為何焦爐煤氣脫硫要選擇負壓脫硫？

國內(nei) 外對焦爐煤氣的脫硫工藝分為(wei) 正壓脫硫和負壓脫硫二種。某公司焦爐煤氣淨化一開始采用HPF正壓脫硫工藝，但脫硫效率低，且正壓脫硫需將煤氣冷卻，送入脫硫塔進行脫硫、脫氰，經過脫硫後，煤氣進入硫銨單元，又需對煤氣進行預熱，煤氣經過冷卻、預熱存在較大的能源浪費，不利於(yu) 節能降耗生產(chan) ，對此該公司將正壓脫硫工藝改為(wei) 負壓脫硫工藝，采用紅外氣體(ti) 分析儀(yi) （防爆型）Gasboard-3500對脫硫效果進行監測，項目運行3年來，脫硫效率提高，節能*，具有良好的經濟效益和環保效益。

一、正、負壓脫硫工藝對比

1、正壓脫硫工藝

從(cong) 鼓風機來的約55～60℃的煤氣，先進入預冷塔，用循環水冷卻至30℃左右，然後進入脫硫塔。

預冷塔用冷卻水自成循環係統，從(cong) 塔底排出的熱水經循環泵送往冷卻器，用循環冷卻水換熱後進入預冷塔頂部噴灑用於(yu) 冷卻煤氣，預冷循環水定期進行排汙，送往機械化澄清槽，同時往循環係統中加入剩餘(yu) 氨水予以補充。

從(cong) 預冷塔來的煤氣進入脫硫塔底部與(yu) 塔頂噴淋的脫硫液逆向接觸，脫除H2S、HCN後由塔頂溢出去往硫銨單元。

從(cong) 脫硫塔底排出的脫硫液經液封槽進入反應槽，再由脫硫液循環泵送出，一部分經過冷卻器冷卻後與(yu) 另一部分未冷卻液體(ti) 混合後經預混噴嘴送入再生塔底部，同時在再生塔底部鼓入壓縮空氣，使脫硫液在塔內(nei) 得以再生，再生後的脫硫液於(yu) 塔上部經液位調節器流至脫硫塔循環噴灑使用，上浮於(yu) 再生塔頂部擴大部分的硫泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽，產(chan) 生的硫泡沫用泵送至離心機離心分離，濾液返回反應槽，硫膏裝袋後外銷。

脫硫所用成品氨水由蒸氨每班送至脫硫反應槽加入脫硫液循環係統。

2、負壓脫硫工藝

電捕來的約25℃煤氣進入填料脫硫塔底部，與(yu) 塔頂噴灑下來的再生溶液逆向接觸，吸收煤氣中的H2S和HCN（同時吸收煤氣中的NH3，以補充脫硫液中的堿源）。脫硫後煤氣進入鼓風機單元。

脫硫塔底吸收了H2S、HCN的循環液，經脫硫液泵進入再生塔底預混噴嘴（脫硫液溫度高時，部分進入板框式換熱器進行冷卻），與(yu) 壓縮空氣劇烈混合，形成微小氣泡後進入再生塔底部，沿再生塔上升過程中，在催化劑作用下氧化再生。再生後的脫硫液於(yu) 再生塔上部經液位調節器進入U型管後，進入脫硫塔頂分布器，循環噴淋煤氣。

上浮於(yu) 再生塔頂部擴大部分的硫磺泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽，產(chan) 生的硫泡沫用泵送至板框式壓濾機，濾液進入放空槽後，由放空槽自吸泵送至脫硫塔底繼續循環使用，硫膏裝袋後外銷。

脫硫所用成品氨水由蒸氨每班送至脫硫塔底，加入脫硫液循環係統。

3、正、負壓脫硫運行指標對比

在同等煤氣發生量情況下，采用紅外氣體(ti) 分析儀(yi) （防爆型）Gasboard-3500對正負壓脫硫工藝的脫硫效果進行對比監測，再綜合脫硫工藝各方麵運行參數，可得出正壓脫硫與(yu) 負壓脫硫運行指標如下。

由上表可知，負壓脫硫較正壓脫硫，脫硫塔入口煤氣溫度降低了6℃，脫硫液溫度降低了5.5℃，脫硫液溫度的降低，有利於(yu) 揮發氨（遊離氨）濃度的提高，揮發氨濃度提高了5.2g/L；副鹽濃度由300g/L以上降低至250g/L以下，降低了52.8g/L，副鹽濃度的降低有利於(yu) 脫硫效率的提高，脫硫效率由86.3%提高至99.0%，提高了12.7%。

