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脱硫液掺配入炉煤对焦炭质量影响以及新的解决方案
分类：
科研动态
发布时间：
2025-10-21 09:16
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脱硫液（通常指焦化厂脱硫工段产生的废液）掺入炼焦炉煤中对焦炭质量的影响是显著且多为负面的。总的来说，少量、可控的掺入在一定技术条件下是可行的，但大量或处理不当的掺入会对焦炭质量产生严重的负面影响。下面我们从几个方面详细分析其影响：
一、负面影响（主要方面）
1、降低焦炭机械强度
原因：脱硫液中含有大量水分（通常>80%）、铵盐（如硫氰酸铵、硫代硫酸铵）、硫化物以及微量氰化物等。这些杂质在炼焦过程中会分解、气化，打乱煤的胶质体形成过程，破坏煤颗粒之间的熔融结合。
表现：焦炭的抗碎强度（M40或M25）会下降，耐磨强度（M10）会升高（即更易磨损）。焦炭变得疏松多孔，易碎，在高炉中更容易产生粉末，恶化高炉透气性。
2、提高焦炭反应性（CRI）并降低反应后强度（CSR）
这是最核心、最严重的负面影响之一。
原因：脱硫液中的碱金属（钾、钠）含量虽然绝对值不高，但其对焦炭与CO₂的反应具有极强的催化作用。这些碱金属原子会嵌入焦炭的碳骨架中，显著降低焦炭气化反应的活化能，使焦炭在高炉中更容易与CO₂反应而被消耗（溶损反应）。
表现：焦炭反应性（CRI）指标显著升高，意味着焦炭更“不耐用”。同时，由于焦炭被过度溶损，其结构变得脆弱，反应后强度（CSR）会急剧下降。CRI升高和CSR降低是衡量焦炭热性能劣化的关键指标，直接关系到高炉的燃料比和顺行。
3、增加焦炭硫分
原因：脱硫液的本质是富集了煤气中H₂S的产物，虽然名为“脱硫液”，但其本身含有各种形态的硫（如SCN⁻, S₂O₃²⁻, S²⁻等）。在炼焦高温下，这些含硫物质最终会转化为硫分保留在焦炭中。
表现：导致焦炭的硫含量超标。高硫焦炭进入高炉后，会增加生铁中的硫含量。为了脱硫，就必须提高炉渣碱度和能耗，不仅增加成本，还影响铁水质量和炉况顺行。
4、影响炼焦炉寿命和操作
原因：脱硫液中的氯离子（Cl⁻）和氰根离子（CN⁻）在高温下会对炉墙耐火砖产生腐蚀作用，长期掺入会缩短焦炉寿命。
此外，大量水分（每增加1%水分，炼焦耗热约增加50-60 kJ/kg）会显著增加炼焦能耗，延长结焦时间，降低生产效率。含氮有机物分解产生的NH₃、HCN等气体会增加后续化产回收系统的负荷。
二、可能的“中性”或“有限正面”影响
微弱的增硫作用：在配煤硫分普遍偏低时，掺入脱硫液可以略微提高焦炭硫分，使其达到标准要求，但这通常不是主要目的，且风险很高。废物资源化利用：从环保角度看，将废液掺入煤中焚烧处理，避免了将其作为危险废物进行深度处理的高昂成本，实现了“以废治废”。但这是从经济和管理角度出发，而非从提升焦炭质量角度。
三、行业实践与对策
鉴于上述严重的负面影响，尤其是对CRI和CSR的破坏，现代大型焦化厂普遍不鼓励甚至禁止将脱硫液直接掺入炼焦煤中。更科学和环保的处理方式包括：
针对此类脱硫废液处理的问题，武汉国力通提供了另外一种与众不同的处理思路：秉承源头治理的理念，对现有HPF脱硫装置采用GLT脱硫低碳零废液技术，实施一体化技术改造。
改造后，从根本上消除脱硫废液，彻底解决脱硫废液配煤的问题，大大提高了焦炭的质量。同时系统实现硫磺综合收率达98%以上，也解决脱硫系统物质累积导致的运行稳定问题。改造过程无需停车或减产，不影响生产！
目前，此技术在国内多家焦化厂投入使用，是一个集投资少、运营省、流程短、高效、智能化等优势的低碳环保新方案。
另外，针对配套制酸的企业，采用GLT络合铁低碳零废液技术后，优化现有废液废渣制酸工艺。实现全硫直接制酸，使制酸原料有原来的硫磺+废液废渣，改进为单纯的硫磺制酸，既能减少75%以上的制酸成本，又能消除因废盐、废渣、金属离子等引起的焚烧炉堵塞问题，促进制酸装置低成本、更稳定的运行。
脱硫液掺入炉煤对焦炭质量弊大于利。其主要负面影响是显著降低焦炭的机械强度和热强度（导致CRI升高、CSR降低），并可能提高焦炭硫分。这些影响会严重损害高炉冶炼的经济技术指标。
因此，从提升焦炭质量和保证高炉顺行的角度出发，应尽量避免直接掺入。优先考虑选择一种有效的处理方式，从根本上解决脱硫过程中的废液问题。
来源：网络
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