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浅谈监控摄像头在首钢水钢HPF脱硫工艺中的应用
作者:李水锋 刘 欣 吴 磊 李 旭 发布人:admin   来源:首钢水钢煤焦化分公司   发布时间:2018-09-13  浏览次数:268

 

浅谈监控摄像头在首钢水钢HPF脱硫工艺中的应用

 

李水锋          

(首钢水钢煤焦化分公司)

 

【摘  要】:焦炉煤气中含有H2S和HCN等有毒有害物质,H2S是酸性的,它过量排放到大气中,会形成“酸沉降”,遇水可形成酸雨和酸雾;不遇上水也会以“干沉降”的形式富集在植物和土壤,与土壤中的水会合后,能形成浓度更大的硫酸。“酸沉降”导致土壤、河流酸化,腐蚀金属,损害土地健康,破坏动植物的生长,严重伤害生态环境。因此,为响应国家环境保护政策必需对焦炉煤气进行脱硫净化处理。本文介绍了在HPF脱硫工艺过程中,采用监控摄像头来监控再生塔液位和浮选硫泡沫,以控制脱硫液悬浮硫含量的实际运用。

【关键词】:环境保护   HPF脱硫  摄像头

 

 


0.前言

首钢水钢集团有限责任公司是首钢集团公司下属的一个大型钢铁联合企业,其属下煤焦化分公司年产焦炭140万吨,该厂产生的煤气经过净化处理后作为焦炉加热煤气、粗苯工段管式炉加热用,以及作为民用煤气使用。然而,煤气中含有H2S和HCN等有毒有害、腐蚀性物质,当空气中H2S含量达到700mg/m3 时,人吸入后立即昏迷,窒息致死。生产车间允许的H2S含量≤10mg/m3。含H2S和HCN的煤气在输送过程会腐蚀设备和管道,作燃料燃烧时,生成硫化物(SOX)生和氮氧化物(NOX)严重污染大气。因此在焦炉煤气净化中的脱硫非常重要,煤气脱硫是提高煤气质量的一道重要工艺,同时对防治环境污染有着重要意义。

1.工艺概况

我厂脱硫工段分为煤气脱硫、脱硫液再生、硫回收三部分组成,是煤气净化装置一部分。包括脱硫、硫回收两部分,主要是将煤气中的硫化氢含量脱至300mg/Nm3以下,并回收硫膏。采用以焦炉煤气中自身含有的氨为碱源,以复合催化剂(888-JDS)脱除煤气中的H2S,属于湿式氧化法脱硫工艺,该法不仅可脱去H2S还可脱去大部分HCN及部分有机硫,脱硫效率高,不必外加碱源,循环液中含盐量少,不易累积,产生的废液不大且可回兑炼焦煤中,操作费用低,运行稳定的特点。脱硫富液的再生采用塔式再生,再生效率高,操作稳定。硫回收采用板框式压滤机回收硫膏。溶液产生副盐量少,操作比较稳定。

其流程为:自冷鼓工段来的粗煤气先进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触洗涤后,煤气中H2S含量≤300mg/Nm3。煤气经捕雾段除去雾滴后全部送至硫铵工段。此系统煤气与脱硫液的流向是互为逆向流动。

在脱硫塔内发生的主要反应如下:

NH3+H2O=NH4OH                                 

H2S+NH4OH=NH4HS+H2O                            

NH4OH+HCN=NH4CN+H2O                           

NH4OH+CO2=NH4HCO3                              

NH4HS+NH4HCO3+(X-1)S=(NH42SX+CO2+H2O       

从脱硫塔中吸收了H2S和HCN的脱硫液经脱硫塔液封槽至溶液循环槽,用溶液循环泵抽送至氧化再生塔,与压缩空气并流再生,再生后的脱硫液分别进入脱硫塔顶喷淋。如此循环使用。

在氧化再生塔内发生的主要反应如下:

 NH4HS+1/2O2=S↓+NH4OH                        

NH42SX+1/2O2=SX↓+2NH4OH                   

产生的硫泡沫则由氧化再生塔上部扩大部分自流至硫泡沫槽,经加热搅拌至约60℃沉降分离后,经一条总管进入硫泡沫输送泵送至板框式压滤机,生产硫膏,硫膏产品外售。从板框式压滤机内排出的脱硫清液进入溶液缓冲槽静置、冷却,不定期由废液输送泵送入到脱硫溶液中。

2.存在问题及分析

2.1存在问题

2.1.1我厂脱硫塔的再生采用的是高塔(塔高45.5米),在实际生产操作过程中操作人员因工艺需要上下再生塔调节再生塔液位比较不方便,经常出现硫泡沫出来不均匀,进入硫泡沫槽清夜较多,压不出硫膏;甚至出现过因对再生塔液位掌握不准确硫泡沫从再生塔顶部溢出来的现象,严重地影响正常的生产操作,从而因吸收H2S效率低造成脱硫塔后出口的H2S指标出现波动。同时现场操作环境也逐渐恶化。

