焦化脫硫廢液制酸與提鹽的比較分析

摘要：焦化脫硫廢液由于含有的成分比較復雜，含有大量有毒、有腐蝕性的物質，對整個生態(tài)環(huán)境都造成了巨大的威脅。將焦化脫硫廢液利用焚燒轉化法以及結晶法制成酸以及從中提取鹽，從而變廢為寶，降低污水、廢氣的排放，從而降低環(huán)境污染，提升整體生態(tài)環(huán)境。

關鍵詞：焦化脫硫廢液;制酸;提鹽

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）06-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.06.046

A brief talk on the comparison and analysis of the acid and the salt in the waste liquid of the coking and desulfurization

Zhang Yankun

（Shanghai Electric Group State Control Universal Engineering Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030000，China）

Abstract：Because of the complex composition of the coking desulfurization waste liquid， it contains a large amount of toxic and corrosive substances，which poses a great threat to the whole ecological environment.The coking desulfurization waste liquid is made into an acid by using an incineration conversion method and a crystallization method， and a salt is extracted from the waste liquid waste liquid，so that the waste is changed into valuable，the discharge of the waste gas of the sewage is reduced，the environmental pollution is reduced，and the whole ecological environment is improved.

Key words：Coking desulfurization waste liquid;Acid production;Salt extraction

由于我國目前鋼鐵行業(yè)仍然在大量使用煤以及煤氣，在燃燒過程中會產(chǎn)生對人體以及環(huán)境極為有害的氣體——二氧化硫以及氮氧化物。為了使硫含量達標，就必須要對焦爐煤氣進行脫硫處理。而在進行脫硫處理過程中，會發(fā)生副反應，生成硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽和硫酸鹽，當副鹽濃度達到一定數(shù)值后，就會影響脫硫效率，甚至造成脫硫塔的堵塞，使脫硫液無法循環(huán)使用，從而產(chǎn)生大量焦化脫硫廢液。

脫硫廢液含有的物質較為復雜，并且具有腐蝕性以及毒性，如何對它們進行有效的處理就成了重要難題?，F(xiàn)在有很多脫硫廢液的處理方法，其中應用比較多的就是提鹽。隨著科技的進步，利用脫硫廢液制酸也逐漸開始興起。本文將對二者進行分析比較，分析各自優(yōu)劣，從而推動脫硫廢液處理的發(fā)展。

1 焦化脫硫廢液

1.1 焦化脫硫廢液產(chǎn)生的原因

對于焦爐煤氣進行脫硫處理最為常用的方法是HPF法以及PDS法。由于煤氣自身成分比較復雜，造成了焦爐煤氣在脫硫過程中發(fā)生很多的化學反應，生成許多的有害氣體以及鹽分，而其中的大部分鹽分都屬于副反應產(chǎn)生的副鹽，這些鹽分會隨著脫硫反應的不斷進行而持續(xù)增加，造成體系中的鹽濃度逐漸升高。副鹽濃度與脫硫效率有著緊密的聯(lián)系，當脫硫體系中的副鹽超過一定濃度時，就會嚴重影響脫硫效率。除此之外，當脫硫體系中的副鹽濃度過高時，還會對脫硫裝置造成一定的淤塞。為了降低體系內的副鹽濃度以及其他有害成分，就必須在脫硫過程中用定期進行排液，同時為了能夠保證脫硫體系的正常運轉，還要補充新鮮的脫硫液，而排出來的液體就被我們定義為焦化脫硫廢液。

1.2 焦化脫硫廢液的特征

焦化脫硫廢液中有許多化學成分，例如硫酸鹽以及硫氰酸鹽等鹽分，還有化學催化劑以及油和硫磺等其他物質，這些化學成分基本都具有毒性和腐蝕性，導致脫硫廢液難以被降解，對機器設備以及環(huán)境造成很大的危害。由于脫硫廢液中硫化物以及銨根離子比較多，這就使其表現(xiàn)出弱堿性。由于焦化煤在脫硫的過程中會使用到石灰石，這就造成脫硫廢液中會懸浮一層物質，這些物質會隨著脫硫過程的進行而逐漸增多，進而對工作的正常進行造成嚴重的影響。由于脫硫廢液中存在著大量的Mg2+和Ca2+，與脫硫廢液中的硫酸根離子結合會形成硬度比較強的垢，對機器設備造成損害。

