《南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目可行性研究报告.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目可行性研究报告.pdf（97页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂 煤气深度脱硫处理项目煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告可行性研究报告 中冶焦耐（大连）工程技术有限公司中冶焦耐（大连）工程技术有限公司 南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂 煤气深度脱硫处理项目煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告可行性研究报告 库号：库号：31203EFS01 中冶焦耐（大连）工程技术有限公司 二 O 一五年三月 公司主管经理： 副 总 工 程 师 ： 设 计 经 理 ： 1 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 目目 录录 1. 总说明
2、1 2. 项目提出背景 5 3. 厂址及建厂条件 7 4. 建设规模与产品方案 11 5. 工艺技术方案 12 6. 公用及辅助设施 32 7. 环境保护 57 8. 劳动安全 65 9. 职业卫生 73 10. 消防 78 11. 投资估算 84 12. 职工定员及主要经济技术指标 86 13. 项目实施计划 88 14. 成本费用计算 89 附表 93 附图 99 1 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 1. 总说明总说明 1.1. 项目名称项目名称 南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 1.2. 项目主办单位及负责人项目主办单位及负责人
3、 主办单位：南京南钢产业发展有限公司 主要负责人：王鑫海 1.3. 参加编制单位及主要负责人参加编制单位及主要负责人 编制单位：中冶焦耐（大连）工程技术有限公司 主要技术负责人：李超 1.4. 编制依据及范围编制依据及范围 1.4.1. 编制依据编制依据 1）业主对我公司的设计委托。 2）我公司与业主签定的会议纪要（2014.12.25） 。 3）业主与我公司之间的联络函。 1.4.2. 编制范围编制范围 本项目的设计范围为项目界区内的生产设施、公辅设施、生活行 政等设施，项目界区外的由业主另行委托设计。 1.4.3. 设计原则设计原则 1） 采用先进可靠的工艺技术， 确保长期、 安全、 稳定
4、地连续生产。 2）自动化控制水平遵循经济、实用、有效、有利于产品质量控制 和安全生产、性价比高的原则。 3）对“三废”排放量的控制满足国家有关法律法规的要求。 5）按照先进、成熟、实用、经济的原则，合理布局，在满足工艺 要求的前提下，优化方案，尽量节省土地，节约投资。 2 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 1.5. 可行性研究的概况、结论与建议可行性研究的概况、结论与建议 1.5.1. 概况概况 南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂现有 3 座焦炉，年产焦炭 170 万吨。 煤气净化脱硫工艺采用我国焦化行业应用广泛的 HPF 脱硫工 艺。该工艺具有脱硫效率高，
5、不需外加碱源，投资省及运行费用较低 等优点。但从整体看，目前该工艺仍不完善：第一，脱硫后生成的产 品硫磺纯度低、质量差，销售困难；第二，脱硫过程中产生的废液没 有采取适当的处理工艺，影响脱硫效率，脱硫废液外排造成了二次环 境污染。为从根本上解决 HPF 脱硫工艺硫磺品质低和脱硫废液二次环 境污染问题，南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂拟建设一套脱硫 废液浓缩制酸装置。同时为了进一步提高脱硫效率，降低脱硫后煤气 中 H2S 含量，降低再生尾气中 NH3含量，需对现有脱硫单元进行改造 并增设再生尾气处理部分。 1.5.1.1. 建设规模建设规模 根据业主提供的现行焦炉操作参数及要求脱硫后的煤气指标
