液硫罐頂廢氣處理技術(shù)

徐 曼，崔文鵬，劉亞龍，尹滌非，于紅麗，孟令華，付 崗

(1.中原油田分公司，河南濮陽(yáng) 457001;2.中原油田天然氣處理廠，河南濮陽(yáng) 457162)

液硫罐頂廢氣處理技術(shù)

徐 曼1，崔文鵬2，劉亞龍2，尹滌非2，于紅麗2，孟令華2，付 崗2

(1.中原油田分公司，河南濮陽(yáng) 457001;2.中原油田天然氣處理廠，河南濮陽(yáng) 457162)

采用堿液吸收法處理凈化液硫罐頂逸散廢氣，使廢氣中硫化氫平均濃度由2000 mg/m3降至10 mg/m3以下，排放速率＜0.33 kg/h，符合國(guó)家《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，消除了危害職工身體健康因素。

堿液吸收法;廢氣處理;液硫罐區(qū);硫化氫

0 引言

國(guó)內(nèi)某天然氣凈化廠有10臺(tái)罐頂配備4個(gè)DN150對(duì)空排氣口的5 000 m3液硫儲(chǔ)罐。液硫儲(chǔ)存溫度110～140℃，儲(chǔ)罐液硫進(jìn)料量175～250 t/ h，體積約為97～140 m3/h。日常生產(chǎn)時(shí)罐頂排氣口有含硫化氫和硫蒸氣的廢氣逸出，其中硫化氫濃度高達(dá)2 000mg/m3。多次造成控制室電腦卡件、攝像頭等設(shè)備腐蝕損壞，嚴(yán)重影響職工的身體健康。同時(shí)，該廠地處大巴山區(qū)，空氣濕度較大，逸散的罐頂廢氣對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備外表面造成腐蝕。

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況，結(jié)合國(guó)內(nèi)含硫廢氣處理工藝技術(shù)方法，選取堿液吸收技術(shù)路線。該技術(shù)將逸散廢氣中的硫化氫與堿液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫除硫化氫，具有吸收效率高，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。經(jīng)改造后，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到硫化氫濃度為0.5 mg/m3，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1 堿液吸收法工藝原理

液硫儲(chǔ)罐頂逸散廢氣主要組分為硫化氫、硫蒸氣和氮?dú)狻Ｆ渲辛蚧瘹涞呐欧艥舛? 000mg/m3，硫蒸氣的濃度以其飽和蒸氣壓計(jì)算，逸散廢氣的組成如表1所示。硫蒸氣具有凝華性質(zhì)，可采用水洗塔方式進(jìn)行脫除，硫化氫與堿液化學(xué)反應(yīng)直接吸收脫除。反應(yīng)式如下:

表1 液硫罐頂排放廢氣污染物組成 mg/m3

2 堿液吸收法工藝流程

2.1 廢氣引出流程

液硫儲(chǔ)罐均為常壓罐，罐頂設(shè)有4個(gè)DN150通大氣的排放口。采用液環(huán)真空泵將廢氣引出，因此選擇其中一個(gè)作為廢氣的引出口，一個(gè)作為補(bǔ)氮口(以防罐內(nèi)癟罐)，其它2個(gè)排氣管用盲板封死，確保罐內(nèi)操作壓力1.2 kPa。廢氣為150℃，采用0.4 MPa、180℃的蒸汽夾套伴熱，以防廢氣中的硫蒸氣堵塞管道。

在廢氣引出匯管上設(shè)液流收集罐，以收集廢氣抽出夾帶的液硫，避免液硫在后續(xù)工藝中堵塞管道。同時(shí)為了避免大罐體內(nèi)超壓，設(shè)硫封罐2座(1用1備)，當(dāng)液硫儲(chǔ)罐超壓后破封使廢氣逸出，起到保護(hù)液硫儲(chǔ)罐的作用，硫封壓力設(shè)為1.3 kPa，見(jiàn)圖1。

