DSH高硫容抑盐脱硫催化剂在焦化厂的成功应用

【作 者】 吕贵生  徐志伟——新技术管理中心

【摘 要】 本文介绍了DSH高硫容抑盐脱硫催化剂在山西潞安焦化的成功应用。潞安焦化改用DSH高硫容抑盐脱硫催化剂后，不仅稳定了生产操作，脱硫效率也进一步提高。脱硫塔后及回炉煤气硫化氢明显降低，同时副盐得到有效控制，不再外排脱硫废液，实现了取消提盐设备运行。为企业节约了可观的运行费用达到了经济效益与环保效益的良好结合。

【关键词】 东狮牌DSH    高硫容 抑盐   脱硫

长春东狮DSH高硫容抑盐脱硫催化剂的提出背景

近几年随着环保排放标准的提高，焦化行业各企业的环保压力也越来越大。煤气脱硫就成为焦化行业净化污染物排放的重点。目前比较广泛采用PDS催化剂进行煤气脱硫，而PDS催化剂进行脱硫最大的问题是需要每天排放较多的脱硫废液，以此来控制脱硫液中硫代硫酸盐、硫氰酸盐等副盐的增长。否则因为副盐积累会导致脱硫效率快速下降。脱硫废液处理主要是进行提盐，而硫代硫酸盐、硫氰酸盐的下游需求市场比较小，随着大量副盐产生，提取的硫代、硫酸盐、硫氰酸盐已经从产品变为废品甚至是危险废物了。

三十多年来专注于脱硫技术进步的长春东狮科技（集团）有限公司，秉承源头治理的理念，推出了解决实际需求的新型产品——东狮牌DSH 型高硫容抑盐脱硫催化剂。解决目前传统焦炉煤气脱硫净化过程中存在的副盐增长过快及脱硫效率低的一系列的问题。DSH高硫容抑盐脱硫催化剂为环保型脱硫催化剂，脱硫效率高，抑制副反应，极大的减少了副盐生成。是一种具有良好的环保意义和经济效益的新型催化剂。

本文主要介绍DSH高硫容抑盐催化剂在山西潞安焦化一分厂脱硫系统成功应用的案例。山西省潞安焦化一分厂采用DSH抑盐催化剂后，成功的解决了大量脱硫废液需要提盐问题、并实现了脱硫效率大幅提升，达到了良好的环保、经济效益。

1、山西潞安焦化一分厂简介

1.1项目概况

潞安焦化一分厂为产能60万吨/年，炉型为2x56孔4.3米捣固焦炉。满负荷煤气量约为35000m³/h，脱硫系统为两级氨法脱硫，每级系统配有单独的低位喷射再生槽。

2020年1月该厂脱硫系统开始更换DSH高硫容抑盐催化剂。应用DSH高硫容抑盐催化剂的目的就是为了解决大量外排脱硫废液问题，停止提盐系统。经过半年多的稳定运行，脱硫工艺状况良好，脱硫效率大幅度提高，回炉煤气硫化氢含量明显下降，硫磺产量大幅度提高，脱硫系统的副盐含量稳中有降，塔阻无明显增长，脱硫系统不再因为控盐而外排脱硫废液，提盐系统从投加DSH催化剂开始即停止运行。

该焦化厂在应用东狮牌DSH高硫容催化剂之前生产没有达到满负荷，约为产能的三分之二，产气量约22000–26000m³/h，入炉煤含硫量在0.8%。脱硫系统为两级氨法脱硫，两套直径5米脱硫塔串联运行，再生槽喷射再生，两台熔硫釜，再生槽喷射器由罗茨机强制送风。每天生产硫磺1-1.5吨。脱硫液补氨方式为蒸氨后浓氨水直接进贫液槽，脱硫系统每日送提盐的脱硫废液量30-40立方。

1#脱硫系统常年不正常，脱硫液含油较多，再生不足，再生槽没有泡沫，偶尔有少量清液溢流，1#脱硫液三盐含量在400g/L左右，溶液中悬浮硫高达6g/L；2#脱硫系统硫泡沫相对正常但是脱硫效率偏低，塔阻偏高，2#脱硫液三盐含量在200g/L左右，悬浮硫在2g/L左右。2#塔后硫化氢20－100mg/m³，回炉煤气含硫化氢300mg/mm³左右。