6、，本 项目的建设规模对应 170 万吨/年焦炭，煤气处理量为88825m3/h，经 脱硫改造后，制酸单元的建设规模按浆液处理量为 3.2t/h。 制酸单元年操作时间：7920 小时。操作制度：四班三运转。 1.5.1.2. 建设内容建设内容 项目边界范围内的生产设施及公辅设施等。 生产设施：现有脱硫单元改造部分、新建再生尾气处理部分、新 建脱硫废液浓缩部分及低品质硫磺及脱硫废液制酸部分。 公辅设施：压缩空气站、车间变电所、循环水系统等。 1.5.1.3. 厂址及建厂条件厂址及建厂条件 本项目位于南钢公司燃料供应厂内，根据业主要求，对现有的煤 3 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理
7、项目 可行性研究报告 气净化脱硫系统进行升级改造，在保留现有两套 HPF 脱硫装置的基础 上，各增建一套深度脱硫装置（二级脱硫） ，废除原熔硫装置，增建一 套硫泡沫浓缩制酸装置。 项目用地北侧为现有酚氰废水处理系统级及粗苯蒸馏工段，南侧 为冷凝鼓风工段及焦炉，东侧为现有循环水系统，西侧为主干道及预 留用地。 该地区全年最多风向：夏季为东南风，冬季为东北风。 1.5.1.4. 投资估算投资估算 本工程建设投资为 10202.95 万元。 投资估算表 费用名称 投资(万元) 比例(%) 建设投资 10202.95 100 建筑工程 824.26 8.08 其 安装工程 1782.90 17.47
8、设备购置费 6632.37 65.00 中 其它费用 666.80 6.54 预备费 296.62 2.91 1.5.1.5. 项目实施计划项目实施计划 根据建设单位的意见以及本工程设计的具体内容，参考本地区的 自然条件和类似工程项目的建设进度，初步安排本工程的实施计划如 下： 2015 年 4 月底完成可行性研究及审批； 2015 年 7 月完成初步设计及审批； 2016 年 2 月底完成施工图设计； 2016 年 2 月开始施工建设； 4 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 2016 年 10 月工程投产。 1.5.2. 可行性研究结论可行性研究结论 本项
9、目属于环保项目，从根本上解决了现行脱硫工艺硫磺品质低 和脱硫废液二次环境污染问题，同时带来良好的间接经济效益和社会 环境效益，项目是可行的，建议业主尽快实施。 5 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 2. 项目提出背景项目提出背景 2.1. 企业现状企业现状 南京钢铁联合有限公司是南京钢铁集团有限公司与上海复星集团 下属的三家公司共同合资成立的江苏省特大型钢铁企业。公司地处南 京市沿江工业开发区，西由南京长江大桥、东由南京长江二桥与主城 区相通，北靠宁通、宁洛、宁连等多条高速公路，南临长江黄金水道， 厂区内设铁路专用线与京沪铁路相连，拥有自备长江货运码头，交通
10、 运输十分便捷。 南钢集采选矿、钢铁冶炼、钢材轧制为一体，公司本部分新、老 两个生产区域。新区拥有一条现代化的宽中厚板（卷）生产线及其配 套设施，主要设备包括两座 55 孔焦炉和一座 60 孔焦炉、一台 180m2 烧结机和一台 360m2烧结机、一座 2000m3高炉和一座 2550m3高炉、 两座 120 吨转炉、一台宽板坯连铸机和一套宽中厚板（卷）轧机。其 中轧钢生产线集成了当今世界最先进的生产工艺和技术，采用了先进 的生产管理手段，其工艺装备和产品档次均达到国际一流水平。目前 南钢产能已达到 650 万吨钢。 南钢已通过ISO9001:2000标准质量体系认证和ISO14001环境管理