2.1.2硫泡沫不能正常的从再生塔里面氧化再生出来,时间长了以后,大量的硫单质悬浮或沉淀于溶液中,当超过一定浓度时会产生沉淀。同时,由于伴生的副反应所产生的副产物(NH4)2S2O3NH4SCN(NH4)2SO4等在系统中累积,当达到饱和时,会从系统中析出,产生沉淀。我们习惯上将悬浮于溶液中的颗粒统称为悬浮硫,其包括主要的硫颗粒及少量副产物,这将会影响脱硫液的质量,使其副盐含量不断上涨,由于副盐含量的增加,从而导致脱硫溶液吸收煤气中的H2S的能力下降,从而降低了脱硫效率。

2.2原因分析

2。2。1我厂再生塔高度达到45.5米,此工艺设计上要求脱硫操作工人必须时刻关注再生塔液位以及塔顶硫泡沫溢流情况。但鉴于此情况,如要求操作工人频繁上再生塔观察生产情况基本不太可行,这给正常的生产操作带来诸多不利因素,且对再生塔泡沫的浮选操作调节极为不便。通常改造前,操作工每班上再生塔1-2次已实属不易。

2。2。2由于再生塔内硫泡沫的形成情况不能得到及时的反馈,操作工人只能通过再生塔液位或凭经验来调节脱硫的生产,然而脱硫液的再生主要是在再生塔内进行的。在此脱硫富液中H2S借助催化剂888-JDS的液相催化功能氧化析硫,形成硫泡沫浮选出去。最直观的结果就是硫泡沫形成的好坏,此时如果不能实时查看硫泡沫情况,硫泡沫分离太彻底,那么硫泡沫层不易形成,集硫少且泡沫层发虚。还可能泡沫层过厚,此时虽然形成的硫泡沫颗粒大、粘度好,但由于不能及时的溢流,致使其混入溶液中造成二次浮选,导致溶液的悬浮硫偏高。溶液中的悬浮硫也是发生副反应的因素之一,其反应式为:

S+O2→SO2

S+3SO2-→2S2O3 

其反应程度随溶液悬浮硫的增加以及温度的升高而加快。所以再生塔顶经常溢出硫泡沫或者硫泡沫浮选效果不好的问题困扰着车间。悬浮硫含量的增加还将会造成脱硫溶液中的副盐含量上升,导致脱硫溶液吸收H2S的效率下降。

上述原因是造成我厂脱硫工艺不能正常运行的主要因素,从下表可以看出副盐含量、悬浮硫含量以及脱硫塔后H2S含量的关系。


微信截图_20180913150748.png

3.解决方法

3.1方法讨论

为了稳定脱硫工段操作,以及减轻操作工人的劳动强度。我车间相关技术人员想到了利用摄像头安装到再生塔顶上,将视频信号引入到中控室的普通电视上面。操作工人可以在中控室观察再生塔液位以及再生塔内硫泡沫浮选的实时情况,采取最优化的操作手段来达到脱硫的最大效率。此办法能够帮助脱硫操作工不用上再生塔就可时刻关注再生塔内硫泡沫形成浮选情况,同时大大减轻了劳动强度并且减少了操作工上下再生塔的安全隐患,在生产得到保障的前提下又改善了操作工的工作环境。

3.2可行性分析

进过各方面分析比对,安装有线监控摄像头的可行性是最大且最经济的方案。安装有线摄像头我车间相关人员经生产现场实际情况勘察,从再生塔引入视频信号线可以通过车间现有的电缆桥架进行布线以解决摄像头布线问题,不用额外增加电缆桥架。此套方案的预算总投资7000元左右就能够实现。

3。3实施前后脱硫参数对比情况


微信截图_20180913150811.png

4.结语

经过一周的摄像头安装、调试后,脱硫工段再生塔硫泡沫情况已经能够完全从中控室监控,脱硫操作工能够根据实时情况及时调节进入再生塔的压缩风量。未安装摄像头之前,脱硫工段脱硫液中的副盐总含量一直居高不下,同时溶液中悬浮硫的含量也比较高,脱硫效率不稳定,脱硫塔后H2S指标波动大,操作工劳动强度高。该项目实施投产后两周,脱硫液中的副盐以及悬浮硫含量相继下降,脱硫塔后H2S含量逐渐恢复到300mg/Nm3,我厂脱硫工段逐渐步入正轨。总之,脱硫工段的正常运行好坏,直接影响到后部煤气系统及各设备的安全运行,为减少设备的腐蚀和为下道工序创造良好的生产操作环境,真正树立“视工艺参数为工作生命的理念,只有不断加强脱硫生产现场的运行管理,从不断变化的工艺参数中去发现问题,并加以分析处理,实现脱硫工段的连续稳定运行是我们不懈追求的目标。


 


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