焦化脱硫制酸原料预处理方法与流程

1.本发明属于脱硫制酸预处理技术领域，具体地说，本发明涉及一种焦化脱硫制酸原料预处理方法。


背景技术：

2.焦化行业焦炉煤气净化过程中湿法脱硫工序目前正常的工艺产生的粗硫磺及副产盐类的工艺如下。
3.焦化冷鼓工段鼓风机后的煤气进入预冷塔与塔顶喷淋的循环喷洒液逆向接触，被冷却至30℃；循环液从塔下部用泵抽出送至循环液冷却器，用制冷水将其冷却至28℃后进入塔顶循环喷洒。采取部分剩余氨水更新循环喷洒液，多余的循环液返回冷凝鼓风工段。
4.预冷后的煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触以吸收煤气中的硫化氢(同时吸收煤气中的氨，以补充脱硫液中的碱源)。脱硫后煤气含硫化氢约200mg/m3(如果是二级以上脱硫可以降至50mg/m3以下)，送入硫铵工段。
5.吸收了h2s、hcn的脱硫液从塔底自流流出，经液封槽至反应槽，然后用脱硫液泵送入再生塔，同时自再生塔底部通入压缩空气，使脱硫液在塔内得以氧化再生。再生后的脱硫液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。
6.浮于再生塔顶部的硫磺泡沫，利用位差自流入泡沫槽，硫泡沫经泡沫槽内搅拌器搅拌、蒸汽加热后由泡沫泵送入板框压滤机，压滤机排出的清液进滤液槽，板框压滤机内的硫膏经压缩空气干燥，放入硫膏接收盘装袋外销。但是硫膏因含有较多的杂质和水分，目前销路不畅，一般焦化企业目前基本上不再采用板框压滤，而是普遍采用熔硫工艺生产粗硫磺，纯度一般可以达到90％以上。
7.为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果，排出少量脱硫废液送往备煤，但目前排出少量脱硫废液送备煤已基本上不再采用，因为脱硫废液腐蚀性极大，对于设备腐蚀，同时还造成配合煤含水升高，增加炼焦耗热量。目前主要采用的替代方案是送入提盐工段进行提盐，一般提取出硫氰酸铵和粗硫酸铵二种盐，也有提取二种盐的混盐。
8.提盐工段中所产生的硫氰酸铵纯度较高，纯度可以达到干基98％以上。但是粗硫酸铵的纯度不足，其中含有一部分硫氰酸铵，目前一般的出路是将粗硫酸铵配入煤中进入焦炉中烧掉，但粗硫酸铵中含有硫，对于焦炉所生产的焦炭质量有一定的影响。
9.目前焦化脱硫所产生的粗硫磺及粗硫酸铵销路也不佳，质量不稳定，故作为对策，目前采用制酸的方式对于脱硫所产生的废物进行处理。目前脱硫制酸的预处理有以下三种方法。
10.1、干法工艺：从脱硫装置送来的稀硫泡沫(脱硫液和单质硫)首先进入稀硫泡沫槽，经稀硫泡沫泵输送到微孔过滤器进行过滤，过滤得到浓硫泡沫排入浓硫泡沫槽中；过滤后得到的滤液部分回送回到焦化脱硫系统，剩余部分(需要处理脱硫废液)进入单效蒸发器进行浓缩处理，所得浓缩液排入浓硫泡沫槽，与微孔过滤器过滤后的浓硫泡沫搅拌混合。
11.浓硫泡沫槽中的浓缩硫泡沫通过浓硫泡沫泵送到干燥器中。干燥器采用两级串联
干燥形式，采用低压蒸汽通过干燥器夹套和桨叶间接加热浆料。前段使用低压蒸汽将浆料干燥成干粉，后段使用冷却水将干燥后的干粉冷却松散方便输送。含硫混盐料从二级干燥机出料后，通过管链机运输至焚烧工序的炉前加料斗，加料斗经过加料机将干粉送入立式焚烧炉高温焚烧。