2 焦化脫硫廢液制酸以及提鹽的工藝流程

2.1 焦化脫硫廢液制酸

脫硫廢液焚燒制酸工藝由預處理工序、焚燒工序、凈化工序、干吸尾吸工序和轉化工序組成。

2.1.1 預處理

利用焦化脫硫廢液制酸，首先要對脫硫廢液進行過濾以及濃縮，將濃縮的脫硫廢液輸送到干化塔中，除去廢液中的水分，得到的固體硫磺就可以作為制酸的原料。

2.1.2 焚燒工序

將原料經(jīng)過壓縮空氣霧化后輸送到焚燒爐焚燒。通過焚燒可以將固體脫硫廢液中的硫元素轉變?yōu)槎趸?，整個焚燒的過程都屬于無害燃燒。由于焚燒過程中二氧化硫會帶有大量的熱，為了不影響環(huán)境，回收二氧化硫帶有的熱量，整個熱量回收都是在廢熱鍋爐中進行的。二氧化硫等氣體在廢熱鍋爐出口溫度逐漸變?yōu)?50～400℃時即可進入凈化系統(tǒng)中進行凈化。

焚燒爐內的主要化學反應如下：

2.1.3 凈化工序

從廢熱鍋爐出來的350～400℃的過程氣，依次通過增濕塔、冷卻塔、洗凈塔及電除霧器，用稀硫酸分別對過程氣進行增濕降溫、氣體冷卻、洗凈，以脫出過程氣中含有的大量的水、酸霧等易使后續(xù)轉化工序催化劑中毒的有害雜質。從電除霧器出來的工藝過程氣溫度降至約48℃后，進入干燥塔，進一步脫除其中夾帶的水分后去催化轉化工序。

2.1.4 干吸、尾吸工序

過程氣進入干燥塔清除水分，出干燥塔的過程氣含水分≤0.1g/Nm3，然后經(jīng)過SO2風機加壓后送至轉化工序。

2.1.5 轉化工序

過程氣進入SO2鼓風機，經(jīng)風機加壓后，進入SO2工藝氣換熱器，與從SO2轉化器各段催化床層出來的高溫工藝氣換熱至420～450℃后進入SO2轉化器，在V2O5催化劑作用下，經(jīng)干接觸法催化氧化，將SO2轉化為SO3。最后將三氧化硫氣體輸送至吸收塔中，利用濃硫酸中的水將三氧化硫氣體吸收，通過化學反應轉變?yōu)榱蛩?，化學反應中產(chǎn)生的熱量會被冷凝水移走。通過這一系列反應，最終可以將脫硫廢液制成酸。

2.2 焦化脫硫廢液制酸提鹽

脫硫廢液提鹽的工序主要包括：一次氧化、蒸氨、脫色、濃縮、調節(jié)、結晶、離心、溶解、二次氧化、硫銨濃縮等。

一次氧化、二次氧化的主要反應：

在焦爐煤氣脫硫脫氰廢液中加入催化劑促進廢液中的硫代硫酸銨氧化反應，生成亞硫酸銨及硫磺，進一步氧化成硫酸銨，使廢液由硫氰酸銨、硫代硫酸銨和硫酸銨三組份混合液變?yōu)橐捉Y晶分離的硫氰酸銨和硫酸銨二種組份混合液，再進行高效濃縮、調節(jié)、結晶、離心出硫氰酸銨;母液經(jīng)進一步氧化、濃縮、離心得到硫酸銨產(chǎn)品。

提鹽技術的核心主要是分步結晶以及產(chǎn)品的規(guī)格，因為產(chǎn)品硫酸銨、硫氰酸銨能否達到國家合格品、一等品及優(yōu)等品是能否暢銷及變廢為寶的關鍵。

焦化脫硫廢液提鹽工藝過程中，存在少量的H2S、氨、SO2及有機廢氣等，目前最好的處置方式是輸送至焦爐配風焚燒，隨焦爐煙氣脫硫脫硝除塵后達標排放。

3 比較焦化脫硫廢液制酸以及提鹽

通過對比表格可以發(fā)現(xiàn)，焦化脫硫廢液提鹽整個過程所投入的資金相對比較少，工藝流程比較簡單，技術較為成熟。從脫硫廢液中提取出來的鹽分可以投入到市場中，解決了焦化脫硫廢液的同時，能夠提高公司的經(jīng)濟效益。但是現(xiàn)在鹽市場已經(jīng)處于飽和狀態(tài)，所以焦化脫硫廢液提鹽進行銷售前景不容樂觀。

而焦化脫硫廢液制酸則有很大的應用前景，雖然制酸的資金投入比較大，提取過程相對來說比較復雜，但是它在解決了焦化脫硫廢液的同時，也使得產(chǎn)品能夠循環(huán)利用，有很大的應用價值，而且整個處理過程中都沒有產(chǎn)生污染環(huán)境的現(xiàn)象，可以看出這項工藝對于整個焦化煤行業(yè)來說都是環(huán)保可持續(xù)發(fā)展且具有經(jīng)濟效益的。

參考文獻

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收稿日期：2020-04-30

作者簡介：張延坤（1984-），男，碩士研究生，工程師，研究方向為環(huán)境影響評價、生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理、環(huán)?？⒐を炇铡?/p>