半水煤氣脫硫系統(tǒng)技改小結(jié)

念吉紅

(云南云天化股份有限公司云峰分公司云南宣威655413)

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半水煤氣脫硫系統(tǒng)技改小結(jié)

念吉紅

(云南云天化股份有限公司云峰分公司云南宣威655413)

云南云天化股份有限公司云峰分公司合成氨裝置始建于1966年，1971年12月建成投產(chǎn)。1987年，合成氨裝置年生產(chǎn)能力由45 kt增加至60 kt，增加1套2#變換系統(tǒng)。1992年，合成氨裝置年生產(chǎn)能力增至100 kt。2004年8月，半水煤氣脫硫系統(tǒng)由ADA脫硫改為栲膠脫硫；2005年5月，泡沫除塵器改為二次洗滌塔；2005年11月，氣柜出口增加電捕焦油器，半水煤氣脫硫系統(tǒng)由高塔再生改為噴射氧化再生。

1工藝流程

一次風(fēng)機(jī)送來壓力為12～20 kPa的半水煤氣，由脫硫塔底部自下而上與貧液泵送來的栲膠溶液逆流接觸，吸收H2S，脫除H2S后的半水煤氣由脫硫塔頂部經(jīng)總管到復(fù)檔式除沫器；二次加壓風(fēng)機(jī)將總管壓力升至15～25 kPa，然后送至壓縮機(jī)一段入口。

吸收H2S的栲膠溶液經(jīng)脫硫塔底部至液封槽，然后去富液槽，再由富液泵加壓至0.5～0.7 MPa，經(jīng)溶液加熱器升溫至35～45 ℃，再送至噴射氧化再生槽的32組噴射器，通過噴射器吸入空氣，使酚類物質(zhì)經(jīng)空氣氧化成較高電位的醌態(tài)物質(zhì)，醌態(tài)物質(zhì)將低價(jià)釩氧化為高價(jià)釩，進(jìn)而將吸收在溶液中的硫氫根氧化，析出單質(zhì)硫。析出的硫泡沫懸浮在噴射氧化再生槽的擴(kuò)大部分，由溢流管送至泡沫罐；再生后的溶液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器至脫硫貧液槽，通過脫硫貧液泵送至脫硫塔，以脫除半水煤氣中的H2S。

2存在的問題

2008年11月，溶液組分失控，難以調(diào)節(jié)，化工原料損失，管道、設(shè)備受腐蝕后發(fā)生泄漏，進(jìn)而污染環(huán)境。具體問題如下：系統(tǒng)進(jìn)口氣中H2S質(zhì)量濃度在650～750 mg/m3時(shí)，出口氣中H2S含量超標(biāo)(指標(biāo)為H2S質(zhì)量濃度≤150 mg/m3)，最高時(shí)達(dá)到439.75 mg/m3。溶液組分中硫酸根含量急劇上升，進(jìn)而腐蝕設(shè)備、管道，使其發(fā)生泄漏，導(dǎo)致溶液污染環(huán)境，系統(tǒng)被迫停車檢修。

根據(jù)目前脫硫系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況，由于脫硫塔實(shí)際有效填料高度較低(3.9 m)，故脫硫效果較差，系統(tǒng)出口氣中H2S含量超標(biāo)嚴(yán)重，影響系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行；加之脫硫副反應(yīng)增加，生成大量副鹽，造成部分設(shè)備、管道及閥門腐蝕嚴(yán)重，存在安全隱患，隨時(shí)可能發(fā)生泄漏，嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全。特別是在準(zhǔn)備試燒塊煤后，系統(tǒng)進(jìn)口氣中H2S含量大幅上升，嚴(yán)重影響系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行。為此，云峰分公司成立了半水煤氣脫硫系統(tǒng)技改小組，對(duì)脫硫系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行整改。