12.2、半干法工艺：脱硫废液和硫泡沫经过硫泡沫过滤器截流过滤，过滤后的部分脱硫清液返回脱硫系统，截流下来的较浓的硫泡沫储存在硫泡沫储罐内。提浓后的硫泡沫用泵打入一台大熔硫釜，在恒温恒压的条件下分离硫磺和清液。
13.大熔硫釜底部的液硫进入硫磺澄清塔,在硫磺澄清塔内进行过滤分离，杂质(主要成分为焦油煤粉及重金属等)从硫磺澄清塔顶部排出送到煤场，挥发出的气体通过气体收集装置送至焚烧炉配风，液硫通过自压直接进入焚硫工段；大熔硫釜顶部出来的脱硫液进入氧化塔中进一步氧化并分离残余的硫磺，脱硫清液从塔顶溢流到浓缩塔，经过浓缩塔进行浓缩，得到的浓缩液用浓缩液输送泵送至焚硫工段。
14.3、湿法工艺：脱硫废液和硫泡沫送入预处理工段稀硫泡沫槽，作为制酸的原料，通过硫泡沫泵送入微孔过滤器，经固、液两相分离后，清液送入清液槽，然后由清液泵泵出送回焦化煤气脱硫工段回用，分出一部分清液送去盐浓缩，浓缩后浓盐液送入浓硫泡沫槽。从微孔过滤器分离出的浓硫泡沫液放入浓硫泡沫槽，与来自浓缩后浓盐在浓硫泡沫槽混合(含水50％-60％)，由浓硫泡沫泵泵出送往焚烧工段焚烧空气雾化焚烧。在制酸系统检修期间可将浓硫泡沫送往浓硫泡沫槽暂存，当制酸系统恢复生产后将浓硫泡沫泵往焚烧炉焚烧。稀硫泡沫槽、浓硫泡沫槽及浓硫泡沫贮槽均设有机械搅拌器，以防止硫磺沉积，堵塞设备及管道。
15.以上三种工艺中湿法工艺采用大量含水液体进入焚烧炉中焚烧，产生稀酸量最多，约生产每吨产品98％浓酸同时产生1吨稀酸，同时需消耗大量的煤气，过量的稀硫酸在无法处理时只能通过加入氢氧化钠进行中和后最终排入到废水中进行处理，经济效益极差。干法工艺不需要消耗煤气，但是在干燥的过程中也需要消耗较大量的蒸汽，能耗较高，现场环境不佳；半干法工艺消耗的煤气量较少，但是其仍然有一部分脱硫废液的浓缩液进入焚烧炉中燃烧，浪费煤气的同时，还产生一定量的稀酸。
16.公开号为cn113357652a的专利文献公开了一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法，涉及废液处理技术领域。该处理方法包括脱硫废液及硫泡沫的焚烧、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫的吸收和氨的吸收四个阶段，所述脱硫废液及硫泡沫的处理方法，包括以下步骤：step1：将氨法煤气脱硫产生的脱硫废液及硫泡沫送入高效分离设备分离出含水≤30％的固态硫膏，硫膏用螺旋机送入焚烧炉；step2：分离后的清液蒸发浓缩到浓度约为50％60％的浓浆液，用泵输送至喷枪，直接喷入沸腾炉，与硫膏分区燃烧。本发明脱硫废液及硫泡沫在高温下全部分解为n2、so2、co2、h2o等气体，生成的so2气体转化吸收后用于煤气中氨的吸收生产硫铵，没有二次污染气体的排放，解决脱硫废液及硫泡沫的环保污染。但该处理方法分离出的固态硫膏含水较高，且硫膏中的其他杂质较多，目前使用硫膏制酸问题较多，属于湿法预处理制酸工艺，易腐蚀或堵塞设备，同时稀酸产量多。


技术实现要素：