11、 体系认证。新区重点生产高端板（卷）材，产品涵盖高等级管线钢板、 高强度高等级造船板、低合金高强度结构板、桥梁用板、锅炉用板、 压力容器用板、工程机械用板、优质碳素结构钢板、汽车大梁板等。 老区主要产品中板、 螺纹钢、 高线等均获得国家冶金产品实物质量 “金 杯奖” ，多数还被评为省、市名牌产品和免检产品。企业先后多次荣获 “全国质量效益型企业” 、 “全国用户满意企业”等荣誉称号。 “十一五”期间，南钢本部将以建设国内一流的精品中厚板生产 基地为目标，进一步加大技术改造力度，加快结构调整步伐，做精做 强企业。同时积极开展战略合作，向产业链上下游延伸。并按照钢 6 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供
12、应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 铁产业发展政策的要求，积极建设资源节约和环境友好型企业，实 现企业可持续发展。 展望不远的将来，南钢将成为具有很强竞争力和赢利能力，管理 一流、环境优美、国内先进、国际知名的特大型钢铁联合企业。 2.2. 项目建设的必要性项目建设的必要性 南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂现有 3 座焦炉，年产焦炭 170 万吨。 煤气净化脱硫工艺采用我国焦化行业应用广泛的 HPF 脱硫工 艺。该工艺具有脱硫效率高，不需外加碱源，投资省及运行费用较低 等优点。但从整体看，目前该工艺仍不完善：第一，脱硫后生成的产 品硫磺纯度低、质量差，销售困难；第二，脱硫过程中产生的废
13、液没 有采取适当的处理工艺，影响脱硫效率，脱硫废液外排造成了二次环 境污染。为从根本上解决 HPF 脱硫工艺硫磺品质低和脱硫废液二次环 境污染问题， 现在急需处理脱硫废液， 并加以废物利用， 既保护环境， 又创造经济效益。 7 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 3. 厂址及建厂条件厂址及建厂条件 3.1. 厂址概况厂址概况 本项目位于南钢公司燃料供应厂内，根据业主要求，对现有的煤 气净化脱硫系统进行升级改造，在保留现有两套 HPF 脱硫装置的基础 上，各增建一套深度脱硫装置（二级脱硫） ，废除原熔硫装置，增建一 套硫泡沫浓缩制酸装置。 工程用地北侧为现有酚氰
14、废水处理系统级及粗苯蒸馏工段，南侧 为冷凝鼓风工段及焦炉，东侧为现有循环水系统，西侧为主干道及预 留用地。 该地区全年最多风向：夏季为东南风，冬季为东北风。 3.2. 自然条件自然条件 3.2.1. 气候参数气候参数 极端最高气温 40.7 极端最低气温 14.0 年平均气温 15.3 最热月平均气温 28.0 最冷月平均气温 2.0 年平均大气压力 1004.0hPa 夏季平均大气压力 1025.2hPa 冬季平均大气压力 1026.1hPa 年平均降水量 160.6mm 日最大降水量 60.7mm 最大积雪深度 51.0cm 最热月月平均相对湿度 81% 最冷月月平均相对湿度 73% 全年
15、平均风速 2.7m/s 8 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 夏季平均风速 2.6m/s 冬季平均风速 2.6m/s 30 年一遇最大风速 27.8m/s 全年最多风向及其频率 C22% NE9% E9% 夏季最多风向及其频率 C18% SE13% 冬季最多风向及其频率 C25% NE10% 最大冻土深度 9.0cm 3.2.2. 工程地质及水文条件工程地质及水文条件 根据江苏省地质工程勘察院 2003 年 8 月提供的南钢 55 孔焦炉 技术改造工程 5#焦炉及附属设施岩土工程勘察报告 （详细勘察） ，地 层自上而下为： A. 素填土； B. 冲填土； .
16、 冲填土； 1. 粉质粘土 （fak=70kPa） ； 2. 淤泥质粉质粘土 （fak=65kPa） ； 2A. 粉土 （fak=90kPa） ； 3. 粉砂 （fak=120kPa） ； 4. 淤泥质粉质粘土 （fak=60kPa） ； 5. 细粉砂 （fak=130kPa） ； 6. 细粉砂 （fak=150kPa） ； 6A. 淤泥质粉质粘土 （fak=70kPa） ； 7. 粉细砂 （fak=160kPa） ； 1. 粉细砂 （fak=190kPa） ； 1A. 粉质粘土 （fak=100kPa） ； 2. 粉细砂 （fak=200kPa） ； 9 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气
