5月底的曹妃甸企业园区，气温渐升，日光灼灼。河北唐银钢铁有限公司高炉煤气精脱硫项目现场，装置鳞次栉比，设备稳定运行，为这片向海而建的园区奉献一片海碧天蓝。
就在一个月前的4月20日，这个被业内一度视作“国内最严标准”的高炉煤气精脱硫示范项目，在其稳定运行满100天后圆满交付。这是目前国内单套处理高炉煤气量最大的精脱硫项目，为两座炉容为1500立方米的高炉合计处理煤气80万立方米/小时。
搬迁项目植入脱硫目标
2018年8月，唐银钢铁公司开始着手进行退城搬迁工作。其时，生态环境部《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》刚发布3个月。《意见稿》要求，新建(含搬迁)钢铁项目要全部达到超低排放水平。项目明确，新厂建设的高炉煤气净化工艺方案将紧扣超低排放标准。因此，建设源头治理的精脱硫设备是大势所趋。
高炉煤气前端精脱硫相当于高正压工况的烟气脱硫，压力为几十至几百千帕正压。高正压工况的烟气脱硫工艺技术难度极大，国外没有成功先例。而在国内，衡阳华菱钢管有限公司(衡钢)建设的高炉煤气提纯一氧化碳项目，在预处理环节对高炉煤气进行了精脱硫，将煤气中的总硫脱除至0.1ppm以下。这套设备已在衡钢稳定运行超过十年，是当时全球唯一投入工业化应用的高炉煤气精脱硫设备。
“高炉煤气精脱硫在世界范围内原来是中国首创!”唐银钢铁技术人员在比选和考察国内高炉煤气精脱硫技术时，惊奇地了解到这一点，并对高炉煤气前端脱硫实现超低排放建立了信心，与该项目承担方北京北大先锋科技有限公司建立了合作意向。最终，该项目由北大先锋与西安航天源动力工程有限公司合作共同建造，西安航天公司负责总包工程、仪控设计安装、装置维护，北大先锋负责核心技术、设备、试剂、工艺包。
独具匠心解决工艺难题
据北大先锋项目负责人介绍，唐银钢铁高炉煤气经除尘、高炉煤气余压透平(TRT)发电后，输送至精脱硫系统，达到超低排放标准的高炉煤气再送至燃气锅炉、热风炉、石灰窑、加热炉等末端用气点使用。“企业末端用气点越多，越适合选择前端精脱硫工艺，因其节省末端二次脱硫投资，效益更加显著。”该负责人告诉记者，采取源头处理的最大优点是煤气集中处理，管理方便，下游用户使用时不需要再进行处理，尤其是扎线加热炉与热处理炉数量较多的企业，环保政策鼓励实施精脱硫，同时可保留部分工艺可行的末端治理设施作为备用。
据介绍，该项目设计8条支路，将煤气压损降至8千帕以下，实际运行中，设备系统压差为4~5千帕，只有设计限值的50%左右。降低煤气进口压差是保证后续脱硫工艺高效运行的关键，也是精脱硫工艺中的技术关键点。
高炉煤气精脱硫装置采用“水解转化+催化吸附”全干法工艺对高炉煤气中的气态硫污染物(硫化碳、硫化氢等)实施源头集中脱除，保证下游高炉煤气燃烧工段二氧化硫达标排放。高炉煤气先进入预处理系统，随后经过换热器进入水解塔。水解塔内装填水解剂，将高炉煤气中的有机硫转化为无机疏;水解后煤气通过换执器降温后进入装有脱硫剂的径向脱硫塔，将煤气中的无机硫转化为固态的硫单质，最终实现高炉煤气精脱硫。
运行数据表明，高炉煤气全干法前端精脱硫工艺流程简单、水解转化率及脱硫效率高、工况适应性强、运行可靠性高、安全性好、节省占地，有望推动企业创造发展新空间，提升核心竞争力，实现深度减排、绿色转型和高质量发展。
助力企业提升环保绩效
我国不同高炉所产煤气含硫量(包含有机硫、无机硫)差异较大，折算平均总硫浓度在30~220毫克/立方米。唐银钢铁高炉原煤气进口总硫浓度约200毫克/立方米，平均硫浓度接近最高值。
然而，项目投产后的运行数据显示，出口硫浓度仅0~8毫克/立方米。这一指标是目前中国已知的效果最好的钢厂精脱硫设备运行数据，排放烟气中硫含量不仅远优于国家特别排放限值，更达到了河北制定的超低排放地方标准。
此外，记者注意到，该项目中，精脱硫装置的每个关键出入口均安装有连续在线监测仪表，将煤气的硫含量(包含硫化碳、硫化氢)、氧含量、尘含量、温度等关键数据实时上传至中控室，从而使企业能够全面准确地收集数据，掌握高炉煤气脱硫效率。
“作为行业减污降碳的环保标杆，唐银钢铁精脱硫项目具有良好的引领示范作用。”该项目负责人说，其超预期稳定运行，将助力唐银钢铁向环保绩效A级企业迈进一大步。据悉，在国家环保政策的引领下，全国各地已启动钢铁企业环保绩效全面创A实施方案，用高水平环保绩效管理推动钢铁企业转型升级、绿色发展。A级企业在重污染天气期间可以自主采取应急减排措施，不停、不限，带动企业通过环保改造，实现稳定生产、降低成本、提升效益。
本文刊登于《中国化工报·智能制造》周刊，热线010-82037404
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