HPF脫硫工藝優化簡析

王萬廠

摘? 要：介紹了HPF脫硫工藝，在配合煤硫分較高的情況下，脫硫系統優化調整策略，生產過程中脫硫塔阻力增高，如果有效進行沖塔降低脫硫塔阻力。

關鍵詞：HPF脫硫工藝;脫硫塔前高硫化氫狀態下系統優化調整;脫硫塔阻力增加沖塔方案。

引言：HPF法脫硫工藝是焦化行業一種相對成熟、應用較廣的濕法脫硫工藝。HPF 法脫硫工藝的原理： 以煤氣中的氨為堿源，通過脫硫液再生、循環噴灑吸收煤氣中的 H2S、HCN 等酸性組分，在再生塔底部鼓入空氣，在氧的作用下將其轉化為單質硫，通過空氣的浮選作用，硫泡沫由再生塔塔頂溢出進入泡沫槽，進行硫磺產品的回收，使用的催化劑為對苯二酚、PDS、硫酸亞鐵組成的醌鈷鐵類復合催化劑，簡稱為HPF，HPF 法脫硫工藝具有以下優缺點：

1.優點

1） 脫硫效率高，單塔效率在75%-83%，雙塔效率在98%以上（如果實際運行工況超過設計，該效率會明顯下降）;

2） 可以利用蒸氨后10%-12%的濃氨水作為堿源，合理利用資源;

3） HPF催化劑在脫硫和再生過程中均有催化作用，活性高、消耗少、流動性好;

4） 脫硫裝置設在洗氨、洗苯工段之前，可減輕后序設備腐蝕;

5） 一次性投資少，運行費用低。

2.缺點

1）占地面積大，脫硫塔運行一段時間后要定期對填料進行更換;

2）需要定期置換脫硫液，每天置換量在40m3左右。

一、HPF脫硫工藝流程

焦爐煤氣經預冷塔預冷后，焦爐煤氣冷卻至25-30℃，預冷后的焦爐煤氣從底部進入脫硫塔，在脫硫塔內逆向與脫硫貧液進行接觸，脫硫塔內設有四層波紋填料，焦爐煤氣經過頂部捕霧段后進入下一工序，與焦爐煤氣逆向接觸后的脫硫富液經液封槽進入溶液循環槽，然后經過溶液循環泵輸送至再生塔底部，溶液循環泵出口的部分脫硫液與溶液換熱器進行換熱降低脫硫液溫度，確保夏季最高氣溫的情況下脫硫液溫度不超過40℃，在再生塔底部鼓入壓縮空氣，壓縮空氣經分流后與脫硫液充分接觸，氧化再生脫硫富液中的硫，氧化出的硫單質經壓縮空氣浮選后進入再生塔頂部擴大段，然后經溢流、自流入泡沫槽內，在泡沫槽經蒸汽盤管加熱、攪拌機攪拌后由泡沫泵輸送至板框式壓濾機，經再生后的脫硫貧液由再生塔頂部U型溢流管溢流進入脫硫塔內，通過調節進入脫硫塔前的閥門開度控制再生塔液位，輔助調節溶液循環泵頻率、壓縮空氣流量微調再生塔液位，確保最佳溢流效果。

二、脫硫塔前高硫化氫狀態下系統優化調整

在實際生產過程中，焦化生產受市場行情波動影響較大，為了實現企業效益最大化，生產過程中會增多廉價高硫氣肥煤的配入量，當過多的高硫氣肥煤配入后，會增高煤氣中硫化氫含量，同樣裝煤孔數的情況下，煤氣發生量也會相應增加，該情況就會造成脫硫系統的強化生產，強化生產情況下脫硫系統需要做以下相應調整。

1.適當提高脫硫液中揮發氨含量，實際生產過程中應及時根據配合煤硫分調整脫硫液組分，增加濃氨水的添加量來調整揮發氨指標，將脫硫液中揮發氨、總堿度指標按照上限指標進行控制;