17、深度脱硫处理项目 可行性研究报告 1. 强风化泥质粉砂岩（fak=400kPa） ； 2. 中风化泥质粉砂岩（fak=2800kPa） 。 勘察期间测得地下水的稳定水位埋身为 0.72m1.00m，对混凝土 及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。 3.3. 建厂的外部条件建厂的外部条件 3.3.1. 交通运输交通运输 本项目位于南钢公司燃料供应厂内，道路运输系统比较完备，只 需新建部分道路及回车场。 3.3.2. 供水供水 本项目的生产消防水以及生活用水及输水管道由焦化厂现有管网 供给。生产水水质应满足生产用水水质标准，生活水水质应满足国家 现行的生活饮用水卫生标准。 生产供水
18、量为 28m3/h。 生产水接点处供水压力应不小于 0.40MPa， 生活水接点处供水压力应不小于 0.30MPa。 3.3.3. 排水排水 排水系统采用分流制，为污水排水系统和雨水排水系统。 生产净废水（循环水排污水）排入污水排水系统，送焦化废水处 理站。生产净废水水量为 5m3/h。 雨水排入雨水排水系统。雨水排水暴雨强度按南京地区暴雨强度 公式计算。 雨水排入焦化厂现有雨水排水管道。 3.3.4. 供电供电 本项目大部分负荷属于一、 二级负荷， 根据负荷容量及分布情况， 拟在制酸单元附近设置一座车间变电所。车间变电所受电电源应为双 重电源既 2 路 10kV 电源。由业主上一级变（配）电
19、所 10kV 不同母线 段引来两路电源，且每路电源皆能承担本变电所 100%的负荷。12 台高 压电动机 10kV 电源均由业主提供。 10 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 3.3.5. 热力介质热力介质 1）蒸汽供应 本项目生产、 生活用低压蒸汽 （0.40.6 MPa） 正常消耗量为 1.91t/h， 最大消耗量为：2.1t/h。上述所需蒸汽由老厂相应蒸汽管网供应；接点 处蒸汽参数为 0.6MPa，饱和温度，管径为 D89X4，并在接点处设有流 量计量装置。 2）自产蒸汽 本项目低品质硫磺及脱硫废液制酸单元自产蒸汽 P=0.7MPa（饱和 温度） ，
20、产汽量为 4.5t/h， 所产蒸汽全部外供至厂区相应参数蒸汽管网。 3）软水供应 本项目生产用软水量：7t/h，由业主供应，管径为 DN50，供至本 项目边界处压力要求为 0.4MPa，温度为常温。并在边界设置计量。 4）压缩空气供应 本项目脱硫生产用压缩空气量为：正常 43.91m3/min（标态） ，最 大为 48.3m3/min（标态） ，压力为 0.6MPa，所需压缩空气由本项目拟 建压缩空气站供应。 原有二期空压站 （设备拟报废） 供气65m3/min （标 态） ，也由本项目拟建空压站供应。 5）净化压缩空气供应 本项目仪表用净化压缩空气量为 2.5m3/min，由老厂供应，管径为
21、 DN50，供至本工程边界压力要求为 0.7MPa，并在边界处设流量计量装 置。 6）低温水供应 本工程生产用低温水循环量为：240t/h（循环量） ，供回水温度为 16/23。所需低温水由厂区原有溴化锂制冷站供应。 11 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 4. 建设规模与产品方案建设规模与产品方案 4.1. 建设规模建设规模 根据业主提供的现行焦炉操作参数及要求脱硫后的煤气指标，本 项目的建设规模对应 170 万吨/年焦炭，煤气处理量为88825m3/h，经 脱硫改造后，制酸单元的建设规模按浆液处理量为 3.2t/h。 制酸单元年操作时间：7920 小时。
