高炉煤气脱硫技术方案20230327.docx

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1、高炉煤气脱硫净化技术方案目录目录11 .项目概述31. 1.项目简介31. 1.1.项目名称、建设单位名称、企业性质及法人32. 1.2.建设单位基本情况33. 1.3.项目建设的意义和必要性34. 1.4.技术方案编制的依据和原则45. 1.5.技术方案工作范围52.生产规模及产品方案66. 1.生产规模62. 1.1,进料煤气组分62.1.2.进料煤气工况72. 2.产品方案72. 2.1,净化煤气工况73. 2.2.净化煤气指标74. 2.3.操作弹性装置75. 工艺技术方案73. 1.概述73. 2.化学溶剂法83. 3.脱硫工艺83.4. 工艺技术方案的选择93.4.1.有机硫转化工

2、艺93.4.2.无机硫脱除工艺103.4.3.水解转化投资运行费用123.4.4.无机硫脱除工艺投资运行费用133.4.5.工艺方案选择133.5.工艺流程和消耗定额133.5.1.有机硫转化133.5.2.湿法脱硫143.6.主要设备选择143.6.1,有机硫转化主要设备选择143.6.2.湿法脱硫主要设备选择153.7.工艺设计原则153.8.工艺设计措施153.9.工艺技术特点163.10.自动控制163.10.1.生产自动化水平163.10.2.中心控制室173.10.3.仪表伴热要求173.10.4.仪表防雷接地要求173.11.装置内公用工程设施173. 11.1.水系统174.

3、11.2.供配电系统185. 11.3.暖通设施194.装置建设条件和布置选择194. 1.装置建设条件194. 1.1.装置地点的自然条件194. 1.2.装置地点的社会经济条件194. 1.3.公用工程条件194. 2.布置选择194. 2.1.布置选择的原则及依据196. 2.2.布置选择207. 土建205.1.项目概况205.1.1.设计依据205.1.2.设计执行的标准、规范和规程206 .技术来源217 .投资211项目概述1.1. 项目简介1.1.1. 项目名称、建设单位名称、企业性质及法人项目名称：某钢铁公司脱硫净化项目项目简称：某钢铁公司脱硫净化项目建设单位：企业性质：企业

4、法人：投资项目性质：改造项目负责人：地址：电话：传真：1.1.2. 建设单位基本情况1.1.3. 项目建设的意义和必要性高炉煤气是钢铁企业生产的副产品和重要能源，生产和使用量都较大，但是高炉煤气中存在大量的硫化物，这些硫化物不仅会腐蚀管道和设备，燃烧后还会产生so2污染环境，因此如何使高炉煤气脱硫成为了值得研究的问题。在国家促进节能减排的重点行业中，钢铁行业历来都是主战场。“十二五”以来，按照集团公司的部署，努力发展循环经济，持续开展技术改造，节能减排取得明显效果，目前其主要经济技术指标达到或接近国内同行业先进水平。作为钢铁企业的副产品，高炉煤气最主要的用途是作为燃料，供热风炉、烧结机、轧钢热

5、处理炉以及锅炉等用户燃烧加热使用。高炉煤气中硫的形态主要以CoS和&s为主，还有少量的CS2、甲硫醇、乙硫醇等多种形态的有机硫成分，在燃烧时会产生so2污染排放物，但不含有焦油，这对于燃气脱硫而言，是一个较大的基本条件。国家对于so?的排放有着严格的标准。根据钢铁工业大气污染物排放标准，钢铁企业炼铁工序热风炉的so2排放浓度上限为100mgm3,轧钢工序热处理炉的SO2排放浓度上限为150mgm3,烧结机和球团焙烧设备的S02排放浓度上限为200mgm3,燃气锅炉的SO2排放浓度上限为50mgm30根据国家生态环境部在2019年印发的关于推进实施钢铁行业超低排放的意见，将来新建钢铁企业SO?的