17.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种焦
化脱硫制酸原料预处理方法，目的是降低稀酸产量、能耗及物料消耗。
18.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：焦化脱硫制酸原料预处理方法，包括步骤：
19.s1、对硫泡沫液进行过滤提浓；
20.s2、对经过步骤s1过滤提浓后产生的硫泡沫浆液加热进行熔硫，分离出液体硫磺和脱硫液；
21.s3、对液体硫磺进行提纯，制成熔融状态的液体硫磺，对脱硫液进行提盐，生成粗硫酸铵或粗硫氰酸铵干粉；
22.s4、将熔融状态的液体硫磺和固体状态的粗硫酸铵或粗硫氰酸铵干粉分别输送至焚硫炉进行燃烧，再经过制酸工序产生硫酸。
23.所述步骤s2中，硫泡沫浆液首先流入硫浆液槽后，然后硫浆液槽中的硫泡沫浆液再被输送至熔硫釜进行加热熔硫并分离，产生液体硫磺。
24.所述步骤s2中，所述熔硫釜中产生的脱硫液从熔硫釜顶溢流至脱硫液净化塔，然后将进入脱硫液净化塔中的部分脱硫液输送至提盐工序进行提盐处理，剩余的脱硫液冷却至45℃以下后返回脱硫系统。
25.所述步骤s3中，使用液硫澄清塔对液体硫磺进行提纯，液硫澄清塔内压力为0.15mpa-0.7mpa，除去煤粉及焦油残渣后，生成纯度大于85％的液体硫磺。
26.所述步骤s4中，将从所述液硫澄清塔排出的煤粉及焦油残渣所产生的挥发出的气体通过气体收集装置送至所述焚硫炉配风，预处理各储槽挥发的氨气用尾气洗涤塔收集至焚烧炉焚烧。
27.所述步骤s4中，使用蒸汽夹套管将熔融状态的液体硫磺输送至所述焚硫炉的炉头，再用喷枪对液体硫磺进行雾化，物料喷入焚硫炉后与进入焚硫炉的空气混合燃烧，焚硫炉内反应温度控制在1020℃-1100℃，炉尾烟气中含氧量控制在5.0％～7.0％之间。
28.所述步骤s4中，所述蒸汽夹套管的温度控制在130-145℃。
29.将经过所述提盐处理产生的粗硫酸铵或粗硫氰酸铵全部进入流化装置进行流化后，再输送至所述焚硫炉内，借助液体硫磺燃烧所产生的热量进行燃烧。
30.所述步骤s2中，所述熔硫釜中产生的脱硫液从熔硫釜顶溢流至脱硫液净化塔，然后将进入脱硫液净化塔中的部分脱硫液输送至提盐装置，提盐装置产生的混盐全部进入流化装置进行流化后送入到所述焚硫炉中燃烧制酸，脱硫液净化塔中剩余的脱硫液冷却至45℃以下后返回脱硫系统。
31.本发明的焦化脱硫制酸原料预处理方法，可以减少进入焚硫炉中的水分，减少制酸耗热量，提高浓硫酸的产量和质量，降低稀酸产量、能耗及物料消耗。
附图说明
32.本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
33.图1是焦化脱硫制酸原料预处理系统结构示意图；
34.图中标记为：1、硫泡沫液槽；2、硫泡沫泵；3、过滤设备；4、硫浆液槽；5、硫浆液泵；6、熔硫釜；7、液硫澄清塔；8、脱硫液净化塔；9、焚硫炉；10、流化装置。
具体实施方式
35.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
