TWI486203B - Method for extending the operating cycle of hydrogen sulfide scrubber in coke oven - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種延長洗滌塔操作週期之方法，特別是指一種延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法。
煉焦爐氣(Coke Oven Gas，COG)為煉焦工業產生的副產品，亦為一貫作業鋼廠之重要自產燃氣，由於其組成富含可燃氣體，可直接當作燃料使用，極具有經濟價值，因此，煉焦爐氣便成為煉鋼業非常重要的能量來源。
煉焦爐氣的組成相當複雜，包含有硫化氫、氰酸、二氧化碳、氨、萘等，其中硫化氫、氰酸、二氧化碳為酸性成分，而氨為鹼性成分，這些成分不但為腐蝕因子，且燃燒後會產生硫氧化物與氮氧化物，因此，煉焦爐氣中需要淨化去除硫化氫與氰酸等酸性成分，以及氨等鹼性成份。
一般而言，煉焦爐氣可利用洗滌塔並搭配適當的洗滌液，以去除前述煉焦爐氣中所欲去除的目標物，例如以鹼性洗滌液去除硫化氫與氰酸等酸性氣體，而以酸性洗滌液去除氨等鹼性成份。但是由於煉焦爐氣的萘，並無
法利用酸或鹼性洗滌液去除，且在低溫的條件下也容易從煉焦爐氣中析出，因此，在洗滌的過程中，存在於煉焦爐氣中的萘會附著於洗滌塔中，造成洗滌塔的壓差越來越高，而影響洗滌效率，故每隔一段時間，當壓差超過操作上限時，洗滌塔便需要進行隔離，進行熱融洗滌以去除附著於洗滌塔中的萘。
在熱融洗滌的過程中，洗滌塔無法使用，故需準備額外的洗滌塔供操作使用，不但會使得投資的成本增加，且過於密集的熱融洗滌過程，其所需投入的人力及材料成本也是一大成本支出。
基於上述煉焦爐氣洗滌塔於操作過程中，過於密集進行熱融洗滌而使成本增加的缺點，因此，如何有效地延長煉焦爐氣洗滌塔的操作週期以降低投資成本，係為本發明研究改良的重要目標。
因此，本發明之目的，即在提供一種延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法。
於是，本發明延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，包含建立一硫化氫洗滌系統，該硫化氫洗滌系統包括一用以將煉焦爐氣冷卻的初冷塔、一與該初冷塔連通的硫化氫洗滌塔、一與該硫化氫洗滌塔連接並用以提供袪酸洗水的袪酸塔，及一與該硫化氫洗滌塔連接並用以提供濃氨水洗滌液的氨洗滌塔，該煉焦爐氣經該初冷塔冷
卻後進入該硫化氫洗滌塔，並與該袪酸洗水與濃氨水洗滌液進行反應，以去除存在於該煉焦爐氣中的硫化氫，其中，控制該硫化氫洗滌塔之溫度、該袪酸洗水及濃氨水洗滌液的溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔的出口溫度。
較佳地，前述延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，其中，該硫化氫洗滌塔之溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔的出口溫度至少2.5℃。
更佳地，前述延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，其中，該硫化氫洗滌塔之溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔的出口溫度2.5℃至6℃。
較佳地，前述延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，其中，該袪酸洗水及濃氨水洗滌液的溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔的出口溫度至少2.5℃。
更佳地，前述延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，其中，該袪酸洗水及濃氨水洗滌液之溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔的出口溫度2.5℃至6℃。