22、操作制度：四班三运转。 4.2. 产品方案产品方案 主要产品：硫酸（93%） 。 93%工业硫酸产品符合国标 GB5342014 中合格品的指标。 12 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 5. 工艺技术方案工艺技术方案 5.1. 概述概述 南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂现有 3 座焦炉，年产焦炭 170 万吨。 煤气净化脱硫工艺采用我国焦化行业应用广泛的 HPF 脱硫工 艺。该工艺具有脱硫效率高，不需外加碱源，投资省及运行费用较低 等优点。但从整体看，目前该工艺仍不完善：第一，脱硫后生成的产 品硫磺纯度低、质量差，销售困难；第二，脱硫过程中产生的废液没
23、有采取适当的处理工艺，影响脱硫效率，脱硫废液外排造成了二次环 境污染。为从根本上解决 HPF 脱硫工艺硫磺品质低和脱硫废液二次环 境污染问题，南京南钢产业发展有限公司燃料供应厂拟建设一套脱硫 废液浓缩制酸装置。同时为了进一步提高脱硫效率，降低脱硫后煤气 中 H2S 含量，降低再生尾气中 NH3含量，需对现有脱硫单元进行改造 并增设再生尾气处理部分。 本项目工程内容包括：现有脱硫单元改造部分、新建再生尾气处 理部分、新建脱硫废液浓缩部分及低品质硫磺及脱硫废液制酸部分。 5.2. 工艺方案的选择工艺方案的选择 5.2.1. 脱硫工艺的选择脱硫工艺的选择 5.2.1.1. 脱硫工艺简介脱硫工艺简介
24、脱硫工艺可分为干法和湿法两大类，由于焦炉煤气处理量大，多 采用湿式脱硫技术， 因反应机理不同， 分为湿式氧化法和湿式吸收法。 湿式氧化法以钠或煤气中的氨为碱源，采用不同的添加剂作催化剂从 煤气中吸收硫化氢，并通过再生系统将其氧化生成单质硫。南京南钢 产业发展有限公司燃料供应厂目前煤气净化装置脱硫工艺均采用 HPF 湿式氧化法脱硫工艺（以醌、钴、铁构成的复合催化剂） 。 根据脱硫单元位置的不同又分为正压脱硫和负压脱硫工艺，正压 脱硫设置在鼓风机后，而负压脱硫设置在鼓风机前。 13 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 5.2.1.2. 正、负压正、负压 HPF 脱
25、硫工艺特点及比较脱硫工艺特点及比较 煤气净化常用的吸收技术分为物理吸收和化学吸收。对于物理吸 收，加压既能提高溶质溶解度和传质速率，又能减小塔径和吸收剂用 量。对于化学吸收，其速率可为传质速率控制，也可为化学反应速率 控制，加压能提高溶质的溶解度，利于前者，对后者影响不大。在正 压下操作，煤气体积小，相关设备及煤气管道规格相应减小。吸收硫 化氢等的吸收推动力较大，有利于吸收速率和回收率。在负压下，煤 气中硫化氢的分压也低，减少了吸收推动力，而 HPF 脱硫是湿式氧化 法，属于化学吸收范畴。 1） 正压脱硫 正压脱硫吸收传质推动力高，煤气净化设备规格小，建设及运行 费用省。脱硫前设预冷塔，可对煤
26、气中的焦油、萘、煤粉、焦粉等进 一步洗涤，使得进入脱硫液中的杂质减少，提高催化剂活性，脱硫脱 氰效率高，硫磺产品杂质含量低。脱硫设置在鼓风机后，对鼓风机系 统的材质要求低，建设及维护费用低。煤气经鼓风机绝热压缩升温， 需设置预冷塔对煤气进行冷却，消耗部分冷却水。 2） 负压脱硫 负压脱硫设置在鼓风机前，从电捕焦油器出来的煤气直接进入脱 硫塔，中间未经鼓风机绝热压缩升温，省去预冷塔及部分冷却水，煤 气净化流程相对缩短，占地面积小。鼓风机入口煤气中水汽含量高， 鼓风机运行负荷加大。设在鼓风机前，脱硫液进入鼓风机系统，导致 腐蚀性增强， 鼓风机叶轮及系统设备、 管道均需采用不锈钢材质制作， 使建设及
27、维护费用增加。负压脱硫没有预冷塔，进入脱硫液中的杂质 多，催化剂活性降低，脱硫脱氰效率相比正压脱硫低，且硫磺产品杂 质含量相对高。 为提高脱硫效率， 需要维持一定的煤气温度 （2527） ， 因此，初冷器后煤气温度要高于正压脱硫工艺（2122） ，导致煤气 14 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 中焦油和萘等杂质含量增加，易引起催化剂中毒，影响脱硫效率。 3） 正、负压 HPF 脱硫工艺的比较 两种工艺的比较基准：现有处理煤气量88825m3/h。煤气实际体 积流量 HPF 正压脱硫工艺为 81860m3/h，HPF 负压脱硫工艺为 113486 m3/h，