36.本发明提供了一种焦化脱硫制酸原料预处理方法，脱硫制酸原料是在焦化行业焦炉煤气湿法脱硫过程中所产生的硫泡沫液。本发明目的在于解决焦化行业焦炉煤气净化过程中湿法脱硫工序产生的粗硫磺及副产盐类分别处理后进行制酸的处理过程中存在的问题，根据实际情况，针对性的提出相应的解决办法，经过实践表明，该方法运行效果好，通过将粗硫磺熔融成液体硫，并将提盐工段所产生的粗硫酸铵粉体喷入卧式焚硫炉中进行燃烧后，将焦炉行业的现存的困扰环境的废弃物进行了有效的处理，同时运行成本相对较低，上述存在的问题也得到了很好的解决。
37.具体地说，如图1所示，本发明的焦化脱硫制酸原料预处理方法包括如下的步骤：
38.s1、对硫泡沫液进行过滤提浓；
39.s2、对经过步骤s1过滤提浓后产生的硫泡沫浆液加热进行熔硫，分离出液体硫磺和脱硫液；
40.s3、对液体硫磺进行提纯，制成熔融状态的液体硫磺，对脱硫液进行提盐，生成粗硫酸铵或粗硫氰酸铵干粉；
41.s4、将熔融状态的液体硫磺和固体状态的粗硫酸铵或粗硫氰酸铵干粉分别输送至焚硫炉9进行燃烧，再经过制酸工序产生硫酸。
42.如图1所示，在上述步骤s1中，将硫泡沫液槽1中的硫泡沫液输送至过滤设备3进行过滤提浓，进行过滤提浓后的硫泡沫液的含硫量由3-5％提升至4-10％。过滤设备3可以为微孔过滤器或卧式离心机。过滤后的脱硫清液返回脱硫工段作为脱硫循环液使用。
43.在本实施例中，过滤设备3为微孔过滤器。硫泡沫液槽1中的硫泡沫液通过硫泡沫泵2输送至过滤设备3，硫泡沫泵2位于硫泡沫液槽1和过滤设备3之间，硫泡沫泵2与硫泡沫液槽1和过滤设备3连接。
44.在上述步骤s1中，作为优选的，在将硫泡沫液输送至过滤设备3之前，可以对硫泡沫液槽1中的硫泡沫液进行预热处理，将预热后的硫泡沫液输送至过滤设备3进行过滤提浓，进行过滤提浓后的硫泡沫液的含硫量为15％。
45.如图1所示，过滤设备3与硫浆液槽4连接，过滤设备3中经过过滤提浓后产生的硫泡沫浆液流入硫浆液槽4中。在上述步骤s2中，硫泡沫浆液首先流入硫浆液槽4后，然后硫浆液槽4中的硫泡沫浆液再被输送至熔硫釜6进行加热熔硫并分离，产生液体硫磺。硫浆液槽4与硫浆液泵5连接，硫浆液泵5与熔硫釜6连接，硫浆液泵5将硫浆液槽4中的硫泡沫浆液泵送至熔硫釜6中，进行加热熔硫并分离。
46.在上述步骤s2中，熔硫釜6设置一台。熔硫釜6的直径设置为2m～3m，高度为10m～16m，熔硫釜6采用316l材质制成。
47.如图1所示，熔硫釜6与脱硫液净化塔8连接。在上述步骤s2中，熔硫釜6中产生的脱硫液从熔硫釜6顶溢流至脱硫液净化塔8，然后将进入脱硫液净化塔8中的部分脱硫液进行提盐处理，剩余的脱硫液冷却至45℃以下后返回脱硫系统。脱硫液在提盐工序进行提盐处理，会生成粗硫酸铵或粗硫氰酸铵干粉。
48.作为优选的，在上述步骤s3中，将进入脱硫液净化塔8中的部分脱硫液输送至提盐工段，在提盐工段对脱硫液进行提盐处理，进行提盐处理的脱硫液占脱硫液净化塔8的出口处总脱硫液量的30％-95％，在提盐工段，对脱硫液进行提纯处理。
