浅谈干熄焦硫指标的影响因素及处理措施

浅谈干熄焦硫指标的影响因素及处理措施

刘海波,罗玉辉,李京顺

山钢股份莱芜分公司焦化厂 山东济南 271104

摘要：随着国家对环保要求的提升，对焦化干熄焦生产的排放气体也制定了明确的排放要求，山钢股份某焦化厂根据要求，采取流化床氢氧化钙柱状颗粒脱硫剂结合氢氧化钙粉剂的方式对干熄焦预存室放散、排焦烟气和装焦烟气进行脱硫处理，通过正常生产时的运行情况，发现部分影响指标波动的因素，本文就结合实际生产，对影响干熄焦硫含量的因素及处理措施进行简要论述。

关键词：干熄焦；环保指标；控制措施

1干熄焦生产工艺及硫分来源

干熄焦是利用旋转焦罐车将红焦运至提升机底部，再提升横移至干熄炉顶，装入干熄炉，利用低温循环气体（主要为氮气）与红焦逆流换热，循环气体吸收热量后，进入锅炉，与锅炉水进行热交换产生蒸汽送至汽轮机组发电或经减温减压后并入低压蒸汽管网，冷却后的循环气体再通过循环风机进行循环利用，干熄后的冷焦由排焦系统输送到后部工序。

循环烟气中SO2来源主要有两部分，一是为保证系统可燃气体成分（一般为CO和H2）在可控范围内，干熄焦系统需要在环形烟道上部导入部分空气，焦炭中析出的H2S气体的燃点为260℃，远低于CO气体的燃点，因此在CO气体燃烧之前，H2S气体已经全部燃烧生成SO2气体；二是过量的空气在干熄炉冷却段与红焦发生热交换时，焦炭中的固态硫燃烧产生部分SO2气体。为保证系统压力平衡，导入空气也需要外排部分循环气体，经测定，外排气体中的SO2含量远超国家生态环境部等单位联合下发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》等文件中的关于SO2的要求，因此为达标排放，必要要对排放气体进行脱硫处理。

2干熄焦外排气体硫指标的影响因素

2.1炼焦生产影响

（1）配合煤硫含量

焦炭中硫含量的最主要来源是炼焦配合煤中的硫，随着对优质炼焦煤的大量开采利用，可用于生产冶金焦的优质稀缺炼焦煤资源储量日益减少，炼焦煤的整体质量处于下降趋势，高硫炼焦煤（St, d≥2.0%）与低硫炼焦煤（St, d＜1.0%）间的价格差已达到400元/吨以上，因此无论是资源还是成本考虑，炼焦用煤的硫含量指标一般都按照上限控制，必然导致成熟焦炭中的硫含量的上升。

（2）炼焦生产

焦炭是在焦炉碳化室中将配合煤隔绝空气加热形成的，加热过程中，析出的硫分一部分在较高的温度下与煤中的矿物质反应固定在煤焦中，另一部分随着焦炉荒煤气被带到回收处理，受焦炉加热温度和结焦时间的影响，配合煤中的有机硫和无机硫固定在焦炭中的多少取决于硫分与矿物质反应生成的稳定硫化物的多少，国内的许多高校专家和企业也做过相应的研究探索，比如在碳化室内通入净化的焦炉煤气[1]，可以使炼焦前期热解气体产物与炼焦固体产物热焦炭进行耦合反应，从而达到焦炭脱硫的目的，但是这些研究大部分还未投入日常生产，焦炭中的硫含量依然居高不下。

2.2干熄焦影响

为保证系统安全，正常生产时，要严格控制系统内可燃气体成分含量，国内大多数干熄炉都是采取空气导入法，少数企业采取空气鼓入法，正常生产时空气导入量的多少一般以气体分析仪中CO含量为准，该企业控制在4%-7%（CO气体的爆炸极限为12.5%-74.5%）。一般认为，空气只要从系统负压段进入系统即为导入空气。

（1）正常空气导入法导入

通过正常生产时观察发现，在焦炉生产稳定的情况下，将可燃气体控制在高限（6%-7%之间），用手持的SO2检测仪器检测脱硫塔入口SO2含量比控制在低限（4%-5%之间）时要低大约100mg/m3左右，由此可见，尽量少导入空气有利于降低系统SO2含量。

（2）负压段异常漏入

干熄焦系统负压段是从干熄炉环形烟道至循环风机入口的部分，这些部位如果出现漏点，会有大量空气进入系统，不仅会产生大量焦炭烧损，也造成系统内硫含量上升。

（3）预存室压力控制

为保证装焦过程中不出现大量火焰冒出烧损设备，正产生产时，要求把干熄炉预存室压力控制在微负压（-50Pa-0Pa），这样既能保证设备安全，也能使尽量少的空气从干熄炉入口处进入系统。

2.3其他因素

（1）天气影响

该干熄焦烟气脱硫采用的是脱硫颗粒和粉剂与除尘烟气反应脱硫的方法，属于气固反应，且反应是在高速气流状态下，反应效率比较低，气温高时比气温低时反应效率低，晴天比雨天反应效率低。

（2）旋转密封阀泄漏量

通过手持仪器检测该企业两套干熄焦排焦集尘管道硫含量，差异较大，对比排查两台旋转密封阀，硫含量高的旋转密封阀已上线使用3年，低的才使用半年，检修时，拆除旋转密封阀，发现使用3年的旋转密封阀，叶轮与腔体之间的间隔较大，使用半年的旋转密封阀间隔明显小，更换后，集尘管道硫含量明显降低。

3.保证干熄焦硫含量指标稳定的措施

3.1稳定配煤结构

虽然优质的炼焦煤资源日益减少，价格也比较高，但是在保证焦炭质量和成本的前提下，尽量使用低硫煤，同时继续研发新的降低焦炭硫含量的生产工艺方法，无论对环保事业还是后续的干熄焦和高炉生产都能起到积极的作用，即使配煤结构发生变化，也要和上下游工序及时沟通，提前做好准备，保证各项指标合格。

3.2优化干熄焦生产

干熄焦系统可以回收绝大部分的红焦显热，生产大量优质高温蒸汽用于发电，同时也是一个对焦炭再冶炼的过程，要加强对各项生产指标的关注，尤其是正常的空气导入量和系统负压段泄漏导致的空气漏入，避免焦炭烧损造成浪费、局部高温对系统造成的损害和硫含量的异常升高增加SO2处理难度。

3.3定期设备检维修

干熄焦系统要设置定期检维修制度，不能等到设备出现故障再紧急维修，要加强同设备厂家的沟通，厂内设备管家根据设备的损坏规律做好提前预判，对涉及干熄焦稳定运行的设备定期维护保养，做好更换计划，对系统负压段泄漏等难处理的问题可以采取膜盒灌浆和焊接阀门等方法及时临时处理，同时提前准备好备件，等待检修时机彻底处理。

4结语

现有的干熄焦脱硫技术，都能十分有效的控制排放气体中的硫含量，无论采取何种形式的干熄焦烟气脱硫技术，都要求我们必须在日常生产中加强岗位之间的沟通协调，勤观察，多思考，用简单的工艺调整解决问题，促进环保事业稳步发展。

参考文献：

[1]朱银惠，张现林，李文红，边习棉.煤在炼焦过程中热解脱硫降低焦炭中硫含量.清洁煤技术.2008.14（4）.76-78.