硫回收裝置酸性氣燃燒系統(tǒng)及尾氣焚燒系統(tǒng)設(shè)備采購技術(shù)要點

趙月剛

(陜西未來能源化工有限公司技術(shù)一部，陜西 榆林　719000)

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硫回收裝置酸性氣燃燒系統(tǒng)及尾氣焚燒系統(tǒng)設(shè)備采購技術(shù)要點

趙月剛

(陜西未來能源化工有限公司技術(shù)一部，陜西 榆林719000)

摘要：介紹了硫回收工藝中酸性氣燃燒系統(tǒng)、尾氣焚燒系統(tǒng)在采購過程中應(yīng)注意的幾個技術(shù)要點，結(jié)合實踐經(jīng)驗提出了兩系統(tǒng)設(shè)計制造中的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：荷蘭荷豐低溫SCOT工藝；酸性氣燃燒系統(tǒng)；尾氣焚燒系統(tǒng)；燒嘴；設(shè)計；材料；制造

1前言

陜西未來能源化工有限公司兗礦榆林100萬t/a煤間接液化示范項目硫回收裝置采用荷蘭荷豐低溫SCOT工藝，本工程硫磺產(chǎn)量118t/d，生產(chǎn)規(guī)模為4萬t/a硫磺。其中酸性氣燃燒系統(tǒng)兩系列、尾氣焚燒系統(tǒng)單系列，均為硫回收裝置關(guān)鍵設(shè)備，按成套定型設(shè)備供貨，兩系統(tǒng)工藝工況如下：

酸性氣燃燒系統(tǒng)工況：酸性氣預(yù)熱至240℃后進(jìn)入主燃燒器，與純氧在主燃燒器及酸性氣燃燒爐內(nèi)欠氧燃燒，使酸性氣中的碳?xì)浠衔锿耆紵?，大約1/3硫化物被氧化為SO2，同時二氧化硫與未反應(yīng)的硫化氫反應(yīng)生成硫磺。

尾氣焚燒系統(tǒng)工況：焚燒后的酸性氣經(jīng)廢熱鍋爐回收余熱降溫至294℃后進(jìn)入后續(xù)流程，同時副產(chǎn)4.1MPa飽和蒸汽。吸收塔的凈化尾氣或者來自三級硫冷凝器的克勞斯尾氣以及來自液硫池抽出氣，為保證H2S燃燒徹底，采用燃料氣+空氣燃燒。燃燒后的尾氣經(jīng)焚燒爐蒸汽過熱器以及廢熱鍋爐回收余熱后去煙囪高點放空。

2采購設(shè)備技術(shù)參數(shù)

2.1　酸性氣燃燒系統(tǒng)

表1

2.2　尾氣焚燒系統(tǒng)

表2

3采購技術(shù)要點

3.1　制造廠家的選定

3.1.1制造廠家必須是有經(jīng)驗的設(shè)計制造單位，應(yīng)具有對整個焚燒系統(tǒng)進(jìn)行工藝可行性分析的能力，以保證整個裝置的良好運行，負(fù)責(zé)酸性氣燃燒系統(tǒng)、尾氣焚燒系統(tǒng)成套設(shè)備的設(shè)計、制造，必須具備Ⅱ類(D2級)壓力容器的設(shè)計、制造許可證。

3.1.2制造廠家必須獨立完成焚燒爐燒嘴的設(shè)計、供貨，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃燒器(燒嘴)設(shè)計計算軟件，并經(jīng)過實踐證明是可行的，必須具有焚燒系統(tǒng)燒嘴、燃燒爐、廢熱鍋爐成套供貨業(yè)績。

3.1.3制造廠家配套耐火材料廠家應(yīng)具有耐火材料生產(chǎn)、爐窯工程施工的資質(zhì)及質(zhì)量管理體系，并通過ISO9000認(rèn)證。

3.2　設(shè)計技術(shù)要點

3.2.1設(shè)計時應(yīng)充分考慮介質(zhì)的特性以及腐蝕性、使用壽命等，材料選擇應(yīng)具備耐高溫、耐腐蝕性能。

3.2.2所有儀表、電氣設(shè)備的防護(hù)級別考慮H2S的腐蝕性環(huán)境要求，同時滿足dⅡCT4的防爆要求。

3.2.3酸性氣燃燒系統(tǒng)、尾氣焚燒系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍50%～110%；應(yīng)能保證穩(wěn)定燃燒。

