WSA硫回收運(yùn)行中常見問題分析及處理措施

陳燕忠 張紅兵 史開琴 陳 廳 李嘉龍

(黔西縣黔希煤化工投資有限責(zé)任公司，貴州畢節(jié)，551500)

黔希煤化工WSA硫回收裝置用于處理合成氣中脫出的H2S，屬于環(huán)保裝置，其二氧化硫轉(zhuǎn)化率達(dá)99.3%，氣體中約99.3%硫得到回收?？商幚頋舛葹?%—60%的酸性氣，尾氣排放二氧化硫含量小于400mg/m3,不需要增加尾氣吸收裝置，達(dá)到了GB31573-2015《無機(jī)化學(xué)工藝污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》排放要求。

1 WSA硫回收裝置工藝流程簡(jiǎn)介

硫回收工藝流程是將氣化裝置來的酸性氣、凈化裝置變換工段來的酸性氣和低溫甲醇洗工段來的酸性氣作為原料，在焚燒爐過氧燃燒生成SO2工藝氣，工藝氣進(jìn)入SO2轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化成SO3，在WSA冷凝器的垂直玻璃管內(nèi)，氣態(tài)的硫酸被空氣冷凝，生產(chǎn)出濃度為98%的成品硫酸，同時(shí)副產(chǎn)429℃、4.2MPa(g)過熱蒸汽。

2 硫回收穩(wěn)定運(yùn)行中常見問題及措施

2.1 負(fù)荷高低對(duì)裝置的影響

2.1.1 系統(tǒng)負(fù)荷低時(shí)轉(zhuǎn)化爐床層溫度高

2.1.1.1 原因

在系統(tǒng)負(fù)荷低時(shí)，為保證爐膛溫度、產(chǎn)品酸濃度，系統(tǒng)會(huì)盡量減少燃燒空氣用量同時(shí)減少燃料氣投用量，此時(shí)副產(chǎn)蒸汽量小同時(shí)轉(zhuǎn)化爐空速小，轉(zhuǎn)化爐床層熱量不能及時(shí)帶走，出現(xiàn)轉(zhuǎn)化爐溫度較高。

2.1.1.2 處理措施

(1)在能保證轉(zhuǎn)化爐入口溫度的條件下盡量讓工藝氣走焚燒爐出口換熱器主路，適當(dāng)關(guān)小汽包排污，同時(shí)可稍降汽包壓力，使汽包產(chǎn)相對(duì)較多蒸汽，讓蒸汽將轉(zhuǎn)化爐床層熱量帶走。(2)若酸產(chǎn)量太過低則投用燃料氣，加大助燃空氣用量，以保證爐膛溫度、保證轉(zhuǎn)化爐空速，使轉(zhuǎn)化爐各床層溫度保持在設(shè)計(jì)范圍。(3)氣化適當(dāng)摻燒高硫煤，以提高硫回收負(fù)荷，同時(shí)避免長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷摻燒燃料氣使酸濃度降低，加快工藝設(shè)備和管道的腐蝕。

2.1.2 系統(tǒng)負(fù)荷高時(shí)焚燒爐爐膛、轉(zhuǎn)化爐床層溫度、副產(chǎn)蒸汽溫度過高

2.1.2.1 原因

(1)系統(tǒng)硫含量高，焚燒爐內(nèi)的燃燒熱多、熱風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷風(fēng)量仍不能滿足系統(tǒng)需要，導(dǎo)致爐膛溫度不能及時(shí)帶走造成焚燒爐爐膛溫度過高。(2)焚燒爐出口換熱器換熱能力有限，轉(zhuǎn)化爐入口溫度過高床層反應(yīng)劇烈；風(fēng)量不能繼續(xù)加大空速不匹配、床層溫度不能及時(shí)帶走；副產(chǎn)蒸汽溫度也很高給床層降溫效果相對(duì)變差，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化爐床層超溫。(3)系統(tǒng)負(fù)荷高，系統(tǒng)整體溫度高，降溫鍋爐水閥全開，加入冷卻水量不滿足工況，副產(chǎn)中壓蒸汽溫度過高。

2.1.2.2 處理措施

(1)確認(rèn)MF/甲醇停用、燃料氣停用，并將現(xiàn)場(chǎng)界區(qū)手閥關(guān)閉。(2)降低助燃空氣溫度使其進(jìn)入焚燒爐溫度降低。(3)增大冷、熱風(fēng)機(jī)負(fù)荷，當(dāng)風(fēng)機(jī)負(fù)荷加得比較大不能再往上加時(shí)，可以投用MF/甲醇管道上的儀表風(fēng)來增加爐膛流速和轉(zhuǎn)化爐空速來帶走熱量。(4)降低汽包壓力，讓汽包產(chǎn)出更多蒸汽帶走轉(zhuǎn)化爐床層熱量，同時(shí)增大蒸汽管道上降溫鍋爐水與蒸汽的壓差補(bǔ)入更多鍋爐水為副產(chǎn)蒸汽降溫。(5)可以適當(dāng)減少汽包排污，讓汽包更多產(chǎn)蒸汽來帶走床層熱量。(6)氣化適當(dāng)摻燒低硫煤，避免系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行。

2.2 運(yùn)行過程中玻璃管易損壞

2.2.1 原因

玻璃管冷凝器兩側(cè)壓差控制閥為手動(dòng)控制，當(dāng)熱風(fēng)機(jī)跳機(jī)時(shí)，玻璃管兩側(cè)壓差容易高，使玻璃管損壞。

2.2.2 處理措施

當(dāng)熱風(fēng)機(jī)跳機(jī)時(shí)，應(yīng)及時(shí)開大壓差控制閥，同時(shí)應(yīng)增加熱風(fēng)機(jī)跳車聯(lián)鎖壓差控制閥自動(dòng)打開和冷風(fēng)機(jī)自動(dòng)降頻運(yùn)行。