3技改措施

3.1增加脫硫溶液沉降池

2009年8月，新增1臺(tái)脫硫溶液沉降池(規(guī)格為3 m×5 m×2 m)。溶液排放進(jìn)入脫硫溶液沉降池，副鹽結(jié)晶后沉降于池底，上部清液回收后清除結(jié)晶物，溶液部分置換進(jìn)入噴射氧化再生槽管道，引出支流至沉降槽沉降副鹽。沉降后分離出來的清液由硫泡沫罐底部排出進(jìn)入脫硫溶液地下槽，經(jīng)液下泵抽回系統(tǒng)內(nèi)使用。

3.2設(shè)備技改

原先溶液中副鹽的取走采用置換部分溶液和溶液沉降過濾的方法，后進(jìn)行了改造：①1#脫硫塔取消原填料層中間的支架，由原17層改為中部填料層間裝1層，取消16層支架，有效填料層高度為5.89 m，填料總高6.04 m；②原液體分布器安裝的空間用于裝填料，現(xiàn)將其由原位置提高7 m；③脫硫塔下段一、二層蓖子板保留，在蓖子板上用架子管搭成架子，在上面裝少量竹條板，使上段下來的溶液落至竹條板上噴濺分散開來， 比較均勻地分布在下段空間。

脫硫溶液副反應(yīng)物較多，腐蝕嚴(yán)重。原流程中溶液管道、碳鋼閥門及閥心腐蝕，特別是彎頭處腐蝕嚴(yán)重，隨時(shí)有泄漏的可能，既影響生產(chǎn)，又會(huì)造成水體污染。為此，將溶液管道和彎頭部分更換為不銹鋼材質(zhì)，噴射氧化再生槽溶液環(huán)形管用碳鋼法蘭連接，采用內(nèi)外防腐。

3.3工藝操作

操作人員加強(qiáng)巡檢，掌握工藝運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，并認(rèn)真總結(jié)、分析、優(yōu)化工藝系統(tǒng)及操作條件，確保系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

4效果分析

(1)進(jìn)行一系列的組分調(diào)整后，脫硫系統(tǒng)溶液組分逐步正常，總堿度由0.78 mol/L上升至1.97 mol/L。每周對(duì)脫硫溶液中硫酸根含量進(jìn)行分析監(jiān)控，脫硫溶液中硫酸根質(zhì)量濃度逐步由1.12 g/L下降至0.27 g/L，對(duì)管道、設(shè)備的腐蝕威脅消除；懸浮硫質(zhì)量濃度由2.23 g/L下降至1.17 g/L，硫泡沫能及時(shí)分離、回收。脫硫塔在進(jìn)行填料的改造、更新后，脫硫塔阻力未增加，能滿足生產(chǎn)要求。

(2)避免全部置換系統(tǒng)溶液，按Na2CO31 500元/t、栲膠12 500元/t、V2O594 100元/t、RTS脫硫劑400元/kg計(jì)，僅此項(xiàng)措施可節(jié)約費(fèi)用14.5萬元左右。

(3)管道、設(shè)備腐蝕得到緩解，不再發(fā)生泄漏，避免了系統(tǒng)停車，減少了檢修頻次，節(jié)約檢修費(fèi)用，并節(jié)省了勞動(dòng)力，保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行，減輕了環(huán)保壓力。

5結(jié)語(yǔ)

對(duì)洗滌塔水質(zhì)進(jìn)行分析，定期對(duì)水體中的氰化物含量進(jìn)行分析，確保半水煤氣中的氰化物含量不超標(biāo)；及時(shí)取硫，確保取出的硫泡沫能及時(shí)分離、回收。對(duì)現(xiàn)有的脫硫狀況嚴(yán)加監(jiān)控，合理調(diào)整溶液組分；每月組織員工進(jìn)行崗位工藝操作技能培訓(xùn)，提高員工操作水平，并用月度崗位練兵作業(yè)和每半年的崗位練兵考試來檢驗(yàn)培訓(xùn)和操作的成果。上述措施實(shí)施后，管道、設(shè)備的腐蝕速率減緩，降低了檢修頻次，保證生產(chǎn)正常穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。

(收稿日期2016-02-18)