山西化工
SHANXI CHEMICAL INDUSTRY
Total 176No. 4, 2018
,__#_,丨丨丨 DOI：10. 16525/j. cnki. cnl4-1109/tq. 2018. 04. 26
焦炉烟气脱硫技术及脱硫系统改造方案
王永兴
(山西国控环球工程有限公司（原山西省化工设计院），山西太原 030024)
摘要：焦炉一般用焦炉煤气燃烧进行加热，焦炉烟气中含S02100 mg/m3〜300 mg/m3，因此焦炉烟气一
般为大流量、低含硫量烟气所以需要对焦炉烟气进行脱硫。结合焦炉烟气特点，主要推荐氨法脱硫（湿 法）、石灰石-石膏法脱硫（湿法）、循环流化床半干法烟气脱硫三种技术。本次需改造的脱硫设施采用的 是石灰石-石膏法脱硫（湿法），依据装置的特点，考虑各方面因素，采用加装高效脱硫装置的改造方案。
关键词：焦炉烟气；脱硫技术；脱硫系统；脱硫塔
中图分类号:X701.3 文献标识码:A 文章编号：1004-7050(2018)04-0077-03
硫酸铵中间产品，亚硫酸铵再进行氧化。主要设备:真空泵分离器、过滤器、旋液分离器、 离心机、母液罐、干燥器、脱硫塔、鼓风机等。
氨法烟气脱硫的特点：
1) 适用烟气含硫范围广；2) 脱硫效率很高，很容易达到95%以上。脱硫 后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量 也大大减小；3) 吸收剂易采购，可有3种形式：液氨、氨水、 碳铵；
4) 无固体废弃物；5) 投资少，运行成本低；6)
烟气排放温度低，可能有气溶胶产生，存在
烟气拖尾的风险。
1.2石灰石-石膏法脱硫技术
石灰石-石膏法脱硫技术是烟气湿法脱硫工艺 之一，电厂应用广泛。
湿法烟气脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶 液作吸收剂，其中，石灰石或石灰为吸收剂的强制氧 化湿式脱硫方式是目前使用最广泛的脱硫技术。石 灰石或石灰洗涤剂与烟气中so2反应，反应产物硫 酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分离后即可拋弃，也可 以石膏形式回收。
工作原理:将石灰石粉加水制成浆液作为吸收 剂，泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧 化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进 行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后， 结晶形成二水石膏。
石灰石-石膏法烟气脱硫技术特点：
1)脱硫效率高（>95%);
引言
焦炉烟气含硫情况及含硫量与焦炉加热煤的种 类、煤气含有机硫量、炉体严密情况等有关。焦炉一
般用焦炉煤气加热，烟气含S02量为100 mg/m3〜 300 mg/m3,因此，焦炉烟气一般为大流量、低含硫 量烟气，所以，需要对焦炉烟气进行脱硫[1]。山西省 太原、阳泉、长治、晋城、临汾、晋中“4 + 2”城市辖区 所有焦化企业，焦炉烟肉排放均按《炼焦化学工业污染 物排放标准KGB16171-2012)中特别排放限值的规定， 按要求设置大气污染物治理设施。烟气净化处理按照 《炼焦化学工业污染物排放标准》中的特别限值排放 标准[i〇(S〇2X30 mg/mS^NQxXlSO mg/m3, /〇(颗粒物)<15 mg/Nm3]进行装置设计[2_4]。
1焦炉烟气脱硫技术
烟气脱硫技术主要可分为湿法、半干法、干法三
大类。结合焦炉烟气特点及实际情况，主要推荐氨 法脱硫（湿法）、石灰石-石膏法脱硫（湿法）、循环流 化床半干法烟气脱硫三种技术。
1.1氨法脱硫技术
氨法脱硫为常见的湿法脱硫。是根据~氏与
S〇2、水反应生成脱硫产物的基本机理进行的，主要 有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。
以水溶液中s〇2 *NH3的反应为基础，得到亚
收稿日期：2018-04-17
作者简介：王永兴，男，1969年出生，学士学位，高级工程师，主要从事工艺和设备设计工作。
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山西化工
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第38卷
2) 技术成熟，运行可靠性高；3) 对煤种的适应性强；4) 吸收剂资源丰富、价格低廉；5) 脱硫副产物便于综合利用；6) 占地面积大，运行费用高。1.3循环流化床半干法烟气脱硫
烟气由装置底部进入循环流化床反应器，新石 灰与循环灰一起送入反应器，流态化的物料和烟气
中的so2等酸性物质在反应器中发生化学反应，脱 除大部分的so2、H2S等;烟气经反应器的顶部出口 排出后进入袋式除尘器净化，除去大部分细灰，最后 经引风机由烟囱排入大气。由除尘器除下的细灰和 大颗粒大部分循环进入反应器，少量经过排灰装置 外排。
此技术具有占地面积小，投资及运行费用低，加 料、出料均为干态，副产物无二次污染，且处理后烟 气直接回烟囱，避免了烟囱热备的问题。