49.作为变形实施方案，在上述步骤s3中，熔硫釜6中产生的脱硫液从熔硫釜6顶溢流至脱硫液净化塔8，然后将进入脱硫液净化塔8中的部分脱硫液输送至提盐装置进行提盐处理，也即采用提盐装置进行提盐处理。经过提盐处理后产生的粗硫酸铵或粗硫氰酸铵干粉全部进入流化装置10进行流化后送入到焚硫炉9中燃烧制酸，脱硫液净化塔8中剩余的脱硫液冷却至45℃以下后返回脱硫系统。也就是说，对未建设提盐工段的焦化企业，也可以采用提取混盐的提盐装置，可以减少投资，所产生的混盐全部进入流化装置10进行流化后送入到焚硫炉9中燃烧制酸。所生成的稀酸量为成品浓硫酸量0.02-0.22倍的，稀酸浓度为3-15％(一般在5％左右)，成品浓硫酸的浓度为93-98％。
50.如图1所示，液硫澄清塔7与熔硫釜6和脱硫液净化塔8连接，液硫澄清塔7接收来自熔硫釜6的液体硫磺和来自脱硫液净化塔8的脱硫液，脱硫液的温度为45℃以下。如不限制温度，则使脱硫液温度升高，脱硫液温度升高至45℃以上送回脱硫系统时，在脱硫塔中对于煤气中的硫化氢脱除效率降低。在上述步骤s3中，使用液硫澄清塔7对液体硫磺进行提纯，液硫澄清塔7内压力为0.15mpa-0.7mpa，除去煤粉及焦油残渣后，生成纯度大于85％的液体硫磺，液硫澄清塔7内生成的液体硫磺的纯度较高。从液硫澄清塔7排出的煤粉及焦油残渣可送往煤场用于炼焦配煤，充分利用其中的碳元素。
51.在上述步骤s4中，将从液硫澄清塔7排出的煤粉及焦油残渣所产生的挥发出的气体通过气体收集装置送至所述焚硫炉9配风，预处理各储槽挥发的氨气用尾气洗涤塔收集至焚烧炉焚烧。
52.在上述步骤s4中，使用蒸汽夹套管将熔融状态的液体硫磺输送至焚硫炉9的炉头，再用喷枪对液体硫磺进行雾化，物料喷入焚硫炉9后与由空气鼓风机向焚硫炉9内输入的空气混合燃烧，焚硫炉9内反应温度控制在1020℃-1100℃，炉尾烟气中含氧量控制在5.0％～7.0％之间。
53.在上述步骤s4中，蒸汽夹套管的温度控制在130-145℃。
54.在上述步骤s4中，作为优选的，焚硫炉9为卧式焚硫炉。焚硫炉9内发生持续稳定反应，焚硫炉9内反应温度不得超过1100℃，以防止烟气中产生较多的氮氧化物，在产品硫酸中生成硝酸等，从而加剧产品腐蚀性，生成腐蚀产物铁离子带入成品中并进入后道工序中。
55.在上述步骤s4中，将经过提盐处理产生的呈固体状态的粗硫酸铵或粗硫氰酸铵干粉输送至焚硫炉9内，借助液体硫磺燃烧所产生的热量进行燃烧。也即将粗硫酸铵作为制酸的原料，将经过提盐处理后产生的粗硫酸铵或粗硫氰酸铵干粉全部进入流化装置10通过压缩空气进行流化后，再喷入到焚硫炉9中燃烧制酸，在焚硫炉9中燃烧生成二氧化硫、氮气和水，最后二氧化硫再转化成三氧化硫及硫酸。
56.这个创新点将提盐和制酸基本上耦合在一起了，可以提盐也可以制酸，生产的灵活性非常大。
57.上述焦化脱硫制酸原料预处理方法，具有如下的优点：
58.1、采用焦化脱硫制酸原料预处理，可以减少进入焚硫炉中的水分，减少制酸耗热量，提高浓硫酸的产量和质量。
150℃，使其中脱硫液中副反应加快，使脱硫液中的副盐含量将比脱硫系统中的脱硫液的副盐含量高，同时因为热脱硫液具有90-95℃的温度，可以直接利用净化塔出口的脱硫液热量，无需冷却即可进入提盐处理，可有效利用热量，大大节约提盐的耗蒸汽量，吨产品耗蒸汽量大大减少，使提盐运行成本降低。
71.以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。