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真空碳酸钾法与HPF法工艺的比较

作者：佚名发布时间：1970-01-01

李军生李玉秀（中冶焦耐工程技术有限公司，鞍山114002)

在炼焦过程中，煤中大约30％的硫进入煤气中，致使焦炉煤气中的硫化氢含量一般在4～10g/m³。当煤气作为燃料燃烧时，会生成大量硫氧化物，严重污染大气。同时，在轧钢过程中，使用含硫量较高的煤气将影响钢材的质量，制约高附加值优质钢材的开发和生产。所以选择合理、有效的焦炉煤气脱硫工艺显得尤为重要。对于脱硫脱氰工艺方案的选择，应遵循国家相关的节能减排和循环经济政策，并根据工程项目的总体需求，达到技术先进、节能降耗、清洁生产的最佳组合。目前我国已经建成的煤气净化系统中具有代表性的湿法脱硫工艺有以下几种：

1) 湿式氧化工艺：TH法、FRC法、ADA法、HPF法。

2) 湿式吸收工艺：单乙醇胺法（索尔菲班法）、氨硫联合洗涤法（AS法）、真空碳酸盐法。

近年来，采用比较多的是真空碳酸钾法脱硫工艺配合WSA制酸工艺和HPF法脱硫制硫磺工艺，我们根据工程设计和生产实践，对上述两种工艺进行比较。

1 两种脱硫工艺的比较基准

1) 两种脱硫工艺的设汁条件一致，处理煤气量6.5 万m³/h；

2) HPF法脱硫制硫磺工艺位于煤气鼓风机后；

3) 真空碳酸钾法脱硫工艺布置在洗苯后，配套WSA制酸工艺；

4) 真空碳酸钾法脱硫工艺投资包括利用煤气作为热源所带来的增加投资；

5) 两种工艺方案所配套粗苯装置的设备、管道材质等装备水平和自动控制水平相同。

2 两种脱硫工艺的综合比较

两种脱硫工艺的产品、原材料及消耗比较见表1, 工艺综合对比见表2，估算投资及生产费用见表3、表4。

表1 两种脱硫工艺的产品、原材料及消耗

项目	HPF法脱硫配套制硫磺	真空碳酸钾法脱硫配套WSA制酸
原料及辅助材料
PDS催化剂，t／a	20	－
液氨，t／a	－	127
V₂O₅催化剂（一次装填量), m³	－	38
KOH (48%) ，t/ a	－	201
产品
硫磺（含硫90%)， t/a	3249	－
硫酸（98%)，t /a	－	8697
动力消耗
循环水（32～45℃) ， m³/h	180	410
冷冻水（16～23℃），m³/ h	125	285
纯水，m³/ h	－	9
工业水，m³/ h	2	－
生活水，m³/ h	－	0.5
蒸汽消耗量（未扣除自产蒸汽量），t/h	4.3	2.5
自产蒸汽（5.8MPa) ， t/h	－	4
焦炉煤气耗量，m³/ h	－	2
压缩空气，m³/ h	7020	－
装机容量，kW	1923	1986
操作容量, kW	1256	1217
其中10kV总容量, kW	1500	－
10kV操作容量, kW	1000	－

注：①真空碳酸钾法循环水用量已扣除利用煤气热量带来的初冷器用水量减少。

②未计HPF法造成的硫按产量的减少。

表2 两种脱硫工艺的综合对比

项目	HPF法脱硫配套制硫磺	真空碳酸钾法脱硫配套WSA制酸
脱硫脱氰效率	一般	较高
净煤气合格的可靠性	一般	可靠
蒸汽用量	较少	少，可结余蒸汽
冷却水耗量	较少	较多
电力耗量	二者相当
环保	不符合环保要求	符合环保要求
设备数量和总重	少，总重小	多，总重大
操作难易	较难	较易
产品品质	低	高
操作费用	高	低
投资	低	高

表3 两种脱硫方法工艺部分的投资估算（万元）

项目	HPF法脱硫配套制硫磺	真空碳酸钾法脱硫配套WSA制酸
国内设备费	3533	5263
国内安装及材料费	756	1317
引进设备费	－	2500
引进专利和基本设计费	－	1250
合计	4289	10330

3 结论

由上述比较可知，虽然真空碳酸钾法脱硫及WAS制酸工艺一次性投资高，但脱硫脱氰效率优于HPF法脱硫及制硫磺工艺，经济效益、环保效果也比较好。真空碳酸钾法脱硫脱氰工艺为中冶焦耐公司在吸收国外先进经验和生产实践的基础上，与高等院校合作开发的有自主知识产权的脱硫工艺技术。此工艺已在梅山化工焦炉易地大修配套煤气净化工程中得到应用，目前生产操作稳定，净化后煤气中硫化氢含量达到设计要求。

表4 两种脱硫方法工艺部分的生产费用

项目	单位	HPF法脱硫配套制硫磺	真空碳酸钾法脱硫配套WSA制酸
设备折旧费和维修费	万元／年	428.9	1033
原料消耗费	万元／年	300	315
动力消耗费	万元／年	4448	932
工人工资	万元／年	7.5	－
产品产值	万元／年	162	1566
生产费用	万元／年	5022.4	714
运行成本	元／km³煤气	78.02	11.09

注：运行成本为水、电、蒸汽等的年耗量乘以各自的单价后，再除以本系统的年煤气处理量。

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