3.2.4尾氣焚燒爐燒嘴

3.2.4.1尾氣焚燒爐燒嘴配置點火系統(tǒng)(點火槍為自動伸縮式)及雙路火焰檢測器系統(tǒng)。

3.2.4.2應(yīng)有同類型燒嘴的測試平臺，所設(shè)計的燒嘴是經(jīng)測試及工程實踐證明能夠滿足要求的。

3.2.5耐火磚、隔熱磚、澆注料、耐火襯里

3.2.5.1尾氣焚燒爐燒嘴、酸性氣燃燒爐、尾氣焚燒爐高溫區(qū)耐火磚及酸性氣廢熱鍋爐、尾氣廢熱鍋爐耐火襯里澆注料應(yīng)采用Al2O3≥98%，F(xiàn)e2O3≤0.3%的耐火材料，密度為3.2g/m3；

3.2.5.2尾氣焚燒爐燒嘴、酸性氣燃燒爐、尾氣焚燒爐、蒸汽過熱器澆注料采用Al2O3含量45%～55%，密度為1g/m3，尾氣焚燒爐燒嘴內(nèi)采用楔形磚。

3.2.5.3所有設(shè)備耐火襯里錨固釘為0Cr25Ni20。

3.2.6酸性氣廢熱鍋、尾氣廢熱鍋爐

3.2.6.1制造廠家應(yīng)提供廢熱鍋爐管板溫度場分析報告和應(yīng)力分析報告。

3.2.6.2酸性氣廢熱鍋、尾氣廢熱鍋爐管板應(yīng)采用撓性薄管板結(jié)構(gòu)，并在工程應(yīng)用上有10a以上的成功應(yīng)用業(yè)績；

3.2.6.3要求殼程腐蝕余量1.5mm，管程腐蝕余量3mm；前管板與換熱管管頭必須采取可靠的保護(hù)結(jié)構(gòu)，換熱管采用正方形布置，管頭保護(hù)套管必須采用導(dǎo)熱系數(shù)低的非金屬材料制作，采用棕剛玉保護(hù)套管，要求長度在150～200mm，與換熱管配合間隙要控制合理尺寸。

3.2.6.5管板與殼體支撐桿，要求合理設(shè)計管板厚度，管板處焊接要求制定合理焊接工藝，無損檢測，確保焊接接頭質(zhì)量，確保使用壽命。

3.2.6.6酸性氣廢熱鍋要求后部加液硫捕集器裝置，有利于將工藝氣中的硫捕集，確保后續(xù)設(shè)備的連續(xù)運行。

3.2.7蒸汽過熱器管程材質(zhì)為S32168不銹鋼管，要求內(nèi)部換熱器組結(jié)構(gòu)設(shè)計成焊接式。

3.3　材料、制造技術(shù)要點

3.3.1焚燒爐燒嘴

3.3.1.1燒嘴室外水平安裝在尾氣焚燒爐上，燃燒器外殼通過法蘭與尾氣焚燒爐燃燒室法蘭進(jìn)行連接，密封采用不銹鋼石墨纏繞墊。

3.3.1.2應(yīng)采用合理的制造工藝，合理可靠的系統(tǒng)設(shè)置，保證燒嘴的正常工作。在低負(fù)荷運行情況下，完全沒有回火的危險。

3.3.1.3燒嘴部件所選用的材料：殼體Q345R，燒嘴：Cr25Ni20，高溫區(qū)選用不銹鋼材料，空氣側(cè)和工藝氣側(cè)碳鋼的腐蝕余量是3mm。

3.3.1.4燒嘴各加工部件制造保證各項尺寸偏差，組裝后保證燒嘴內(nèi)、外噴管的同心度公差要求等。燒嘴外部要進(jìn)行噴砂處理SA2.5級，外部涂以兩層耐高溫漆。

3.3.2容器類設(shè)備

3.3.2.1酸性氣焚燒爐、尾氣焚燒爐的殼體材料采用Q245R，酸性氣廢熱鍋爐、尾氣廢熱鍋爐的材料采用Q345R，蒸汽過熱器殼體材料采取Q245R，板材廠家：舞陽鋼鐵有限責(zé)任有限公司、武漢鋼鐵集團(tuán)公司。

