設(shè)備費(fèi)
3533
5263
國內(nèi)安裝及材料費(fèi)
756
1317
引進(jìn)設(shè)備費(fèi)
－
2500
引進(jìn)專利和基本設(shè)計費(fèi)
－
1250
合計
4289
10330
3   結(jié)論
    由上述比較可知，雖然真空碳酸鉀法脫硫及WAS制酸工藝一次性投資高，但脫硫脫氰效率優(yōu)于HPF法脫硫及制硫磺工藝，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效果也比較好。真空碳酸鉀法脫硫脫氰工藝為中冶焦耐公司在吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗和生產(chǎn)實踐的基礎(chǔ)上，與高等院校合作開發(fā)的有自主知識產(chǎn)權(quán)的脫硫工藝技術(shù)。此工藝已在梅山化工焦?fàn)t易地大修配套煤氣凈化工程中得到應(yīng)用，目前生產(chǎn)操作穩(wěn)定，凈化后煤氣中硫化氫含量達(dá)到設(shè)計要求。
 
表4    兩種脫硫方法工藝部分的生產(chǎn)費(fèi)用
項   目
單位
HPF法脫硫配套制硫磺
真空碳酸鉀法脫硫配套WSA制酸
設(shè)備折舊費(fèi)和維修費(fèi)
萬元／年
428.9
1033
原料消耗費(fèi)
萬元／年
300
315
動力消耗費(fèi)
萬元／年
4448
932
工人工資
萬元／年
7.5
－
產(chǎn)品產(chǎn)值
萬元／年
162
1566
生產(chǎn)費(fèi)用
萬元／年
5022.4
714
運(yùn)行成本
元／km3煤氣
78.02
11.09
注：運(yùn)行成本為水、電、蒸汽等的年耗量乘以各自的單價后，再除以本系統(tǒng)的年煤氣處理量。
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