在焦炭生產(chǎn)過(guò)程中由焦?fàn)t產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣(下稱“COG”)作為燃?xì)庵饕糜跓掕F廠和煉焦車間。由于COG含有各種雜質(zhì)和有價(jià)物質(zhì),因此作為燃料利用前要進(jìn)行精制處理。尤其是,硫化氫是產(chǎn)生SOX的源頭,去除硫化氫對(duì)COG脫硫設(shè)備來(lái)說(shuō)是很重要的。近年來(lái)隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高,因此要求COG脫硫設(shè)備必須具有穩(wěn)定的高的脫硫性能。
新日鐵公司對(duì)以往的以苦味酸作為催化劑的濕式脫硫設(shè)備進(jìn)行了改造,取得了脫硫設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定操作和提高脫硫性能的效果。新日鐵公司COG脫硫設(shè)備可使以COG中的氨作為吸收液的脫硫吸收液和COG進(jìn)行對(duì)流接觸,并對(duì)COG中含量為大約0.3~0.5vol%的硫化氫進(jìn)行吸收和去除。
在氧化塔內(nèi),吸收液中的硫化氫會(huì)因催化劑(苦味酸)的作用而在空氣中被氧化,然后作為氯化銨和硫磺固化下來(lái)。被空氣氧化后的吸收液會(huì)恢復(fù)吸收硫化氫的能力,可以再送入脫硫塔進(jìn)行循環(huán)利用。由于氯化銨和硫磺會(huì)蓄留在吸收液中,因此正常情況下要進(jìn)行部分萃取,然后在下道工序進(jìn)行濃縮和燃燒,最終成為硫磺產(chǎn)品。
脫硫塔內(nèi)高效充分的吸收反應(yīng)和氧化塔內(nèi)高效充分的氧化反應(yīng)對(duì)實(shí)現(xiàn)COG脫硫設(shè)備的小型化和提高脫硫性能來(lái)說(shuō)是很重要的。另外,COG中的焦油和萘及氧化塔內(nèi)生成的硫磺等會(huì)阻礙脫硫性能,為確保脫硫性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定,應(yīng)確保脫硫設(shè)備的穩(wěn)定操作和設(shè)備的維護(hù)。
脫硫塔內(nèi)部的填充層會(huì)因硫磺和焦油的影響久而久之會(huì)形成堵塞,因此必須定期停機(jī)和清洗填充層,這是設(shè)備操作上需要研究的一個(gè)課題。新日鐵公司根據(jù)操作條件選擇了最佳的填充物,并通過(guò)減小填充層的厚度和將填充層分為多段,由此可利用流體的物理清洗作用,有效地防止了填充層發(fā)生堵塞的現(xiàn)象。2006年新日鐵住金公司君津制鐵采用了這種填充方式后,從操作開始到目前9年的時(shí)間里沒(méi)有發(fā)生過(guò)一次填充層堵塞現(xiàn)象,脫硫設(shè)備實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
為提高氧化塔內(nèi)的氧化反應(yīng)效率,新日鐵公司對(duì)氧化用空氣混合器進(jìn)行了研究和開發(fā)。該空氣混合器把作為氧化劑的空氣以微細(xì)的狀態(tài)吹入氧化塔內(nèi),并在氧化塔內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)流,有效地提高了氧化塔內(nèi)的氣液的接觸效率,由此可穩(wěn)定地提高脫硫性能,同時(shí)大幅度縮短氧化反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間,并可使設(shè)備小型化,氧化塔的高度只有以往的1/2左右。
如上所述,新日鐵公司的COG脫硫設(shè)備通過(guò)減小填充層的厚度和將填充層分為多段,以及采用獨(dú)自開發(fā)的空氣混合器,有效地防止了填充層發(fā)生堵塞的現(xiàn)象,提高了脫硫性能,脫硫設(shè)備實(shí)現(xiàn)了無(wú)故障長(zhǎng)期穩(wěn)定操作的要求。