6、排放全部要执行不超过50mgr3（烧结机和球团焙烧设备的排放浓度不超过35mgr3）的超低排放标准。目前，我公司根据国内高炉检测，大多数高炉热风炉车间烟气SO?浓度在168-180mgNm3之间，已经超出现行大气污染物综合排放标准的SO2排放浓度小于Ioomg/Nin?的标准。（国家超标排放50mgNm3的标准）但根据很快将要实施的新版大气污染物综合排放标准和钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准，以及锅炉大气污染物排放标准和火电厂大气污染物排放标准高炉煤气用户SO2排放浓度已经不能满足相关法律法规的要求。因此某钢铁公司新建高炉亟需对现在的高炉气煤气系统进行脱硫环保改造。由于某钢铁公司气用户较多

7、、分布分散，且各用户工况复杂多变，传统的对烟气系统进行脱硫处理的工艺，对目前钢铁企业脱硫要求并不适合，投资大、占地多、需要多套处理高炉烟气。在对某钢铁公司高炉生产流程充分研究及高炉气组分详细分析后，我针对本项目规划建设高炉煤气脱硫净化项目，从各用户煤气源头上进行集中脱硫净化处理，然后分送至各用气用户。总之，通过高炉气脱硫净化项目，可以使某钢铁公司满足环保法律法规，同时通过脱硫环保改造，可以实现企业在环保达标的前提下可持续连续发展，实现钢铁企业低耗、绿色、环保、高效发展。因此，对某钢铁公司的长远发展而言，建设高炉气脱硫净化项目是十分必要的。1.1.4. 技术方案编制的依据和原则1.1.1.1 技

8、术方案编制的依据1）某钢铁公司提供的有关资料。2）本技术方案基于现阶段收到的高炉煤气成分，以及项目所在地现行及将要实施的SO2环保排放标准进行编制。1.1.1.2 技术方案编制的原则1）严格执行国家有关法律、法规、强制性设计标准及规范，保证工程设计质量。2）所选择的工艺技术先进，成熟、可靠，保证项目投产后能安全、稳定、长周期、连续运行。3）所选择的设备材料可靠，且尽可能国产化，并注重考虑大型超限设备的制造和运输问题。4）采取切实可行的措施节约用水、用电。5）贯彻国家关于环境保护、劳动安全和消防的法规和要求，符合化工行业的技术标准。6）所选择的产品方案和技术方案是优化的方案，以最大程度减少投资，

9、提高项目的经济效益和抗风险能力，科学论证项目的技术可靠性和经济性，实事求是地作出方案结论。7）充分利用某钢铁公司现有装置，尽可能地节约投资。8）项目所采用的工艺流程符合国家产业政策的要求，所用设备和工艺技术不在国家明令禁止的限制类、淘汰类范围内。9）装置布置合理利用现有空地，在符合规范要求的前提下，尽量节约用地。1.1.5.技术方案工作范围本技术方案的界区从高炉粗煤气管网到净化高炉煤气管网结束。本项目某钢铁公司煤气分别设置脱硫净化系统，净化气再分别送往各高炉对应的原有用户。具体为从高炉煤气干法除尘器出口总管，经过本系统有机硫转化装置后，返回系统透平系统，然后经过湿法脱硫装置，之后送回各高炉气管

10、网。（详见工艺流程图）高炉煤气环保达标综合处理系统流程图由于业主高炉炼铁工艺操作要求，本方案将高炉煤气的脱硫净化分开单独设置。方案包括的单元见表1一1。表1-1工艺分布表序号单元工艺配置备注1有机硫转化水解转化2湿法脱硫PDS碱液脱硫2.生产规模及产品方案本项目是为配套某钢铁公司新建设高炉，容量均为某钢铁公司高炉煤气净化的环保及综合利用工程。1. 1.生产规模2. 1.1.进料煤气组分高炉煤气组成见表2Io表2-1典型高炉煤气组分数据(非标准)成份H2COCH4CO2N2O2H2O体积比()2.6522.50.0116.6858.150饱和典型高炉煤气硫组分见表2-2表2-2典型高炉煤气硫组分

