焦炉烟气脱硫脱硝系统脱硫废液处理的工艺优化分析

肖晶 张强 黄文(北京蓝图工程设计有限公司，北京 100070)

0 引言

在处理焦炉烟气脱硫脱硝系统脱硫废液的过程中，主要是利用焦炉烟气脱硫脱硝装置，处理焦炉烟气之后可以满足国家排放标准，但是在硫铵工段中，脱硫废液会影响到硫铵管内段的运行，因此需要利用针对性的治理措施，优化焦炉烟气脱硫脱硝系统脱硫废液处理工艺。

1 概述焦炉烟气氨法脱硫废液

1.1 焦炉烟气的特征

焦炉烟气浓度并不是一成不变的，并且这种变化具有周期性变化特征，浓度最高值和最低值之间具有较大差距。焦炉砌筑材料具有耐火性特征，但是焦炉墙壁可能不够严密，在结焦过程中会泄漏烟气。此外烟气具有多种成分，其中包括焦油和硫化氢以及一氧化碳等，泄漏了烟气之后可能会严重污染环境[1]。

在高温条件下，煤气会发生裂解，在裂解过程中，在焦炉砌体砖缝隙中会因此产生石墨，焦油会密封砌体砖缝隙，但是焦炉不断提高集气管的压力，缝隙中的石墨会发生燃烧效应，因此引发墙面烟气渗漏问题，在燃烧室内进入荒煤气，高温条件中会析出石墨粉尘，进一步加剧烟气污染。

1.2 焦炉烟气氨法脱硫工艺

工艺原理：实施氨气脱硫法，融合反映水溶液的NH3和SO2，启用烟气脱硫塔吸收烟气当中混有的SO2。利用脱硫塔的压缩空气，加快氧化处理亚硫酸铵，因此形成硫酸铵。在整个过程中，可以将废弃中的SO2不断吸收，工作人员在这个阶段需要补充NH3，虽然无法加快SO2吸收效率，但是可以使吸收液中NH3的质量不断提高[2]。

工艺流程：高温焦炉烟气和低温烟气之间利用再热器实施热量交换，有效降低脱硝烟气到150℃以内，随后进入到脱硫塔浓缩段，逆流接触了浓缩段的循环母液，可以继续降低脱硝高温烟气为70℃以内，随后进入到吸收段，和循环吸收液接触之后将烟气中的SO2脱除，进入到水洗段之后，充分混合了循环水之后，可以脱除烟气中的氨，再实施除尘和除湿处理之后，再通过烟气再热器的换热处工作周，最终在烟囱中排出烟气。针对脱硫塔中多余的废液，需要投入到硫铵工作中经过上述处理工作。

氨法脱硫废液特征：氨法脱硫废液pH 值处于2.0～3.5 范围内，硫酸铵密度处于1150～1170kg/m3范围内。直接混合脱硫循环液可以和烟气，不仅可以将烟气中的SO2脱除，同时烟气中的石墨和焦油等杂质也可以同步清洗干净，这些杂质融入到废液当中，导致废液因此呈现黑色。处理脱硫废液的过程中具有较大难度[3]。

2 硫铵工段运行情况

2.1 硫铵工段工艺流程

硫铵工段生产硫铵的过程中主要是利用喷淋式拌合器法，首先利用预热器热处理工作，将处理后的煤气送入到饱和器前室，混合气体和母液之后，可以将煤气中的氨气成分脱除干净，再送入到饱和器厚实当中，融合了其中的母液之后，可以脱除煤气中的氨含量，再利用除酸器去除煤气中硫酸含量。

2.2 硫铵工段接收氨法脱硫废液前生产运行情况

在操作饱和器的过程中，饱和器大母液泵电流会产生规律性波动，在加酸处理过程中，大母液电流具有稳定性，波动范围在10A 左右，饱和器具有稳定的阻力，不会因为阻力高被迫实施检修。保和液的母液呈现出乳黄色，硫铵产品呈现出白色，产品颗粒比较大，硫铵产品的合格率达到95%以上。在酸洗工作中，可以维护饱和器运行的稳定性，在满流槽中不会溢出泡沫，在设备中也不会发生挂料的情况[4]。

2.3 硫铵工段接收氨法脱硫废液异常生产情况

原工艺：在焦炉烟气氨法脱硫塔循环槽泵出口部位，连接硫铵工段母液贮槽和管道，如果具有较多的循环槽液，向母液贮槽中打入多余的废液。饱和器补液阶段，脱硫废液和硫铵母液会一起进入到饱和器中。

异常生产运行情况：饱和器大母液泵电流具有加大的波动，在实际生产过程中，波动主要围绕在60A 左右。饱和器具有较高的阻力，阻力过高会影响到煤气鼓风机运行。阻饱和器中母液呈现出黑红色，硫铵产品呈现黑色，颗粒比较小，降低硫铵产品合格率在80%。饱和器满流槽在实际生产过程中，在酸洗阶段会产生严重的溢液问题，作业情况非常复杂。饱和器结晶槽中会产生严重的挂壁情况，在实际生产过程中，结晶槽内部会附着硫铵结晶，降低了结晶溶剂。在下料口部位可能会出现堵塞问题，拆下下料截门之后会放出焦油等杂质[5]。