1.2脱硫工艺流程及设备参数介绍

气体流程：

荒煤气—初冷器-煤气风机–电捕–预冷塔–1#脱硫塔–2#脱硫塔–硫铵 - 粗苯

液体流程：

贫液槽–贫液泵–1#2#脱硫塔–富液槽–富液泵–1#2#再生槽–贫液槽

再生槽浮选、溢流出来的硫泡沫–泡沫槽–泡沫泵–熔硫釜–硫磺

熔硫釜出来的清液–清液槽沉淀降温后–地下槽–2#贫液槽

1.3主要设备情况

1.4运行工艺参数

2、应用东狮牌DSH高硫容抑盐催化剂的工艺准备

为达到不排废液，首先要停止直接补液和控制系统涨液。停止外排脱硫液，抑制副盐增长，那么硫磺产量就必然增加。所以在工艺和设备上做了如下调整：

2.1优化工艺控制系统水平衡；

系统工艺进行优化，在使用东狮牌DSH高硫容抑盐催化剂前，每天需要往脱硫系统补充10-20m³的浓氨水进入贫液槽。系统溶液总量包括直接补液量和系统涨液量通过往提盐排液来平衡。系统进行优化后停止直接补液，改为间断往预冷塔补浓氨水，改变脱硫液的补氨方式。

2.2调整系统温度设定

调整脱硫系统温度控制，将预冷塔煤气温度控制从原来的28-32℃，调整为26℃，一般保持28℃以下。目的是消除系统的涨液量，系统溶液量基本保持平衡。

2.3增设熔硫釜

在使用PDS催化剂脱硫时，每天排液30-40立方，硫磺产量相对较少，配置2台熔硫釜。根据全硫核算，脱硫系统不排液、副盐不增长硫磺产量就会增多。根据现场位置增加一台直径1000mm的熔硫釜。

3、DSH高硫容催化剂替换PDS催化剂过程

根据一二脱硫系统，进口硫化氢含量不同，以及系统溶液保有量，制定DSH催化剂投加方案。采取逐步替换，渐进提高新催化剂浓度。

一级脱硫系统按每班50/公斤即每天150公斤用量投加；二级脱硫按每班35公斤即每天105公斤投加。一级脱硫催化剂浓度目标值2.5g/l，二级脱硫液催化剂浓度目标值2.0g/l。浓度达到目标值后，根据消耗调整添加量。DSH催化剂日常消耗量基本在60公斤左右/天。

根据各项指标与反应状况调整一、二级脱硫的再生反应。其中一级脱硫的再生由于之前再生不足，溶液含副盐也较高，系统含油也偏多，投加DSH催化剂前几乎没有泡沫。投加DSH催化剂后时代加大吹风强度，调整再生进入良性循环。一级脱硫塔效率明显提高，一塔出口硫化氢从2000mg/m³左右，下降到300mg以下，甚至下降到100mg以下。

4、应用东狮牌DSH高硫容抑盐催化剂前后的效果对比

4.1脱硫效率进一步提升，塔后及回炉煤气硫化氢含量明显降低

脱硫系统于2020年1月开始使用东狮牌DSH高硫容抑盐催化剂，在使用过程中系统保持原有工艺不变，采取逐步替换的方式，对系统内脱硫剂进行逐步替换，节约一次性提浓的高成本。初始阶段DSH型脱硫剂开始投加后，原脱硫催化剂逐渐减量直至完全停加。经过10天的时间，系统催化剂完成替换，系统平稳过度到新催化剂运行状况。在替换过程及替换完成后，一塔后硫化氢从1500-2000mg/m³逐步下降到500mg/m³以下。由于一塔后硫化氢下降，2#塔后硫化氢比更换之前更低、更平稳。二塔出口硫化氢20mg/m³以下甚至测不出来。之前困扰该企业的回炉煤气含硫偏高问题也得到解决。回炉硫化氢含量从催化剂替换之前的300mg/m³降低到100mg/m³以内，甚至更低。

