一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法与流程

本发明涉及焦炉煤气脱氨及脱硫副产物后处理工艺方法，属于冶金焦化行业煤气脱氨及脱硫技术领域。

背景技术：

现有焦炉煤气脱氨技术中的水洗、硫酸或磷氨溶液洗涤等，以硫酸铵、无水氨、浓氨水等形式回收氨，或采用氨分解的方法回收低热值尾气。

现有焦炉煤气脱硫技术中湿式催化氧化脱硫工艺，具有脱硫脱氰效率高，不需外加碱源等优点，在我国焦化行业得到广泛应用。该技术会产生低纯度硫磺及含硫氰酸盐、硫代硫酸盐的脱硫废液。目前低纯度硫磺及脱硫废液的处理方法有熔硫、提盐工艺或低纯硫磺及氨法脱硫废液焚烧制酸等。由于熔硫、提盐工艺产品纯度低、环境污染大、产品市场滞销，硫资源不能得到有效回收利用，因此，熔硫及提盐工艺的应用受到限制，正逐渐被低纯硫磺及脱硫废液焚烧制酸工艺所取代。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法，该方法可缩短原有制酸—脱氨工艺流程，降低了工艺复杂性，是充分利用焦炉煤气脱硫、脱氨工艺特点并对其进行结合应用的新工艺。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现。

一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法，该工艺的具体流程如下：

(1)脱硫工艺产生的含硫物质转化成so2

焦炉煤气湿式催化氧化脱硫工艺的副产物硫磺和/或氨法脱硫废液经预处理得到固态或液态或固-液混合态物料作为原料；将所述的原料送至焚烧炉在800～1200℃下焚烧，产生含二氧化硫的工艺气，经废热锅炉回收余热、冷却、湿法洗涤净化，脱除矿尘，温度降至90℃以下，送入二氧化硫吸收塔；当所述的含二氧化硫的工艺气洁净，可不经净化、脱除矿尘，送入二氧化硫吸收塔。

(2)so2制备硫酸铵

经过步骤(1)得到的含二氧化硫的工艺气送入二氧化硫吸收塔，在20～70℃，与二氧化硫吸收塔中的碱性亚硫酸铵溶液反应，使碱性亚硫酸铵溶液转化为酸性亚硫酸氢铵溶液；将所述的酸性亚硫酸氢铵溶液送入氨吸收塔，与焦炉煤气中的氨反应，转化为碱性亚硫酸铵溶液；将所述的部分碱性亚硫酸铵溶液送入氧化塔，氧化成硫酸铵溶液；将所述的硫酸铵溶液经结晶、离心分离、干燥，制得固体硫酸铵；剩余的碱性亚硫酸铵溶液送入二氧化硫吸收塔，用于吸收二氧化硫。

所述的氧化塔可单独设置，也可与二氧化硫吸收塔合并设置为一个塔；氧化介质为空气或焚烧炉产生的含二氧化硫的工艺气中的剩余氧。

所述的二氧化硫吸收塔上部可增加强化吸收段，使用氨水或氢氧化钠或碳酸钠作为吸收剂；亚硫酸铵溶液吸收段及氨水强化吸收段设置均不限于一段，使出口烟气中二氧化硫含量脱至要求指标。

所述的氨吸收塔上部可增加硫酸强化吸收段，亚硫酸氢铵吸收段及硫酸强化吸收段设置均不限于一段，使出口煤气中氨含量脱至要求指标。

所述的预处理包括干燥、离心分离或浓缩。

本发明的工艺原理如下：

(1)原料焚烧、分解主要反应

s+o2→so2

nh4scn+3o2→n2+co2+so2+2h2o

(nh4)2s2o3+5/2o2→n2+2so2+4h2o

(2)二氧化硫吸收反应

so2+(nh4)2so3+h2o→2nh4hso3

so2+2nh3+h2o→(nh4)2so3

(3)氨吸收反应

nh3+nh4hso3→(nh4)2so3

2nh3+h2so4→(nh4)2so4

(4)亚硫酸铵氧化反应

(nh4)2so3+1/2o2→(nh4)2so4

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

与现有焦炉煤气氨法湿式催化氧化脱硫副产硫磺及脱硫废液焚烧制取硫酸，然后用硫酸吸收煤气中的氨、生产硫酸铵的工艺相比，本发明省去了制硫酸工艺中炉气中二氧化硫经高温催化氧化制取三氧化硫，三氧化硫再经吸收制取硫酸，以及最终含有二氧化硫的制酸尾气碱洗净化的工艺步骤，直接对原料焚烧后制得的炉气中的二氧化硫进行吸收，利用炉气脱硫及煤气脱氨过程中酸式盐亚硫酸氢铵与正盐亚硫酸铵酸、碱性的相互转化，将焦炉煤气脱硫与脱氨有效结合起来，最终实现焦炉煤气净化脱硫与脱氨的目标，缩短了原有制酸—脱氨工艺流程，降低了工艺复杂性，是充分利用焦炉煤气脱硫、脱氨工艺特点并对其进行结合应用的新工艺。

附图说明

图1是本发明一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图所示具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于附图所示实例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识或常用技术手段做出的各种更替或变更均应包括在本发明的范围内。

