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高炉煤气精脱硫技术的研究与应用

来源:www.fjazqg.com 发布时间:2023年03月15日

       高炉煤气作为钢铁企业产量大的可燃气体,其统计产量高达700-800亿立方米/月。现有高炉煤气脱硫及后续应用主要是采用袋式除尘去除颗粒物,再经过TRT余压发电后,送往高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等用户单元作为燃料使用,但高炉煤气中仍然含有硫、氯等有害物质。随着《关于推进实施钢铁行超低排放的意见》(以下简称《意见》)的颁布,钢铁行业正式进入“超低排放”时代,高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等用户均要求燃烧尾气SO2达到超低排放限值,而现有高炉煤气净化流程无法满足SO2控制要求。目前的技术路线主要包括源头控制和燃烧后的末端治理,如采用末端治理方式,需在多点设置脱硫设施,同时,煤气燃烧后的废气量大,处理设施规模变大;若采取源头控制方式,实施高炉煤气精脱硫,减少燃气中的硫分,可大大降低末端治理的压力,甚至省掉末端治理设施。

高炉煤气脱硫


       高炉煤气精脱硫是一种新的技术发展方向。文献检索显示,单项的有机硫水解技术及干法吸附脱除技术较多,高炉煤气脱氯也有相关文献报道,但未见针对高炉煤气脱硫或硫分控制技术的报道,也未见高炉煤气脱硫工程案例的相关报道。焦炉煤气精脱硫和化工行业CO原料气脱硫技术及工程案例应用可供参考,但由于高炉煤气的特殊性,上述技术均不能直接套用,因而高炉煤气精脱硫技术尚属前沿探索阶段。

1高炉煤气脱硫技术要求

1.1高炉煤气硫分

       高炉煤气中所含的硫主要分为有机硫和无机硫两类,有机硫主要成分有羰基硫、二硫化碳、硫醚硫醇、噻吩等;无机硫主要成分有硫化氢、二氧化硫等。高炉煤气含硫量及硫分比例与焦炭的硫密切相关,焦炭的全硫、硫形态都可能影响到高炉煤气硫含量。例如,某企业2座同等规模的高炉采用同种原料,对煤气成分进行监测发现,高炉煤气硫分波动明显。

       对部分钢铁企业的监测显示,高炉煤气总硫数据多集中在100-200mg/Nm³之间,未见总硫超300mg/Nm³的数据。其中有机硫多以羰基硫(COS)为主,占比约70%;无机硫以硫化氢(H2S)为主,占比约30%。

1.2总硫控制目标

       高炉煤气精脱硫技术对煤气中总硫控制应以煤气燃烧后烟气中SO2达到“超低排放”标准要求为目标。根据《意见》的要求,高炉煤气的主要用户烟气排放SO2控制要求及燃料总硫控制需求计算。

       为便于脱硫系统运行操作,高炉煤气精脱硫装备宜定期检验煤气中含硫量或安装连续在线监测设备,但COS等有机硫组分暂无在线监测技术及成套设备。鉴此,脱硫系统可使用出口煤气中H2S含量指标作为控制参考标准。为确保高炉煤气残余总硫燃烧后烟气达到SO2超低排放标准,宜取出口煤气H2S含量≤20mg/Nm3作为脱硫装备运行控制数据。
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