11、组分数据成份H2SCOSCS2体积比()25%70%3%表22典&型高炉煤气硫组分名Z分数据(续)成份甲硫醇乙硫醇甲硫醒乙硫醒丙硫醇I嚷吩二甲基二硫雄体积比()2%为了今后更准确的进行工程设计，我公司将现场检测某钢铁公司现有高炉煤气硫组分数据，以便我们开展后续工作。3. 1.2.进料煤气工况2. 2.产品方案3. 2.1.净化煤气工况表2-3设计条件项目指标高炉容积m32650高炉煤气发生量m3h（标况）最大高压时：450000平均高压时：400000高炉炉顶压力/MPa（G）正常0.25最大常压0.035高炉炉顶煤气温度/正常90-250最高350C（持续时间30min、280炉顶喷水降温）

12、低压净煤气总管压力/kPa10布袋出口净煤气含尘量mgm35（布袋除尘器后）4. 2.2.净化煤气指标本方案经过高炉煤气脱硫净化系统处理后的高炉煤气，送热风炉、加热炉等后续装置，燃烧后的烟气SO2排放浓度应小于50mgNm3。满足钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准和大气污染物综合排放标准，以及锅炉大气污染物排放标准和火电厂大气污染物排放标准等相关SO2环保排放法规要求。5. 2.3.操作弹性装置正常操作弹性6090%。3.工艺技术方案3. 1.概述高炉煤气中含有诸如&S、硫氧化碳、CS2等含硫组分。高炉煤气中含硫组分用作燃料时会污染环境。因此，当高炉煤气中含硫组分必须采用合适的方法将其脱除至

13、允许值以内。脱除的这些含硫组分混合物称为酸气，其主要成分是COS、H2So从高炉煤气中脱除含硫组分的工艺过程称为脱硫。高炉煤气经湿法脱硫后，还需脱水。脱硫、脱水后符合一定质量指标或要求的高炉煤气称为干净化气，脱水前的高炉煤气称为湿净化气。高炉煤气脱硫的方法很多，一般可分为化学溶剂法、物理溶剂法、化学物理溶剂法、直接转化法和其他类型方法等。此外，对高炉煤气硫碳脱除效果进行有效监测也是高炉煤气硫碳脱除过程中的必要环节，采用GaSbOard-3500系列红外气体分析仪有效检测高炉煤气酸气成分，可以帮助工作人员更好的调节现场工艺，提高高炉煤气硫碳脱除的效率。下面小编就详细介绍一些上文提到的几种硫碳脱除

14、方法。3. 2.化学溶剂法化学溶剂法系采用碱性溶液与高炉煤气中的含硫组分（主要是H2S.COS）反应生成某种化合物，也称化学吸收法。吸收了含硫组分的碱性溶液（通常称为富液）再生时又可使该化合物将含硫组分分解与释放出来。脱除高炉煤气力SCoS的主要溶剂是苏打溶液，用移胶做催化剂。6. 3.脱硫工艺目前的脱硫工艺可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫。目前生产中通常采用燃烧后脱硫工艺，即对高炉煤气燃烧后的烟气进行脱硫。随着钢厂节能减排和循环经济的大力发展，以及国家环保政策的不断加强，以前的那种末端治理方式越来越不适应新形势下的环保要求，钢厂必须从源头上进行治理，因此越来越多的企业要求设置高炉煤气燃烧前脱硫工艺。高炉煤气是钢铁工业生产中的副产品，也是钢铁企业的主要能源之一。高炉煤气中含有一定量的硫化物，以有机硫为主，硫化物会对高炉煤气的输送管道造成一定的腐蚀，为了降低高炉煤气对输送管道的腐蚀，提高高炉煤气输送的安全性，对高炉煤气进行脱硫是十分必要的，基于现有的脱硫工艺，将有机硫水解转化+湿法脱硫工艺具有可靠的理论基础，并且工程在技术上具有可行性。相较于燃烧后脱硫工艺，燃烧前脱硫工艺具有以下优势：1）降低煤气中因HzS溶于煤气冷凝水后形成氢硫酸对管道的腐蚀作用，提高煤气输送的安全性；2）可在前端工序一次性集中将硫脱去，便于全