一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法，工艺流程图见图1，该工艺的具体流程如下：

(1)脱硫工艺产生的含硫物质转化成so2

焦炉煤气湿式催化氧化脱硫工艺的副产物硫磺和/或氨法脱硫废液经预处理得到固态或液态或固-液混合态物料作为原料；将所述的原料送至焚烧炉在800～1200℃下焚烧，产生含二氧化硫的工艺气，经废热锅炉回收余热、冷却、湿法洗涤净化，脱除矿尘，温度降至90℃以下，送入二氧化硫吸收塔；当所述的含二氧化硫的工艺气洁净，可不经净化、脱除矿尘，送入二氧化硫吸收塔。

(2)so2制备硫酸铵

经过步骤(1)得到的含二氧化硫的工艺气送入二氧化硫吸收塔，在20～70℃，与二氧化硫吸收塔中的碱性亚硫酸铵溶液反应，使碱性亚硫酸铵溶液转化为酸性亚硫酸氢铵溶液；将所述的酸性亚硫酸氢铵溶液送入氨吸收塔，与焦炉煤气中的氨反应，转化为碱性亚硫酸铵溶液；将所述的部分碱性亚硫酸铵溶液送入氧化塔，氧化成硫酸铵溶液；将所述的硫酸铵溶液经结晶、离心分离、干燥，制得固体硫酸铵；剩余的碱性亚硫酸铵溶液送入二氧化硫吸收塔，用于吸收二氧化硫。

所述的氧化塔可单独设置，也可与二氧化硫吸收塔合并设置为一个塔；氧化介质为空气或焚烧炉产生的含二氧化硫的工艺气中的剩余氧。

所述的二氧化硫吸收塔上部可增加强化吸收段，使用氨水或氢氧化钠或碳酸钠作为吸收剂；亚硫酸铵溶液吸收段及氨水强化吸收段设置均不限于一段，使出口烟气中二氧化硫含量脱至要求指标。

所述的氨吸收塔上部可增加硫酸强化吸收段，亚硫酸氢铵吸收段及硫酸强化吸收段设置均不限于一段，使出口煤气中氨含量脱至要求指标。

所述的预处理包括干燥、离心分离或浓缩。

技术特征：

1.一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法，其特征在于，该工艺的具体流程如下：

(1)脱硫工艺产生的含硫物质转化成so2

焦炉煤气湿式催化氧化脱硫工艺的副产物硫磺和/或氨法脱硫废液经预处理得到固态或液态或固-液混合态物料作为原料；将所述的原料送至焚烧炉在800～1200℃下焚烧，产生含二氧化硫的工艺气，经废热锅炉回收余热、冷却、湿法洗涤净化，脱除矿尘，温度降至90℃以下，送入二氧化硫吸收塔；当所述的含二氧化硫的工艺气洁净，可不经净化、脱除矿尘，送入二氧化硫吸收塔；

(2)so2制备硫酸铵

经过步骤(1)得到的含二氧化硫的工艺气送入二氧化硫吸收塔，在20～70℃，与二氧化硫吸收塔中的碱性亚硫酸铵溶液反应，使碱性亚硫酸铵溶液转化为酸性亚硫酸氢铵溶液；将所述的酸性亚硫酸氢铵溶液送入氨吸收塔，与焦炉煤气中的氨反应，转化为碱性亚硫酸铵溶液；将所述的部分碱性亚硫酸铵溶液送入氧化塔，氧化成硫酸铵溶液；将所述的硫酸铵溶液经结晶、离心分离、干燥，制得固体硫酸铵；剩余的碱性亚硫酸铵溶液送入二氧化硫吸收塔，用于吸收二氧化硫。

2.根据权利要求1所述的一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法，其特征在于，所述的氧化塔可单独设置，也可与二氧化硫吸收塔合并设置为一个塔；氧化介质为空气或焚烧炉产生的含二氧化硫的工艺气中的剩余氧。

3.根据权利要求1所述的一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法，其特征在于，所述的二氧化硫吸收塔上部可增加强化吸收段，使用氨水或氢氧化钠或碳酸钠作为吸收剂；亚硫酸铵溶液吸收段及氨水强化吸收段设置均不限于一段，使出口烟气中二氧化硫含量脱至要求指标。

4.根据权利要求1所述的一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法，其特征在于，所述的氨吸收塔上部可增加硫酸强化吸收段，亚硫酸氢铵吸收段及硫酸强化吸收段设置均不限于一段，使出口煤气中氨含量脱至要求指标。

5.根据权利要求1所述的一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法，其特征在于，所述的预处理包括干燥、离心分离或浓缩。

技术总结
本发明提供了一种煤气脱氨与脱硫废液及硫磺处理相结合的工艺方法，将焦炉煤气湿式催化氧化脱硫工艺的副产物硫磺和/或氨法脱硫废液经预处理后送至焚烧炉，产生含二氧化硫的工艺气；所述的工艺气送入二氧化硫吸收塔，与碱性亚硫酸铵溶液反应，生成酸性亚硫酸氢铵溶液；将其送入氨吸收塔，与焦炉煤气中的氨反应，转化为碱性亚硫酸铵溶液；将所述的部分碱性亚硫酸铵溶液送入氧化塔，氧化成硫酸铵溶液；将所述的硫酸铵溶液经结晶、离心分离、干燥，制得固体硫酸铵；剩余的碱性亚硫酸铵溶液送入二氧化硫吸收塔，吸收二氧化硫。该方法可缩短原有制酸—脱氨工艺流程，降低了工艺复杂性，是充分利用焦炉煤气脱硫、脱氨工艺特点并对其进行结合应用的新工艺。

技术研发人员：张素利;白玮;张爽
受保护的技术使用者：中冶焦耐(大连)工程技术有限公司
技术研发日：2020.12.30
技术公布日：2021.04.09