28、体积差 1.4 倍；采用负压脱硫后鼓风机机前压力由5kPa 增加到 9kPa；考虑脱硫液的腐蚀情况，脱硫工艺中脱硫塔、再生塔、反应槽 均选用不锈钢材料。 负压脱硫工艺煤气体积增大，但煤气中硫化氢含量与正压脱硫工 艺相同，所需耗氧量也相同。载氧量取决于脱硫液循环量。因此，正、 负压脱硫工艺选择脱硫液循环泵的规格相同。再生塔的规格取决于煤 气中硫化氢含量和脱硫液循环量，所以正、负压脱硫工艺的再生塔规 格也相同。由于负压操作吸收传质推动力低，所需填料的传质面积需 增大，所以脱硫塔规格较大。 5.2.1.3. 结论结论 综上所述，脱硫单元设置在煤气鼓风机前，从电捕焦油器出来的 煤气直接进入脱硫塔，中间
29、未经鼓风机绝热压缩升温，省去预冷塔及 部分冷却水，煤气净化流程相对缩短。但是，负压状态下净化吸收传 质推动力降低， 若想达到同样的脱硫效率， 势必增加填料的传质面积； 处理煤气体积增大，所需煤气净化设备规格增大，建设及运行费用提 高；脱硫前的预处理净化功能降低，进入脱硫系统的焦油、萘、煤粉、 焦粉等杂质含量增多，催化剂活性降低，脱硫脱氰效率低，且硫膏呈 黑褐色，硫磺产品杂质含量高；鼓风机入口煤气中水汽含量高，鼓风 机运行负荷加大，且煤气中焦油和萘等杂质含量高，导致鼓风机故障 率偏高， 缩短其使用寿命、 脱硫液进入鼓风机系统， 导致腐蚀性增强， 鼓风机叶轮及系统设备、管道均需采用不锈钢材质制作，
30、使建设及维 护费用大幅增加。因此，目前负压脱硫工艺只有少数厂采用。两者比 15 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 较，操作运行费用两种工艺相当，而建设费用 HPF 正压脱硫工艺具有 优势。因此，正压脱硫在焦化行业中广泛应用。 加之本工程属于脱硫改造，现有 HPF 脱硫即为正压脱硫。且现有 鼓风机及鼓风机前煤气管道材质不满足负压脱硫要求的不锈钢材质。 综上所述，建议采用正压脱硫工艺进行脱硫改造设计，本设计按正压 脱硫考虑。在保留现有两套 HPF 脱硫单元的基础上，两套系统各增建 一套二级脱硫。 5.2.2. 制酸工艺的选择制酸工艺的选择 到目前为止，在我国焦化
31、行业内，解决 HPF 脱硫废液二次环境污 染问题有两种工艺流程：一种是脱硫废液浓缩提盐工艺；另一种是脱 硫废液浓缩制酸工艺。 脱硫废液浓缩提盐工艺， 是将脱硫废液依次经过脱色、 真空浓缩、 离心分离、溶解、结晶等工序过程，最终得到硫代硫酸铵和硫氰酸铵 产品。该工艺的优点是投资省，但它仍无法解决硫磺品质差、熔硫釜 放硫操作条件恶劣等问题。此外，硫代硫酸铵和硫氰酸铵产品的市场 需求量较小，其贮存和销售问题也是需要充分考虑的。由于提盐工艺 投资省，最近几年提盐工艺建设较多。但目前产品较难销售，未来产 品可能无法销售，价格也会进一步降低，提盐工艺的经济性会更差。 脱硫废液浓缩制酸工艺是以脱硫再生塔顶硫
32、泡沫和脱硫废液为原 料制取浓硫酸的工艺，由脱硫废液浓缩和硫浆焚烧制酸两部分组成。 脱硫废液浓缩工艺是将再生塔塔顶硫泡沫经超级离心机固液分离后得 到硫膏和滤液，滤液经浓缩处理后与硫膏混合成为硫浆作为制取硫酸 的原料。这种经离心、浓缩后的硫浆含硫和硫盐可达 50(wt)以上。 制酸采用目前化工系统成熟的制酸工艺，即燃烧、余热回收、净化冷 却、干燥、转化、吸收和尾气除害等工序制取浓硫酸。 综上， 脱硫废液浓缩制酸工艺技术先进成熟可靠， 生产操作稳定， 16 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 硫酸产品质量好，可从根本上解决 HPF 脱硫工艺硫磺品质差和脱硫废 液二次
33、环境污染问题，真正实现了变废为宝，生产的硫酸可直接用于 煤气净化的脱氨系统制取硫铵，符合国家发展循环经济政策和环保要 求。 5.3. 设计基础数据设计基础数据 5.3.1. 现行操作参数（依据甲方可行性研究技术要求）现行操作参数（依据甲方可行性研究技术要求） 焦炉炉型：一期“255 孔 6m 焦炉”+二期“160 孔 6m 焦炉” ； 单孔炭化室装煤量（干） ：28.5t； 结焦时间：18h； 煤气发生量：330Nm3/t 干煤； 进塔煤气含 H2S：10g/m3； 一期出塔煤气含 H2S：0.34g/m3； 二期出塔煤气含 H2S：0.32g/m3。 5.3.2. 深度脱硫后的煤气指标深度脱