較佳地，前述延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，還定義一壓差指標值Z，該壓差指標值Z為該硫化氫洗滌塔的總壓力除以該煉焦爐氣進入該硫化氫洗滌塔的流量，且控制該Z值小於該壓差指標值之一預設管制上限Z*。
更佳地，前述延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，其中，該壓差指標值之管制上限Z*為3。
1‧‧‧硫化氫洗滌系統
11‧‧‧初冷塔
12‧‧‧硫化氫洗滌塔
13‧‧‧袪酸塔
14‧‧‧氨洗滌塔
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明本發明用以將煉焦爐氣的硫化氫移除之硫化氫洗滌系統；圖2是一趨勢圖，說明以習知條件進行操作之硫化氫洗滌塔的壓差趨勢圖；圖3是一趨勢圖，說明本發明該硫化氫洗滌塔、袪酸洗水，及濃氨水的溫度趨勢圖；及圖4是一趨勢圖，說明以習知條件與本發明之方法進行操作之硫化氫洗滌塔的壓差趨勢圖。
在本發明被詳細描述之前，應該注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法的一較佳實施例包含建立一硫化氫洗滌系統1，該硫化氫洗滌系統1包括一用以將煉焦爐氣冷卻的初冷塔11、一與該初冷塔11連通的硫化氫洗滌塔12、一與該硫化氫洗滌塔12連接並用以提供袪酸洗水的袪酸塔13，及一與該硫化氫洗滌塔12連接並用以提供濃氨水洗滌液的氨洗滌塔14，該煉焦爐氣經該初冷塔11冷卻後進入該硫化氫洗滌塔12，並與該袪酸洗水與濃氨水洗滌液進行反應，以去除存在於該煉焦爐氣中的硫化氫，其中，控制該硫化氫
洗滌塔12之溫度、該袪酸洗水及濃氨水洗滌液的溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔11的出口溫度。
詳細的說，煉焦爐氣由煉焦爐產生後，先以初冷塔11中的水進行冷卻，接著將煉焦爐氣由硫化氫洗滌塔12之塔底送入，再將袪酸洗水及濃氨水洗滌液分別送入該硫化氫洗滌塔12與煉焦爐氣接觸，並將煉焦爐氣中之硫化氫與氰酸等酸性物質去除，該煉焦爐氣經由該硫化氫洗滌塔12去除硫化氫之後，由硫化氫洗滌塔12之塔頂離開，進入氨洗滌塔14以去除煉焦爐氣中的氨，最後，再由氨洗滌塔14排出。其中，反應過後的袪酸洗水及濃氨水洗滌液會由硫化氫洗滌塔12的塔底流出，進入袪酸塔13進行處理，而可再進行循環利用。
參閱圖2與圖3，圖2為以習知條件進行操作並連續觀察59天之硫化氫洗滌塔12的壓差趨勢圖，習知該硫化氫洗滌塔12進行熱融洗滌以去除附著於該硫化氫洗滌塔12中的萘，主要是藉由觀察該硫化氫洗滌塔12的壓差作為依據，由圖2所示，當壓差超過上限值500mmH2
O時，便需進行硫化氫洗滌塔12的熱融洗滌。
然而，要進行熱融洗滌主要是因為萘的堆積，所以要延長操作週期主要是在於減少萘的堆積，由於萘容易在低溫的條件下析出，因此本發明該延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法主要是藉由控制該硫化氫洗滌塔12之溫度、該袪酸洗水及濃氨水洗滌液的溫度(見圖3)大於
該煉焦爐氣於該初冷塔11的出口溫度至少2.5℃，以減少萘因為該煉焦爐氣自初冷塔11進入該硫化氫洗滌塔12時，因為溫度降低而析出堆積於該硫化氫洗滌塔12，而能有效地延長使用週期；較佳地，該硫化氫洗滌塔12的溫度及該袪酸洗水與濃氨水洗滌液的溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔11的出口溫度2.5℃至6℃，利用該些溫度的控制以減少萘的析出，而可有效地延長該硫化氫洗滌塔12的操作週期，上述該些溫度不宜過高，否則將造成能源的浪費。
此外，由於影響該硫化氫洗滌塔12壓差的原因有很多，例如袪酸洗水的流量與溫度、濃氨水洗滌液的流量與溫度、煉焦爐氣的流量與溫度等，均會影響硫化氫洗滌塔12的壓差，而習知僅藉由觀察硫化氫洗滌塔12的壓差變化進行硫化氫洗滌塔的熱融洗滌，並無法達成該硫化氫洗滌塔12使用的最大效益。然而，由於壓差的增加量會隨著煉焦爐氣的流量大小而變化，因此，本發明該延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法還定義一壓差指標值Z，該壓差指標值Z為該硫化氫洗滌塔12的總壓力除以該煉焦爐氣進入該硫化氫洗滌塔12的流量，並定義一個預設管制上限Z*，由於該壓差指標值Z為同時考量該硫化氫洗滌塔12的壓力及煉焦爐氣的流量，因此，藉由該壓差指標值Z可更精確的觀測該硫化氫洗滌塔12內部的萘堆積情形，而進一步控制該Z值小於該壓差指標值之一預設管制上限Z*，則可有效地管控該硫化氫洗滌塔12的熱融洗滌週