分析硫铵工段异常情况：氨法脱硫废液中具有焦油等，因为焦油具有较大的黏性，废液进入到硫铵工段饱和器之后，出现饱和器母液喷洒问题，引发骨料问题，工作时间不断延长，会逐渐增大挂料体积，挂料会堵塞煤气通道，也因此提高饱和器的阻力，大面积挂料可能会掉落下来，因此堵塞饱和器管道，在吸收器产生积液，增大了饱和器的阻力，洁净室因此缺液，大母液泵循环母液量因此受到影响，电流值发生显著的变化，改变饱和器煤气中氨含量。工作人员在检维修饱和器的时候，发现在饱和器前室中存在很多的积料，质地非常坚硬，不容易发生融化。饱和器结晶槽母液流动速度比较低，在结晶槽内壁中附着的结晶母液中存在较多的焦油成分，因此形成挂料。在大加酸之后，可以溶解结晶槽内部挂料，分离出挂料中的焦油，在下料口部位不断沉积焦油，长期以往会堵塞下料口。

因为氨法脱硫废液中杂质含量比较高，这类废液进入到饱和器之后，也会随之提高硫铵母液的杂质含量，因此改变了母液颜色。母液杂质会影响到硫酸铵结晶成长。在硫铵结晶表面附着各种杂质。硫铵颗粒比较小，可以高效吸附游离酸和水，提高了游离酸和水分的含量，降低了硫铵产品合格率。

饱和器母液系统中的焦油含量因为氨法脱硫废液因此增加，焦油还会增加母液的表面张力，在大加酸之后，会降低母液中硫铵含量，焦油和母液因此形成泡沫，在满流槽中大量加入浓硫酸之后，会加剧母液放热反应，气体会吹出满流槽中的泡沫，从而溢出大量的泡沫。

3 改善硫铵工段生产运行的方法

3.1 净化焦炉烟气脱硫废液

技术人员需要将压滤系统安装在硫铵工段，负责压滤处理废液，向硫铵饱和器中排入清液。 在硫铵工段设置过滤系统，过滤系统利用的过滤材料为活性炭，净化处理了废液之后，将清液排入到饱和器当中[6]。

3.2 强化硫铵工段饱和器的运行

适当的降低硫铵母液的酸度：技术人员可以根据工作实际情况适当的提高母液的酸度，无法保持过饱和度，影响到晶体的成长，同时会增大母液的黏度，降低硫铵分子的扩散放速度，同时会降低晶体成长速度。母液酸度被提高之后，硫铵结晶的平均粒度因此减小。根据实验确定硫铵结晶酸度最佳范围，为了避免堵塞饱和器，技术人员可以降低饱和器母液的酸度，余量也会因此减少。

稳定硫铵母液温度：通过降低母液的温度，设置新的温度范围，母液在超饱和状态当中会产生很多的晶核。保障硫铵母液的均匀性和稳定性，可以产生大颗粒的硫铵结晶。

控制母液晶比：如果晶比比较大，将会增多硫铵晶粒之间的摩擦力，在摩擦力的作用下碾碎大颗粒的晶粒。降低氨气和硫酸的反映时间，氨的吸收效果因此受到影响。如果没有均匀的搅拌母液，将会堵塞饱和器。晶比比较小，将会抑制结晶成长，降低了母液密度，很难分离焦油和母液形成氧化物，饱和器发生泡沫之后，硫铵产品会因此受到污染。

4 改进措施和改进效果

发挥压滤系统的作用，可以压滤处理废液，将清液投入到硫铵系统当中，母液质量因此提高。经过压滤处理工作之后，将废液引入到硫铵工段的母液贮槽当中，再实施压滤之后送入到压滤机当中，在这一工作过程中可以过滤石墨和焦油等杂质，工作人员可以定期清理滤布上的杂质，压滤之后，将清液引入到贮槽当中，连接了贮槽和液氯管道之后，高效的压滤处理母液贮槽中的污染的母液，可以提高硫铵系统的母液质量，同时可以抑制溢流槽的泡沫问题，改善硫铵产品的颜色和粒度[7]。

调整控制硫铵饱和器，维持硫铵饱和器母液温度的稳定性，在回水工作阶段中，工作人员可以利用饱和器汽水分配盘控制水温和母液的温度，维护饱和器温度的稳定性，如果温度发生显著的变化，将会影响到硫铵结晶质量。降低饱和器母液的酸度，可以促进硫铵结晶成长。调节结晶槽的下料工作，严格控制饱和器的母液晶比。通过上述调整方式，可以进一步增大硫铵产品粒度，保障产品合格率在90%以上。

利用汽液分配盘连接饱和器前室的母液喷洒管，定期利用热水喷洒和冲洗饱和器前室，避免在饱和器内壁中产生积料，提高饱和器操作的稳定性。

5 结语

本文分析了焦炉烟气脱硫脱硝系统脱硫废液处理工艺优化措施，避免硫铵工段影响到饱和器生产工作，通过压滤净化工作，调整整体操作的指标，在硫铵工段中优化处理焦炉烟气脱硫废液。