34、硫后的煤气指标 塔后煤气含 H2S：0.1g/m3。 5.3.3. 设计规模及参数设计规模及参数 制酸单元设计浆液处理量为 3.2t/h。 制酸单元设计硫酸产量为 23600t/a。 5.3.4. 原料及辅助原料原料及辅助原料 硫浆：硫膏及盐类浓缩液的混合物。脱硫废液即含副盐废液，为 环保要解决的废弃物。 辅助原料是在制酸单元开工和正常生产时所需要的各种催化剂和 化学试剂等。目前，国内大型硫酸厂均采用进口催化剂。 5.3.5. 产品产品 主要产品：硫酸（93%） 。 17 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 5.3.6. 质量要求质量要求 93%工业硫酸产品符
35、合国标 GB5342014 中合格品的指标。 5.4. 工艺流程、特点及主要设备选择工艺流程、特点及主要设备选择 5.4.1. 二期脱硫改造二期脱硫改造 5.4.1.1. 工艺流程工艺流程 原有一级脱硫后的煤气进入新建二级脱硫塔，与塔顶喷淋下来的 脱硫液逆流接触以进一步吸收煤气中的 H2S。脱硫后煤气含 H2S 100mg/m3。 吸收了 H2S、HCN 的脱硫液从塔底用脱硫液泵送入新建再生塔。其 中部分脱硫液经脱硫液冷却器，用低温水间接冷却后送入新建再生塔。 同时自新建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二级脱硫塔循环使用。 为提高脱硫
36、效率，原有一级脱硫系统也各自增设一台脱硫液冷却 器，用低温水间接冷却部分脱硫液。 浮于新建再生塔顶部的硫泡沫，利用位差自流入旧有泡沫槽，硫 泡沫经泡沫槽内搅拌器搅拌、蒸汽加热后由泡沫泵送入脱硫废液浓缩 单元。 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脱 硫废液浓缩单元滤液槽。 旧有再生塔和新建再生塔塔顶排出的尾气进入再生尾气处理部分 进行处理。 5.4.1.2. 工艺特点工艺特点 1）脱硫塔采用高效且比表面积大的新型 PP 填料，增大气液接触 面积，提高脱硫效率。 2）增设脱硫液冷却器，确保脱硫液的最佳吸收温度，提高脱硫效 率。 18 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫
37、处理项目 可行性研究报告 3）脱硫塔、再生塔增加保冷措施，隔绝辐射热，减少外界环境因 素对脱硫效率的影响。 4）增设脱硫废液浓缩制酸单元，降低脱硫液中单质硫和副盐的含 量，保证脱硫液质量，加大吸收传质推动力，提高脱硫效率。 5.4.1.3. 主要技术操作指标主要技术操作指标 进入脱硫塔的脱硫液温度 约 30 脱硫塔阻力 1500Pa 脱硫塔后煤气含 H2S 100mg/m3 脱硫液中总盐类含量 250g/l 脱硫液中悬浮硫含量 11.5g/l 再生空气强度 100120m3/(m2.h) 5.4.1.4. 主要设备主要设备 一期脱硫改造主要设备 设 备 名 称 主要材质 台数 脱硫塔 DN65
38、00 H=30000 304 1 再生塔 DN4800 H=43550 304 1 脱硫液循环泵 Q=1600m3/h H=65m 304 2 脱硫液冷却器 FN100m2 304 3 二期脱硫改造主要设备 设 备 名 称 主要材质 台数 脱硫塔 DN5000 H=28100 304 1 再生塔 DN3800 H=41500 304 1 脱硫液循环泵 Q=1000m3/h H=65m 304 2 脱硫液冷却器 FN100m2 304 2 19 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 5.4.1.5. 主要环保措施主要环保措施 1） 放空液、 煤气冷凝液进入地下放空