原理:Ca(〇H)2粉末和烟气中的S〇2和几乎全 部的S03等在有水分存在的情况下，在Ca(OH)2 粒子的液相表面发生反应从而除去so2等烟气，从 底部进入流化床，与脱硫剂粉末互相混合反应，生成 亚硫酸钙和硫酸钙。脱硫后烟气中的大颗粒固体在 流化床顶部下落，细小颗粒随烟气进入除尘器。分 离出来的颗粒经过中间仓返回到流化床。
半干法脱硫特点：
1) 脱硫效率高:在钙硫比为1. 1〜1. 5时，脱效率可达90%以上，可与湿法工艺相媲美；
2)
工艺流程简单，系统设备少，且转动部件少，降低了维护和检修费用；
3) 占地面积小，系统布置灵活；
4) 无脱硫废水排放，且脱硫副产品呈干态；5) 系统阻力相对高。
2改造方案简述
本文焦炉烟气脱硫配备石灰石湿法烟气脱硫装
置，一炉一塔，设置4层浆液喷淋层，喷淋层间距 1. 5 m，吸收塔烟气脱硫系统设计参数为：脱硫效率 不低于97%，入口烟气S02质量浓度6 500 mg/m3 (6%〇2，标态，干态），S〇2排放质量浓度不大于 200 mg/m3。这个设计的S02排放浓度超过了超低 排放的限制，因此需要进行改造。
依据装置的特点，考虑初投资、能耗、维护费用、 改造技术的可靠性、改造周期的长短、改造措施经 济、合理、有效以及设备检修维护方便性等各方面因
素，拟采用加装高效脱硫装置的改造方案。
高效脱硫装置基于多相紊流掺混的强传质机 理，利用气体动力学原理、通过特制的装置产生气液 旋转翻腾的湍流空间，气、液、固三相充分接触，大幅 降低了气液膜传质阻力，提高了传质速率，迅速完成 传质过程，从而达到提高脱硫效率的目的。该技术 与同类脱硫技术相比，除具有空塔喷淋的防堵、维修 简单等优点外，由于增加了气体的漩流速度，还具有 脱硫效率和除尘效率高的优点。
1)
均气效果好：吸收塔内气体分布不均匀造成脱硫效率低和运行成本高的主要原因，安装高 效脱硫装置的脱硫塔，均气效果比一般空塔提高
15%〜30%，脱硫装置能在比较经济、稳定的状态下 运行。
2)
传质效率高：烟气脱硫的工作机理是S〇气相传递到液相的相间传质过程，传质速率是决定 脱硫效率的关键指标。经过试验，获得在不同环境、 不同工艺技术条件下的技术参数，并以试验获得的 参数为基础，开发生产关键设备，达到增加液气接触 面积、提高气液传质效率的目的。
3)
降温速度快:从高效脱硫装置端面进入的烟
气，通过漩流和汇流的耦合，旋转、翻覆形成湍流很 大的气液传质体系，烟气温度迅速下降，有利于塔内 气液充分反应，各种运行参数趋于最佳状态。
4) 适应性强。5)
能耗低：由于脱硫效率高，液气比小，溶液循
环量小，比同类技术节约电能8%〜10%。
3改造内容
在烟道入口和最下层喷淋层之间增加高效脱硫
装置，利用旧循环泵和喷淋层主管，改造喷淋层支 管，更换高效喷嘴，以此提高脱硫效率。
改造内容包括:1)吸收塔系统改造；2)氧化空 气系统改造；3)吸收塔与浆液循环箱搅拌系统改 造;4)石膏排出泵改造；5)烟气系统改造；6)相关 配套的公用系统改造;7)相应的土建核算（如，脱硫 塔基础核算等）；8)吸收塔内防腐需要补充改造相 应的部位，相关保温部分进行改造。
4结论及建议
1)考虑初投资、能耗、维护费用、改造技术的可
靠性、改造周期的长短、改造措施经济、合理、有效以 及设备检修维护方便性等各方面因素，本改造项目 采用加装高效脱硫装置的改造方案。
，是
2从
硫 2018年第4期王永兴：焦炉烟气脱硫技术及脱硫系统改造方案
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2)本方案脱硫效率能达到99. 4%，出口二氧化 硫浓度满足超低排放的要求。
试技术探讨[J]•河北电力技术，2006(4) :41-44.
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3-4.
Coke oven smoke desulphurization technology and revampingplan of desulfurization system
WANG Yongxing
(Shanxi National Controlled Global Engineering Co. , Ltd. , (Shanxi Chemical Industry
Design Institute) , Taiyuan Shanxi 030024, China)
Abstract ： Coke oven gas is usually heated by burning of coke oven smoke. The amount of coke oven smoke is high. And the flue
