高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体,热值3 500 kJ/m3左右,主要成分有二氧化碳、一氧化碳、氢气、氮气、烃类及少量的硫化物,硫化物主要分为有机硫和无机硫两类,有机硫主要成分有羰基硫(COS)、二硫化碳(CS2)、硫醚硫醇等,以羰基硫(COS)为主,一般情况下含量≤200 mg/Nm3,无机硫主要成分是H2S,一般情况下含量≤100 mg/Nm3。高炉煤气含硫量及硫分比例与焦炭的含硫量密切相关,焦炭的全硫、硫形态都可能影响到高炉煤气总硫含量。
长春东狮公司第一代高炉煤气精脱硫技术虽然是目前最标准的工艺配置,最成熟的技术路线,符合国家环保政策要求,也属于《产业结构调整指导目录(2019年本)》鼓励类技术,但是东狮研发团队并不满足,长春东狮公司在第一代和第二代的基础上近期又研发了第三代高炉煤气精脱硫技术,不需要在TRT前设置有机硫转化装置和有机硫转化催化剂多级保护装置,仅在TRT后采用湿式氧化法脱硫工艺就完成高炉煤气中有机硫、H2S的同时脱除,不会产生催化剂和保护剂失效后的固体危废。
第三代技术采以Na2CO3和NaOH为吸收剂,以东狮公司研发中心自主研发合成的高炉煤气脱硫专用催化剂(DSG)进行催化有机硫水解反应和无机硫吸收和氧化反应,在湿法脱硫塔内一步完成有机硫转化和H2S的脱除,工艺流程大大缩短,彻底解决有了机硫转化装置阻力上升问题,还大幅降低了投资费用和运行费用。工艺流程图(这是一体塔工艺、也可以不是一体塔工艺,工艺路线差不多)如下:
长春东狮科技集团有限责任公司的第三代有机硫和无机硫一步湿法脱硫有机硫单塔脱硫效率可达95%以上,无机硫可达99%,该技术在国内独创和唯一,在国际上也处于领先水平。
其它高炉煤气精脱硫技术
1、吸附材料吸附
采用吸附材料作为吸附剂,利用多塔变温吸附技术,设置多个吸附塔吸附有机硫和无机硫,吸附饱和后用高温气体对吸附塔吹扫解吸再生,然后再吸附,每个吸附塔交替进行吸附和解吸,解吸气体送往烧结。
该工艺属于干法脱除,再生出来的解吸气体需要二次处理,送往烧结燃烧,再经过烟气末端处理把SO2脱除,不能真正根除硫化物,属于污染物的转移,而且吸附材料价格昂贵,设备投资较高,占地面积大,从技术经济可行性角度考虑,不适宜处理气量较大的高炉煤气,其适用于小气量、高附加值的气体净化。该工艺也不符合《产业结构调整指导目录》中鼓励类技术。
2、有机硫水解+氢氧化钠溶液喷洒吸收
在TRT或减压阀组前设置有机硫水解装置,把有机硫水解转化成H2S,然后在TRT后设置湿法脱硫塔,在塔内喷洒氢氧化钠溶液吸收硫化氢,溶液不再生,为保证脱硫效率需要定期或连续外排溶液并补充新配制的氢氧化钠溶液,外排废水富含不稳定的硫化物,遇酸会有硫化氢析出,不仅增大企业环保压力,还存在安全隐患。
该工艺把气体中的硫化物经过吸收转移到液体中,是标准的污染物转移,不符合国家环保政策,湿法脱硫没有配备硫磺回收装置在《产业结构调整指导目录》中属于淘汰类技术。