4.2硫泡沫状况丰富，硫磺产量大幅提升

替换催化剂后，1#再生系统逐步好转，由以前不出硫泡沫转为硫泡沫丰富，1#塔后硫化氢从原来的2000mg/m³降到500mg/m³以内，脱硫效率大幅度提高，2#塔后硫化氢也降到20mg/m³以内甚至检测不出，地下室硫化氢降到100mg/m³以内，硫磺日产量从1.5吨左右提升到平均日产硫磺达到3吨左右，最高达到4.5吨。溶液中悬浮硫大幅度降低，两个系统均在1.0g/L左右。硫磺产量增加外，由于目前含油偏多，之前是由于含油影响再生。采用DSH催化剂后，DSH催化剂抗油性好，煤气含油对再生的影响减弱。硫磺产量增加的同时，熔硫釜排渣较之前增多。

4.3采用DSH催化剂脱硫的碱度需求降低

替换为DSH催化剂之前，浓氨水直接补充进入脱硫贫液，补氨效率高。改为间接方式补氨即浓氨水从预冷塔通过煤气补氨。脱硫液的总氨有所降低，但整体的脱硫效率不仅没有降低，比之前还有提升。

4.4副盐含量稳定，无需外排脱硫液

系统在应用DSH半年过程中，塔后硫化氢稳定达标，溶液中硫酸盐相对稳定，几乎未见增涨，硫代硫酸盐逐渐下降。系统未因为盐高而外排溶液。

系统应用DSH前后的数据对比

4.5塔阻力变化情况通过以上数据可以看出使用DSH 高硫容抑盐催化剂对硫代以及硫酸盐的抑制效果较明显且能保证在长时间运行过程中硫酸盐保持稳定几乎不增涨，硫代硫酸盐逐步降低。为企业节能减排，增产增效提供的有力的支持。

替换DSH高硫容催化剂之前，产量为三分之二设计产能情况下。1#脱硫塔阻力波动范围在：500-900pa；

2#塔阻力：600-1000pa。其中1#塔为轻瓷填料，2#塔为花环填料。

替换DSH高硫容催化剂之后，运行半年且产量提升到满负荷情况下：1#脱硫塔阻力波动范围在：400-500pa；

2#塔阻力1000pa。

两塔阻力没有增长，阻力运行更为平稳。1#塔由于脱硫液再生状况的好转，塔阻力反而有所下降。

4.6脱硫系统负荷增加的同时效率也提升，效益明显

据厂里粗略计算，使用东狮牌DSH 高硫容抑盐催化剂后，依据半年来的运行成本、提高的产能及节约的提盐费用等支出，一年能直接和间接的为该公司多创造1500万元以上的经济效益。体现在三个方面：

1、产量提升

DSH催化剂应用后，由于脱硫效率提升、处理能力提高，且脱硫系统运行稳定，该企业逐步提高生产负荷。从替换催化剂之前的70%左右的生产负荷，提升到接近100%设计产能。

2、停止脱硫液提盐运行

脱硫效率提升的同时，停止了脱硫液向提盐排放废液，节约了提盐外包费用。

3、焦炉延期末端治理节约了成本

回炉煤气含硫大幅下降，从之前回炉煤气含硫化氢300mg/m³左右，下降到100mg/m³以下减少了焦炉烟气脱硫的运行成本和操作压力，减少了烟气脱硫的副产物。

从该成功案例表明：

通过东狮DSH高硫容脱硫催化剂应用情况证明，DSH型高硫容抑盐催化剂高效、无毒、无腐蚀性、并具有硫容量大、再生速率快、硫颗粒浮选能力强和副盐生成率低。应用DSH催化剂不会造成塔阻力上涨，完全适用于各焦化企业的脱硫生产。尤其适用于高浓度硫化氢含量条件下的脱硫领域，可以在较低的碱度条件下达到良好的脱硫效率，可以为企业节省大量的运行成本。通过工艺指标适当调控，对设备存在的不足及时的调整和整改，保证脱硫生产长周期的高效、稳定运行。