3.3.2.2換熱管

蒸汽過熱器換熱管為S32168，采用寶鋼集團(tuán)上海五鋼有限公司、浙江久立特材科技股份有限公司的產(chǎn)品。

酸性氣廢熱鍋爐、尾氣廢熱鍋爐換熱管為20，采用常州盛諾管業(yè)有限公司、常州瑞源鋼管有限公司、天津市港鑫無縫鋼管有限公司的產(chǎn)品。

3.3.2.3鍛件

鍛件應(yīng)符合NB/T47008-2010、NB/T47010-2010中規(guī)定的Ⅲ級或Ⅲ級以上要求。生產(chǎn)廠家為：上海同舟特殊鋼有限公司、無錫宏達(dá)重型鍛壓有限公司、無錫遠(yuǎn)大重型鍛造有限公司、嘉興市乍浦杭灣重型機械廠。

3.3.2.4酸性氣燃燒爐、尾氣燃燒爐應(yīng)設(shè)置一個滑動支座，一個固定支座，以保證設(shè)備運行的熱脹冷縮。

3.3.3要求耐火襯里、耐火磚材料砌筑的設(shè)備，在出廠前完成熱烘爐烘干，烘爐溫度到500℃，滿足榆林冬季低溫存放的要求。

4結(jié)語

酸性氣燃燒系統(tǒng)、尾氣焚燒系統(tǒng)是硫回收工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)備選型首先要考慮的是先進(jìn)性、成熟性、安全可靠性問題，需進(jìn)行深入細(xì)致地技術(shù)交流和調(diào)研。國內(nèi)具備成套供貨業(yè)績的廠家主要有北京航天石化技術(shù)裝備工程公司、洛陽瑞昌石油化工設(shè)備有限公司，只有選擇優(yōu)秀的供應(yīng)商及最優(yōu)化的設(shè)計、制造工藝，才能保證設(shè)備的連續(xù)運行，保證企業(yè)利益的最大化和化工裝置的長周期運行。

《化工設(shè)計通訊》征訂啟事

《化工設(shè)計通訊》雜志系經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)國內(nèi)外公開發(fā)行的全國性化工科技期刊，創(chuàng)刊于1975年，由湖南化工醫(yī)藥設(shè)計院主辦，主管單位為湖南省石油化學(xué)行業(yè)管理辦公室。是全國化工系統(tǒng)優(yōu)秀期刊和省一級期刊。被CA《化學(xué)文摘》(美)、中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CNKI中國知網(wǎng)、清華同方學(xué)術(shù)期刊光盤版)、《萬方數(shù)據(jù)-中國數(shù)字化期刊群》、維普《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》、《中國化學(xué)化工文摘》、臺灣華藝數(shù)位數(shù)據(jù)庫等收錄。發(fā)行范圍遍及全國各省市化工主管部門、設(shè)計院、科研院(所)、化工企業(yè)、大中小化肥廠、大專院校、圖書館及信息部門。世界上一些著名的大學(xué)也訂閱了本刊,全世界排名前十的大學(xué)如哈弗大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、加州理工學(xué)院等；中國大學(xué)如香港大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)等；還有一些世界知名的機構(gòu)，如美國能源部、美國國防部、美國國會圖書館、法國國防部、日本國會圖書館、澳大利亞能源部等；還有一些世界著名的化工跨國公司如美國杜邦、德國巴斯夫、拜耳、中國石油、中國化工等。主要報道化工產(chǎn)品的設(shè)計、研究、生產(chǎn)、建設(shè)、技改、教學(xué)等方面的新工藝、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料。

稿源來自全國化工行業(yè)各條戰(zhàn)線，刊登文章突出先進(jìn)性、針對性、實用性、科學(xué)性、創(chuàng)造性和效益性，旨在幫助讀者解決化工設(shè)計、研究、生產(chǎn)、建設(shè)、教學(xué)中遇到的實際問題。

主要特色：以化工、化學(xué)、化肥和無機化工為主。刊登化工工藝、化工設(shè)備、環(huán)保治理、新能源、給排水、儀表、自控、電氣、熱工、采暖通風(fēng)、工業(yè)建筑等方面的文章。

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Equipment Procurement of Acid Gas Combustion System andExhaust Gas Incineration System in Sulfur Recovery Plant

ZHAOYue-gang

(Shanxi Future Energy Chemical Co.，Ltd.，Shaanxi 719000)

Abstract：This article introduces several technical points of equipment procurement of acid gas combustion system and exhaust gas incineration system in the sulfur recovery plant.

Key words：hofungt SCOT process；acid gas combustion systems；exhaust gas incineration systems；burner；design；materials；manufacturing

中圖分類號：TQ111.14

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1003-6490(2015)01-0038-03

作者簡介：趙月剛(1972-)，男，漢族，陜西榆林人，山東理工大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事化工生產(chǎn)技術(shù)工作。

收稿日期：2014-06-03