【精编】《安全环境环保技术》之HPF法脱硫废渣综合利用研究.docx

此资料由网络收集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享，我们负责传递知识。HPF法脱硫废渣综合利用研究摘要：介绍了焦化行业广泛采用的HPF法脱硫废渣的产生与综合利用方法，利用该技术不仅从脱硫废渣得到了高纯度的硫磺，附加值较高的硫代硫酸盐和硫氰酸盐，而且实现了资源的完全利用。提取硫磺与副盐后的残渣掺入入炉煤，对焦炭强度和其他理化性质的影响几乎可以忽略不计。该技术具有良好的社会效益和经济效益。脱硫工序是焦化、燃煤电厂、煤制化学品企业必不可少的工序。煤中的硫元素绝大部分在以硫化氢的形式脱除。脱硫方法可以简单分为干法和湿法。干法脱硫工艺简单，技术成熟可靠，适合于煤气要求净化程度高或煤气处理量比较小的场合，在脱除硫化氢的同时，还能脱除氰化氢、氧化氮、焦油雾等杂质，使得煤气可以达到较高的纯度，但干法脱硫普遍存在脱硫剂再生困难、占地面积大等缺点。湿法脱硫具有处理能力大、脱硫过程与再生过程均能连续进行、脱除硫化氢的同时也能脱除氰化氢等优势。对煤制合成气企业，对煤气质量要求较高，HPF法湿式脱硫技术得到广泛应用。截止到2017年底，全国焦化生产企业470多家，焦炉煤气制甲醇总能力达到1300万吨左右；焦炉煤气制天然气有40余套装置投产运行、能力达50多亿立方米/年[1]。但采用HPF法脱硫的企业副产的硫磺纯度低，杂质多，环境污染大。在环保管控力度不断加大的背景下，焦化行业作为传统重污染行业，必须增加研发投入，加大科技创新力度，突出节能降耗、安全高效的清洁化生产方向。近年来，一批焦化企业通过技术公关、与科研院所合作，已经建成运行或正在筹建焦化脱硫废液提盐、脱硫废渣综合利用等项目，技术流程及装备实现了自动化控制，运行过程稳定、可靠，经济效益显著提升，如山西太钢不锈钢股份有限公司焦化厂的“焦化生产废弃物循环利用技术”，金能科技股份有限公司与中冶焦耐公司合作开发的“湿式氧化法脱硫液制酸技术”，江苏燎原环保科技股份有限公司的“脱硫废液高效资源化利用及成套装备技术”等。临涣焦化股份有限公司是“国家级循环经济示范园区”——安徽(淮北)新型煤化工合成材料基地的核心企业，总规模为年产焦炭440万吨、联产甲醇40万吨，是安徽省最大的独立焦化企业，“861”重点工程。本文从国内焦化企业及临涣焦化的生产实践出发，讨论了HPF法脱硫废渣综合利用新技术的研究进展。1焦化企业常用脱硫方法及工艺特点脱硫方法分为干法和湿法，常见的干法脱硫技术有氢氧化铁法、氧化锌法、氧化铁法和活性炭法等[2]。氢氧化铁法脱硫剂原料来源方便，吸收硫化氢的反应和再生反应同时进行，在焦化企业应用广泛[3]。吸收过程的化学反应为：2Fe(OH)3+3H2S→Fe2S3+6H2OFe2S3→2FeS+SFe(OH)2+H2S→FeS+2H2O当有足够的水分和氧，硫化铁和硫化亚铁均能够被氧化，生成氢氧化铁和硫单质：2Fe2S3+3O2+6H2O→4Fe(OH)3+6S4FeS+3O2+6H2O→4Fe(OH)3+4S氢氧化铁法吸收硫化氢的反应和再生过程可以同时进行，焦炉煤气中带入的少量氧可以满足再生反应需要，无需外加氧气。但由于煤气中存在焦油等杂质，脱硫剂使用一段时间后需要更换，因而干法脱硫往往只是用于湿法脱硫工序后面的精脱硫。湿法脱硫通常分为吸收法与和氧化法两大类，国内企业应用比较多的几种方法为改良A.D.A法(改良蒽醌二磺酸钠法)，HPF法(由对苯二酚、双核酞氰钴磺酸盐PDF、硫酸亚铁组成的砷钴类复合催化剂)、苦味酸氧化法、氨水吸收法、真空碳酸盐吸收法、氨水吸收法、单乙醇胺法(萨尔费班法)、环丁砜吸收法、栲胶法、弗玛克斯-康佩克斯法、西罗哈克斯法等等。HPF法充分利用了氢氧化铁容易和硫化氢反应生成硫化铁、硫化铁与硫化亚铁容易氧化后再生的反应特点，工艺过程简单，设备较少，操作维护方便，催化剂活性高，消耗量少，运行成本低，综合效率高[4-5]。HPF法在脱硫的同时，还能脱除煤气中的氰化物，因此在焦化企业广泛采用。不足之处在于脱硫过程中会产生含氰废液，硫磺纯度低，脱硫废液和硫渣都需要进一步处理。2实验部分2.1主要的实验仪器DF-101S集热式电磁搅拌器，上海玛尼仪器设备有限公司；电热鼓风干燥箱，江苏登翔环保设备有限公司；碳氢元素分析仪，鹤壁市金汇煤质分析仪器有限公司；全自动测硫仪，鹤壁市三杰仪器仪表有限公司。2升三口圆底烧瓶，回流冷凝管。2.2主要实验药品与规格碘化钾，分析纯，天津市鼎盛鑫化工有限公司；溴化钾，分析纯，天津市鼎盛鑫化工有限公司;三氧化钨，化学纯，南京化学试剂股份有限公司；冰醋酸，分析纯，南京化学试剂股份有限公司；氢氧化钠，化学纯，南京化学试剂股份有限公司；变色硅