半水煤氣濕法脫硫工藝改造

1 存在問題

2011年，山西陽煤豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司平陸分公司(以下簡稱平陸分公司)綜合氨產(chǎn)量75 kt/a。采用Φ2 600/Φ2 800 mm高壓錐形夾套固定層造氣爐制氣、PDS法脫硫，半水煤氣流量為30 000 m3/h(標(biāo)態(tài))，原料煤為陽泉粒度煤或陽泉塊煤，其中1 kg原料煤中硫含量約為2.0 g。由于入爐的原料煤中硫含量不穩(wěn)定，造成氣柜出口半水煤氣中H2S質(zhì)量濃度有時(shí)達(dá)到3 g/m3；脫硫工段脫硫效率低，變換出口氣中H2S質(zhì)量濃度有時(shí)高達(dá)600 mg/m3，使經(jīng)過變壓吸附脫碳后氣體仍含有少量H2S，進(jìn)入壓縮機(jī)三段進(jìn)口后，造成三段進(jìn)口腐蝕嚴(yán)重，需經(jīng)常停機(jī)清理三段進(jìn)口活門。經(jīng)分析，清理出來的臟物主要成分為FeS。

2 脫硫工藝

2.1 脫硫工段現(xiàn)狀

脫硫工段設(shè)計(jì)參數(shù)：液氣比≥20.0 L/m3，脫硫塔噴淋密度40～60 m3/(m2·h)；脫硫液再生時(shí)間理論計(jì)算值在15～20 min，但生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)一般為40～50 min。只要確保上述3個(gè)運(yùn)行參數(shù)，脫硫工段運(yùn)行比較正常。

目前，平陸分公司脫硫工段的液氣比為21.5 L/m3，脫硫塔噴淋密度為40.26 m3/(m2·h)，脫硫再生時(shí)間為18.5 min。因此，其液氣比、脫硫塔噴淋密度的理論值與實(shí)際值比較接近，但脫硫液再生時(shí)間偏短。

2.2 脫硫工藝改造

改造前脫硫工藝：從脫硫塔出來的堿液進(jìn)入脫硫富液槽，經(jīng)脫硫再生泵加壓后堿液進(jìn)入脫硫再生槽和變脫再生槽，再生后的堿液進(jìn)入貧液槽，再經(jīng)脫硫泵加壓后進(jìn)入脫硫塔；從脫硫再生槽和變脫再生槽出來的硫泡沫經(jīng)硫泡沫機(jī)后，殘液進(jìn)入貧液槽。

此次改造后，脫硫工藝殘液經(jīng)泵送至造氣循環(huán)水系統(tǒng)，

3 改造后效果

經(jīng)過改造后，入爐煤種不變，半水煤氣中的H2S和其他硫化物含量未發(fā)生變化，前、后各工段工況明顯好轉(zhuǎn)：①進(jìn)脫硫塔的半水煤氣中H2S質(zhì)量濃度從原來的2.5～3.1 kg/m3下降至1.5～2.1 kg/m3；②需清理壓縮機(jī)三段進(jìn)口活門臟物次數(shù)明顯減少(三段進(jìn)口氣體中H2S幾乎未檢測出)；③生產(chǎn)系統(tǒng)更加穩(wěn)定；④徹底消除了甲醇催化劑因H2S而發(fā)生慢性中毒現(xiàn)象。

4 結(jié)語

目前，造氣循環(huán)水的主要工藝參數(shù)為：氧氣在水中的溶解度為0.031，造氣循環(huán)水堿度為2.3～3.0 g/L，造氣循環(huán)水循環(huán)一次時(shí)間為1 h左右。綜上所述，半水煤氣中部分H2S在造氣洗氣塔中被造氣循環(huán)水脫除，造氣循環(huán)水中的S2-在長達(dá)1 h 的循環(huán)中被溶解在造氣循環(huán)水中的氧氣氧化成單質(zhì)硫，最后單質(zhì)硫沉淀在造氣循環(huán)水的沉淀池中。改造后，進(jìn)入脫硫塔半水煤氣中的H2S含量明顯降低，清理壓縮機(jī)三段進(jìn)口活門的臟物次數(shù)明顯減少，生產(chǎn)更趨穩(wěn)定，聯(lián)醇工段的催化劑使用壽命延長。