期，較佳地，該壓差指標值之管制上限Z*為3。
參閱圖4，圖4為習知之操作條件與本發明該延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法的硫化氫洗滌塔壓差趨勢圖，可知於改善前、後，該硫化氫洗滌塔12的操作週期可由15天至23天延長至32天至40天，而有效地延長該硫化氫洗滌塔的操作週期達50%以上。
本發明利用控制該硫化氫洗滌塔12及袪酸洗水與濃氨水洗滌液的溫度，以及控制煉焦爐氣進入該硫化氫洗滌塔12的流量而進行Z值的監控，便可在不需額外增加成本的條件下，延長該硫化氫洗滌塔12的操作週期。
綜上所述，本發明該延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，利用該等操作條件的控制，即可有效地延長該硫化氫洗滌塔12的操作週期，不僅不需再額外增加投資的成本，由於不需頻繁的進行熱融洗滌，也可有效地減少人力及材料成本，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧硫化氫洗滌系統
11‧‧‧初冷塔
12‧‧‧硫化氫洗滌塔
13‧‧‧袪酸塔
14‧‧‧氨洗滌塔
Claims (4)
- 一種延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，包含：建立一硫化氫洗滌系統，該硫化氫洗滌系統包括一用以將煉焦爐氣冷卻的初冷塔、一與該初冷塔連通的硫化氫洗滌塔、一與該硫化氫洗滌塔連接並用以提供袪酸洗水的袪酸塔，及一與該硫化氫洗滌塔連接並用以提供濃氨水洗滌液的氨洗滌塔，該煉焦爐氣經該初冷塔冷卻後進入該硫化氫洗滌塔，並與該袪酸洗水與濃氨水洗滌液進行反應，以去除存在於該煉焦爐氣中的硫化氫，其中，控制該硫化氫洗滌塔之溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔的出口溫度2.5℃至6℃，且該袪酸洗水及濃氨水洗滌液之溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔的出口溫度。
- 如請求項1所述的延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，其中，該袪酸洗水及濃氨水洗滌液之溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔的出口溫度至少2.5℃。
- 如請求項2所述的延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，其中，該袪酸洗水及濃氨水洗滌液之溫度大於該煉焦爐氣於該初冷塔的出口溫度2.5℃至6℃。
- 如請求項1所述的延長煉焦爐氣硫化氫洗滌塔操作週期之方法，還定義一壓差指標值Z，該壓差指標值Z為該硫化氫洗滌塔的總壓力除以該煉焦爐氣進入該硫化氫洗滌塔的流量，且控制該Z值小於該壓差指標值之一預設管制上限3。
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|---|---|---|---|---|
| CN102517096A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-27 | 大连化工研究设计院 | Yst焦炉煤气脱硫脱氰及提盐的方法 |
| CN102642810A (zh) * | 2011-02-22 | 2012-08-22 | 上海寰球石油化学工程有限公司 | 一种焦炉气制备费托合成油原料气的组合工艺 |
| CN103343022A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-10-09 | 济南冶金化工设备有限公司 | 用于焦炉煤气的负压脱硫工艺及设备 |
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