2.3 排放尾氣酸霧超標(biāo)

2.3.1 原因

(1)X2391(硅油氣化裝置)用的燃料氣為深冷分離的甲烷，且從甲烷壓力控制閥后導(dǎo)淋引管，其燃料氣量易受到管網(wǎng)壓力波動(dòng)影響，造成X2391溫度過低或過高，引起酸霧超標(biāo)。(2)在系統(tǒng)開停時(shí)波動(dòng)較大,X2391溫度波動(dòng)大，酸霧易超標(biāo)。(3)轉(zhuǎn)化爐床層溫度達(dá)260℃、轉(zhuǎn)化爐出口達(dá)200℃時(shí)，X2391未正常投用。(4)玻璃管損壞，冷空氣將酸霧吹出。

2.3.2 處理措施

(1)生產(chǎn)中，控制燃料氣管網(wǎng)壓力的崗位發(fā)現(xiàn)燃料氣壓力波動(dòng)要及時(shí)告訴硫回收崗位，同時(shí)深冷崗位在調(diào)節(jié)外送甲烷時(shí)要及時(shí)和硫回收崗位溝通且避免大幅度調(diào)節(jié)。(2)酸霧控制器為一開一備，若A運(yùn)行但其溫度不在指標(biāo)范圍而B溫度在指標(biāo)范圍，可將A切換到B運(yùn)行，崗位及時(shí)調(diào)整A溫度。(3)停車時(shí)將燃料氣管道引管改到深冷甲烷壓力控制閥前導(dǎo)淋來減小燃料氣管網(wǎng)壓力波動(dòng)的影響，使X2391工況平穩(wěn)。(4)控制好酸霧控制器溫度和及時(shí)調(diào)整酸霧控制器硅油加入量，并嚴(yán)格遵守開車時(shí)轉(zhuǎn)化爐床層在260℃，轉(zhuǎn)化爐出口溫度在200℃前正常投用酸霧控制器；停車時(shí)轉(zhuǎn)化爐床層低于260℃、其出口溫度低于200℃再停酸霧控制器。(5)控制好酸冷凝溫度，避免溫度過高，硫酸冷凝效果差。(6)若出現(xiàn)玻璃管破，則在滿足生產(chǎn)條件下，適當(dāng)提高玻璃管兩側(cè)壓差，減少酸側(cè)往風(fēng)側(cè)漏。

2.4 設(shè)備管道易腐蝕發(fā)生泄漏

2.4.1 原因

(1)由于硫酸對(duì)工藝設(shè)備管道具有腐蝕性，正常運(yùn)行期間，轉(zhuǎn)化爐出口溫度偏低，有液態(tài)硫酸造成設(shè)備腐蝕。(2)在開停車過程中，由于投用燃料氣，使硫酸濃度降低，加劇設(shè)備腐蝕。(3)停車時(shí)未徹底掃硫，系統(tǒng)溫度降低后酸冷凝在設(shè)備上，腐蝕設(shè)備。(4)氮氧化物生成，生成稀硝酸，腐蝕設(shè)備管道。

2.4.2 處理措施

(1)控制好轉(zhuǎn)化爐出口溫度，避免液態(tài)硫酸生成腐蝕管道，煙囪酸霧控制合格避免腐蝕煙囪。(2)開停車過程中，嚴(yán)格按照操作要求，盡量縮短開、停時(shí)間，避免長(zhǎng)時(shí)間燃燒燃料氣而使酸濃度降太低。(3)長(zhǎng)期停車嚴(yán)格執(zhí)行掃硫程序。(4)生產(chǎn)中盡量提高硫酸濃度和降低硫酸溫度，并將焚燒爐溫度控制在1000℃左右，降低氮氧化物生成，這樣就可以降低酸對(duì)管道的腐蝕。

2.5 MF管道易超壓

2.5.1 原因

MF是根據(jù)乙二醇工況定期投用，而MF中亞硝酸甲酯在3.5%左右，其沸點(diǎn)-12℃，再加上其停用時(shí)凈化和乙二醇的閥門均關(guān)閉，隨著環(huán)境溫度升高，氣化的亞硝酸甲酯引起管道超壓。

2.5.2 處理措施

(1)將管道壓力設(shè)置0.5MPa壓力高報(bào)警，當(dāng)壓力出現(xiàn)高報(bào)時(shí)，崗位人員進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)，及時(shí)將進(jìn)焚燒爐閥門打開，將壓力卸掉。(2)在乙二醇關(guān)閉閥門后，進(jìn)焚燒爐閥門常開或進(jìn)焚燒爐閥門關(guān)閉而乙二醇外送閥門常開。 (3)增設(shè)23PI0202壓力高聯(lián)鎖開23XV4011，將管道壓力卸到焚燒爐。

3 結(jié)語

通過對(duì)黔?；SA硫回收裝置運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題的總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)負(fù)荷高低對(duì)裝置的影響、運(yùn)行過程中玻璃管易損壞和排放尾氣酸霧超標(biāo)等問題，有針對(duì)性地提出防范措施，并取得以下成效：(1)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)荷低至20%左右運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)化爐床層溫度在控制要求范圍內(nèi)。(2)系統(tǒng)負(fù)荷在130%左右時(shí)，焚燒爐、轉(zhuǎn)化爐和副產(chǎn)中壓蒸汽溫度在控制要求范圍內(nèi)。(3)通過適當(dāng)提高玻璃管兩側(cè)壓差，有3根玻璃管損壞時(shí)，負(fù)荷不大于95%的情況下，酸霧指標(biāo)仍合格。