gas contains S02 100 mg/m3 〜3 300 mg/m3，so the coke oven smoke is generally has large flow and low content of sulfur gas. Combined with the characteristics of coke oven smoke, this paper mainly recommends ammonia desulfurization (wet process), limestone-gypsum desulfurization (wet process)，and circulating fluidized bed for semi-dry flue gas desulfurization. The limestone-gypsum desulphurization(wet method) is used in the desulphurization facility. According to the characteristics of the device and taking into account various factors, the project adopts the retrofit scheme of high efficiency desulphurization device.
Key words： coke oven smoke；desulfurization technology；desulfurization system；desulphurization tower
(上接第69页）
管道施工工装，优化了焊接工艺，高效、快速地达到 高水平的焊接质量。本技术工艺成熟、经济实用、优 质高效、可操作性强，对同类装置、同类管道焊接提 供了良好的借鉴作用，具有一定的推广价值。
参考文献：
[1]赵珍祥.TP321不锈钢临氢管道焊接探讨[J].化工设
备与管道，2009，46(5): 63-66.
Welding technology of TP321 thick-wall hydrogenation pipeline
HE Suhua
(China Chemical Engineering Second Construction Corporation, Taiyuan Shanxi 030021, China)
Abstract： The welding technology of TP321 thick-wall hydrogenation pipeline is used to analyze the defects, such as hot crack,
intergranular corrosion, stress corrosion cracking and sigma brittleness of weld joint by high temperature, high pressure and hydrogenation pipeline welding seam. The stress concentration of welded joint is eliminated by automatic beveling machine with high forming precision. The self-made movable gantry crane is used to assemble the pipes, which is flexible, efficient, safe and reliable. The digital arc-welding power supply is adopted to prevent the intergranular corrosion and improve the reliability, flexibility and efficiency of the welding power supply. TIG welding is adopted. And the welding speed is fast, the weld shape is beautiful and the accessibility is good. In view of the possible problems of intergranular corrosion and stress corrosion cracking, a targeted stabilization heat treatment method is formulated with chart analysis, clearness and strong applicability. The technology can effectively treat the possible corrosion cracks in the environment of high temperature and high pressure, and the operation is rigorous and orderly, the technology is mature and reliable, and the welding quality is excellent.
Key words： high temperature and high pressure； hydrogen pipeline； defect analysis； TP321 welding； stabilization heat treatment
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