圖1 堿液吸收方案廢氣收集工藝流程圖

2.2 硫蒸氣處理流程

硫蒸氣處理采用水洗冷卻法。引出的廢氣經(jīng)水洗塔中部斜插45°進(jìn)入，塔頂設(shè)三段噴淋，噴淋液主要為水。廢氣在塔內(nèi)與35℃的水接觸后迅速形成絮狀的硫晶體后懸浮在塔下部的溶液中，處理完的廢氣溫度控制在40℃左右從塔的頂部逸出，塔內(nèi)操作壓力控制在0.5 kPa。

水洗塔底部含有硫粉的酸性溶液經(jīng)硫粉過(guò)濾器進(jìn)行捕集溶液中的硫粉。捕集完硫粉的酸性水溶液通過(guò)泵循環(huán)至水冷塔頂部作為噴淋液，實(shí)現(xiàn)噴淋液的循環(huán)利用。同時(shí)根據(jù)需要，間歇向噴淋液加注定量的堿液以中和水中溶解的微量H2S，生成的堿渣與硫粉一同排出。

捕集的硫粉大部分沉積在濾芯的表面，一定時(shí)間后需對(duì)過(guò)濾器中的硫粉進(jìn)行收集。收集過(guò)程中切換至備用的過(guò)濾器，以保證裝置的不停產(chǎn)。同時(shí)采用離心泵將過(guò)濾器中的酸性水溶液打入水洗塔，關(guān)閉所有閥門(mén)，采用備用的液環(huán)真空泵進(jìn)行抽真空，抽干水分。后打開(kāi)放空閥，用壓縮空氣吹洗濾芯，將硫粉從濾芯表面吹落下來(lái)，后打開(kāi)底部的快開(kāi)盲板采用人工收集硫粉。

此外，為了避免水溫的升高，造成后續(xù)堿液吸收中水的蒸發(fā)，在塔的下部設(shè)冷卻盤(pán)管，控制塔內(nèi)溫度在40℃左右。同時(shí)對(duì)塔的下部設(shè)液位控制，與進(jìn)入塔內(nèi)的新鮮水聯(lián)鎖，確保冷卻盤(pán)管浸沒(méi)在液體中。

2.3 硫化氫吸收流程

經(jīng)處理硫蒸氣后的廢氣主要含硫化氫，在脫硫反應(yīng)器中采用過(guò)量的10%堿液吸收。廢氣經(jīng)脫硫反應(yīng)器底部引入，反應(yīng)后由液環(huán)真空泵經(jīng)反應(yīng)器頂部抽出，引至放散管排放。10%的堿液由槽車(chē)經(jīng)脫硫劑泵打入堿液儲(chǔ)罐內(nèi)。在反應(yīng)器中生成的堿渣(主要含Na2S)經(jīng)泵送至堿渣儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，一定時(shí)間采用氮?dú)鈮核椭敛圮?chē)?yán)\(yùn)集中處理。硫蒸汽處理和硫化氫吸收部分流程如圖2所示。

圖2 硫蒸汽處理和硫化氫吸收部分流程

3 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況及結(jié)論

現(xiàn)場(chǎng)改造后，裝置運(yùn)行良好，放散氣中硫化氫平均濃度＜10 mg/m3，排放速率＜0.33 kg/h，符合國(guó)家《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，具體監(jiān)測(cè)數(shù)值見(jiàn)圖3。

圖3 放散氣中硫化氫濃度

液硫罐頂逸散廢氣采用堿液吸收法處理凈化，消除了影響職工的身體健康因素，減少了污染氣體排放，降低了設(shè)備腐蝕。

［1］ 郭兵兵，劉 璐，劉忠生，等.煉油企業(yè)儲(chǔ)罐排放氣綜合治理及回收技術(shù)［J］.安全、健康和環(huán)境，2012，25 (8):31-33.

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X701

B

1003-3467(2014)12-0053-02

2014-10-17

徐 曼(1977-)，女，工程師，從事煉油化工技術(shù)管理，電話:(0393)4817785。