39、槽， 然后返回系统， 不外排； 2）再生尾气送至再生尾气处理部分，经酸洗、水洗后排入大气。 5.4.2. 再生尾气处理再生尾气处理 5.4.2.1. 工艺流程工艺流程 一、二期脱硫单元（包括一、二期脱硫改造）的再生塔尾气汇集 后进入酸洗塔。用酸洗塔循环液泵将硫铵单元来的硫铵母液循环喷洒， 在酸洗塔内与再生尾气逆向接触，吸收尾气中的氨。通过控制制酸单 元来的稀硫酸量和管网来的软水量，来调节控制循环硫铵母液的酸度。 尾气从酸洗塔经过酸洗后，进入水洗塔。利用蒸氨单元来的蒸氨 废水从塔顶喷洒，与尾气逆向接触，吸收尾气中夹带的硫铵母液。喷 洒后的蒸氨废水不循环使用，直接送往酚氰污水处理。水洗塔尾气直 接
40、排入大气。 5.4.2.2. 工艺特点工艺特点 1）酸洗、水洗处理再生尾气，工艺流程短，占地小。 2）利用现有流程的工艺介质进行尾气处理，无额外消耗。 5.4.2.3. 主要技术操作指标主要技术操作指标 循环硫铵母液酸度 3% 循环硫铵母液浓度 30wt% 酸洗塔阻力 1000Pa 5.4.2.4. 主要设备主要设备 设 备 名 称 主要材质 台数 酸洗塔 DN1000 H=22500 316L 1 水洗塔 DN1200 H=24325 碳钢 1 酸洗塔循环液泵 Q=60m3/h H=38m 316L 2 水洗塔废液泵 Q=15m3/h H=32m 铸钢 2 20 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供
41、应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 5.4.2.5. 主要环保措施主要环保措施 1）均利用现有流程工艺介质进行尾气处理，无多余废液外排； 2）尾气需依次经过酸洗塔、水洗塔处理后，排入大气。排放符合 GB161712012炼焦化学工业污染物排放标准特别排放区域的浓度 要求，即外排尾气含 NH310mg/m3，H2S1.0mg/m3。 5.4.3. 脱硫废液浓缩脱硫废液浓缩 5.4.3.1. 工艺流程工艺流程 脱硫废液浓缩单元处理来自一、二期脱硫单元产生的硫磺和脱硫 废液，离心浓缩后的硫浆产品送往制酸单元，制取浓硫酸。 从脱硫单元硫泡沫槽来的硫泡沫液送入卧式离心机，经固、液两 相离心分离后，
42、滤液进入滤液槽，然后用滤液泵抽出，一部分送往浓 缩塔，其余送脱硫单元脱硫塔。从离心机分出的硫膏进入浆液槽，与 来自浓缩塔的盐类浓缩液混合后送浆液贮槽，然后由浆液移送泵送往 制酸单元。浆液槽及浆液贮槽均设有机械搅拌器，以防止硫磺沉积， 堵塞设备及管道。浆液贮槽的贮存容量为 30 天（正常值） ，供每年制 酸单元检修时贮存硫磺浆液使用。 从滤液槽送往浓缩塔的滤液首先经浓缩液加热器用蒸汽加热至 125，然后进入浓缩塔，塔顶浓缩生成的水汽及氨汽进入凝缩器，塔 底浓缩液用浓缩液循环泵抽出，一部分送往浆液槽，其余部分与滤液 槽送来的滤液混合后送入浓缩液加热器，然后进入浓缩塔。凝缩器顶 排出的不凝性气体送脱
43、硫后煤气管道，底部排出的凝缩液自流至脱硫 单元放空槽。凝缩器为立式列管式换热器，采用循环水冷却。 5.4.3.2. 工艺特点工艺特点 1）工艺成熟可靠，技术先进，生产操作稳定，从根本上解决 HPF 脱硫产品硫磺品质差和脱硫废液二次环境污染的问题，真正实现了变 废为宝； 21 中冶焦耐中冶焦耐 南钢燃料供应厂煤气深度脱硫处理项目 可行性研究报告 2） 使用超级离心机， 离心、 浓缩后的硫浆含硫和硫盐可达 50(wt) 以上。 5.4.3.3. 主要技术操作指标主要技术操作指标 离心机后硫膏含 H2O 50wt% 离心机后滤液含 S 1g/l 5.4.3.4. 主要设备主要设备 设 备 名 称 主要材质 台数 硫泡沫超级离心机 Q=15m3/h 不锈钢 3 浓缩塔 DN1200 H=8900 不锈钢 2 凝缩塔 DN850/650 H=12300 不锈钢 2 浓缩液加热器 FN20m2 不锈钢 2 凝缩器 FN150m2 不锈钢 2 浆液贮槽 DN11600xH11600 VN1130m3不锈钢 2 5.4.3.5. 主要环保措施主要环保措施 1）各贮槽放散气体引入压力平衡系统，废气不外排； 2）系统内的放空液集中回收，返回系统，不外排； 3）凝缩后凝缩液返回脱硫系统，不外排； 4）