二、正、負脫硫工藝特點對比

1、 溫度變化

正壓脫硫位於(yu) 鼓風機後，進入脫硫工段的煤氣溫度約55～60℃，而脫硫反應適宜溫度為(wei) 25～35℃左右，脫硫工段後為(wei) 硫銨工段，而硫銨工段適宜吸收反應溫度為(wei) 50～55℃，因此煤氣經正壓脫硫進入硫銨工段需對煤氣現冷卻再加熱，存在較大的能源浪費。

負壓脫硫位於(yu) 電捕後，鼓風機前，進入脫硫工段的煤氣約25℃，滿足脫硫吸收、再生要求，而經過風機後的煤氣直接進入硫銨工段，避免了對煤氣冷卻和預熱，溫度變化梯度更加合理，節約了冷能和熱能，降低了係統能耗。

2、遊離氨濃度

HPF法脫硫是以氨為(wei) 堿源的濕法氧化脫硫，吸收過程為(wei) 化學反應，即通過吸收煤氣中的氨（或外加氨水），增加氨的濃度提高對硫化氫、氰化氫等物質吸收效率，脫硫液中遊離氨的濃度越高越有利於(yu) 脫硫反應。

正壓脫硫經過預冷後煤氣溫度一般在30℃左右，負壓脫硫煤氣溫度為(wei) 25℃左右，其脫硫液溫度較正壓降低5℃左右，脫硫液溫度低有利於(yu) 氨的吸收、溶解，同時避免了正壓條件下預冷噴灑液的直接接觸吸收煤氣中的氨。因此，負壓脫硫工藝有效提高了遊離氨（揮發氨）濃度，遊離氨濃度由正壓脫硫的4～6g/L提高至負壓脫硫的10～12g/L，達到較高的吸收效率，進而提高了脫硫效率。

3、設備投資

負壓脫硫與(yu) 正壓脫硫設備上相比，脫硫工段不再用預冷塔及其配套的循環噴灑泵、換熱器等設備，硫銨工段不再用預熱器，節約大量設備投資，占地麵積減少近80m2。

負壓脫硫根據工藝特點，不用反應槽，節省兩(liang) 個(ge) 約150m3的反應槽，占地麵積減少約120m2。

4、環保效益

負壓脫硫再生尾氣回收至煤氣係統內(nei) ，減輕對大氣汙染的同時，尾氣中的氧氣、氨氣等有效組分進入脫硫吸收塔內(nei) ，參與(yu) 脫硫吸收、解離反應，進一步增強了脫硫效率。

三、負壓脫硫經濟經濟效益

負壓脫硫較正壓脫硫減少預冷塔、預冷噴灑泵、預冷換熱器、反應槽等設備；減少煤氣冷卻消耗循環冷卻水量150m3/h；節省硫銨預熱器蒸汽量1t/h（冬季）。因此負壓脫硫較正壓脫硫節省成本為(wei) ：

1）降低循環消耗成本：節約循環水量為(wei) 150m3/h，按0.5元/m3、年運行360天計，則年節約循環冷卻水成本為(wei) 150×24×360×0.5=64.8萬(wan) 元。

2）降低蒸汽消耗：節約蒸汽量為(wei) 1t/h，蒸汽按150元/t、冬季按120天計，則年節約蒸汽消耗成本為(wei) 1×24×120×150=43.2萬(wan) 元。

3）降低設備投資成本：減少預冷塔、循環泵、換熱器、反應槽等設備及工程投資費用約500萬(wan) 元。按設備折舊費用計，年降低投資費用50萬(wan) 元。

則年降低成本為(wei) ：64.8+43.2+50=158萬(wan) 元。另外，脫硫效率的提高，降低了脫硫後煤氣中硫化氫含量，進一步降低燃燒時二氧化硫排放量，環保效益顯著。

四、結論

1、負壓脫硫較正壓脫硫減少預冷係統、反應槽等設備，投資費用低，占地麵積小，操作簡便。

2、負壓脫硫較正壓脫硫較好地利用了煤氣溫度變化梯度，避免煤氣經過冷卻再加熱，降低了循環冷卻水及蒸汽消耗成本，經濟效益顯著。

3、負壓脫硫入口煤氣溫度、脫硫液溫度較正壓脫硫降低約5℃，揮發氨濃度提高至10g/L以上，提高了對硫化氫的吸收，進而提高了脫硫效率。

4、負壓脫硫再生尾氣全部並入煤氣負壓係統，實現了脫硫尾氣“零”排放，改善了工作環境，降低了大氣汙染。

5、負壓脫硫較正壓脫硫效率顯著提高，降低了煤氣中硫化氫含量，進而減少燃燒時二氧化硫的排放量，具有顯著的環保效益。

（來源：公眾(zhong) 號@工業(ye) 過程氣體(ti) 監測技術）