2.調整預冷塔后煤氣溫度、脫硫液溫度，現場實踐過程發現，當預冷塔后煤氣溫度在25℃左右，脫硫液溫度在33-35℃左右時，該工況下脫硫系統脫硫效率最大，但是過低脫硫液溫度也會影響再生，需要統籌考慮，避免顧此失彼;

3.優化催化劑添加方式，催化劑一定要經徹底活化后均勻添加，避免短時間內大量添加，造成再生塔液位頻繁波動，如果再生塔液位調整不及時將會造成泡沫槽溢槽，同時為降低再生塔液位將開大再生塔進脫硫塔溢流閥門，造成再生過程中硫泡沫過多的進入脫硫塔，在煤氣驅動力的作用下，硫泡沫被脫硫塔捕霧段捕捉，逐漸累計的脫硫泡沫將造成脫硫塔阻力增加;

4.及時化驗脫硫液組分，確保硫代硫酸銨、硫氰酸銨兩鹽含量不大于250g/L，如果脫硫液中兩鹽含量超標，要定期置換脫硫液，確保兩鹽指標穩定，根據實際生產過程中兩鹽濃度控制在200g/L以下效果較好;

5.理論上氧化1kg硫化氫空氣用量在2m3左右，但在實際生產過程中考慮到浮選脫硫泡沫的作用，再生塔的鼓風強度一般控制在60-100m3/㎡.h。

三、脫硫塔阻力增加沖塔方案及控制措施

實際生產過程中，由于強化生產、懸浮硫指標控制不當、再生塔液位不穩定等諸多因素會導致脫硫塔阻力增加，當脫硫塔阻力達到1.0KPa左右，而且還有持續上漲趨勢時，就要根據脫硫塔阻力監測情況定期對脫硫塔進行沖塔，現將沖塔方案和控制措施分析如下：

1.適當提高脫硫液溫度至39℃左右，緩慢開沖塔閥門同時根據再生塔液位同步調整溢流閥門開度，密切注意脫硫塔阻力，控制沖塔時脫硫塔阻力在4.0KPa左右，根據系統阻力和后續工段要求調整風機后煤氣壓力，確保系統穩定;

2.沖塔過程中應確保再生塔液位穩定、壓縮空氣壓力穩定，避免因再生塔液位波動而不斷調整溢流閥門開度，影響脫硫塔沖塔效果;

3.如果條件允許可以單塔運行，打開要沖洗脫硫塔煤氣旁通閥門減少進脫硫塔煤氣量，適當開大沖塔閥門開度，根據再生塔溢流情況調整再生塔液位，開啟煤氣旁通閥可以實現最優沖塔效果，但是要綜合考慮環保在線檢測要求，避免在線監測指標超標;

4.為確保最優沖塔效果，沖塔時長一般控制在8-12小時，具體沖塔時間根據沖塔后脫硫塔阻力下降情況來確定;

5.沖塔后為避免阻力快速增加，建議：控制好再生塔液位避免液位頻繁調節;控制好塔前硫化氫和煤氣量，避免長時間強化生產;控制好壓縮空氣流量，建議按照80m3/㎡.h左右控制，適當延長一下再生時間;密切注意脫硫液指標確保懸浮硫、兩鹽指標合格，定期置換脫硫液。

四、結語

HPF法脫硫工藝是焦化行業一種相對成熟、應用較廣的濕法脫硫工藝，但在實際運行過程中煤氣溫度、脫硫液溫度、催化劑濃度、兩鹽含量、揮發氨、總堿度等綜合作用影響脫硫效率和脫硫效果，但在實際生產過程中要完全滿足所有工藝指標要求，有時候針對具體的一家企業確實很困難，每個企業都會根據自己的生產成本、環保要求、安全等因素綜合分析評判，實際生產過程中應確保脫硫系統長周期穩定運行，實現企業綜合效益最大化。

參考文獻

[1] 于振東，現代焦化生產技術手冊[M]，北京： 冶金工業出版社，2009： 761 -767;

[2]孫帥、梅冠宇、賈昆明，HPF法脫硫工藝的對比與優化，燃料與化工2018。