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            提高負壓脫硫效率的探討

            摘  要:文章詳細介紹了濟鋼化工廠煤氣負壓脫硫工藝的概況,以及圍繞提高脫硫效率所采取的有效措施。

            關鍵詞:負壓脫硫 脫硫效率 改進

            我廠6#、7#焦爐于2005年建成投產,配套處理量為60,000NM3/h的煤氣凈化系統,其中脫硫系統采用HPF濕法脫硫工藝,使用長春東獅科技(集團)有限責任公司生產的888脫硫催化劑,在綜合考慮HPF濕法脫硫工藝的部分不利因素的情況下,我們與中冶焦耐技術有限公司在傳統HPF法脫硫工藝基礎上合作開發了負壓脫硫工藝,取得了成功,近年來我們也在不斷的對其進行改進,使之更加節能、高效。

            1 工藝簡介

            電捕來的煤氣進入吸收塔底部,與塔頂噴灑下來的再生貧液逆流接觸,吸收煤氣中的H2S和HCN(同時吸收煤氣中的NH3,以補充脫硫液中的堿源)。脫硫后煤氣送入鼓風機。吸收了H2S、HCN的富液通過循環泵進入再生塔底的預混噴嘴,與壓縮空氣混合,形成微小氣泡后進入再生塔底,細小氣泡與吸收液在沿再生塔上升的過程中,在催化劑的作用下氧化再生。

            再生液在再生塔內的氣液分離器中分離空氣氣泡后,用循環泵部分送經循環液冷卻器冷卻,冷卻后的循環液與未被冷卻的循環液一起進入吸收塔頂噴頭循環噴灑煤氣。再生塔內生成的硫顆粒在壓縮空氣的作用下進行浮選分離,在再生塔頂作為硫泡沫濃縮下來,泡沫層與消泡噴灑液一起流入緩沖槽,進入緩沖槽內的含硫液體大部分作為再生塔頂部消泡而循環使用,其余部分供給離心機或板框壓濾機進行固液分離。

            經分離后的生硫膏直接裝袋,濾液返回脫硫系統。為避免副鹽積累影響脫硫效果,定期排出部分廢液送往提鹽工段提取副鹽,提鹽后的清液返回脫硫系統。

            2 工藝特點

            (1)由于煤氣經電捕后直接進入脫硫系統,煤氣溫度在27~28℃,正好適宜于脫硫所需的溫度,不僅減少了預冷環節的能耗和固定投資,更重要的是減少了預冷過程中氨的損失,有利于提高脫硫效率。與我廠1~5#焦爐配套的位于鼓風機后的HPF法脫硫工藝相比,脫硫液中的揮發氨高出2g/L,達到9g/L左右。

            (2)再生尾氣全部回收,減少尾氣污染環境。

            (3)煤氣溫度梯度合理,鼓風機后煤氣溫度恰好適合硫銨的生產,減少了煤氣預熱器的負荷,節能效果明顯。

            3 提高脫硫效率的有效途徑

            由于我廠配合煤硫份普遍較高,脫硫前煤氣硫化氫含量一般在9g/Nm3以上,該系統投產以后運行一直比較穩定,脫硫后煤氣硫化氫含量0.3~0.4g/Nm3,脫硫效率達97%,為了進一步降低煤氣中的硫化氫含量,我們在進一步提高脫硫效率方面做了一些探索。

            3.1 保持合理的脫硫液溫度和煤氣溫度差

            從電捕來的焦爐煤氣溫度在26~28℃之間,為了保證脫硫系統的水系平衡以及催化反應的溫度需求,脫硫液的溫度應比煤氣溫度高2~3℃。為了更加精準地控制脫硫液溫度,我們在每套裝置上設置了兩臺板式換熱器,將部分脫硫液用低溫水進行冷卻后進入系統,將系統中的脫硫液溫度控制在28~30℃之間。

            3.2 盡可能提高脫硫液中的揮發氨含量

            由于焦爐煤氣中硫化氫含量較高,提高脫硫液的含氨量是提高脫硫效率的根本,負壓脫硫在這方面比正壓脫硫有著先天的優越性,脫硫液含氨量達到8~9g/L。就整個焦化廠煤氣凈化工藝來說,以氨為堿源的脫硫工藝所需的氨源十分有限,難以滿足煤氣中硫化氫含量大于9g、脫硫效率要求又較高的現狀。負壓脫硫能夠很好地減少氨的流失,但是再生塔的尾氣依然是氨流失的主要載體,再生塔尾氣中的氨損失不僅浪費氨源,同時污染空氣、腐蝕設備。原設計將再生塔的尾氣直接引入脫硫后的負壓煤氣管道中,但尾氣中夾帶的硫泡沫顆粒以及其中的氨氣對鼓風機前導向裝置、鼓風機葉輪都產生不利的影響,同時尾氣中的氨也隨之流向下道工序。通過改造,我們將再生塔尾氣引至脫硫塔前的煤氣管道,以充分利用尾氣中的氨源?;灁祿砻?,尾氣系統改造后脫硫液中的氨含量提高約0.4g/L。

            3.3 合理分配兩脫硫系統的煤氣流量

            脫硫工序的兩套脫硫、再生系統屬并聯分布,而且沒有設置單個系統的煤氣流量表,造成兩套系統的負荷不均衡,從脫硫液中副鹽的增長速度可以明顯看出2#系統的負荷高于1#系統。我們通過以下手段進行調節:一是適當減小2#系統的煤氣入口閥門;二是將濃氨水的補充量適當向2#系統傾斜;三是將888催化劑的用量適當向2#系統傾斜,保持2#系統的888催化劑濃度高于1#系統約2~4ppm。

            3.4提高離心機運行壽命和硫膏分離效率

            由于我們采用離心機進行硫膏的分離,888催化劑的一大特點是單質硫顆粒較大,有利于離心分離,正常情況下分離后的硫膏水分在25%左右。但是由于離心機的運行壽命較短,維護成本高企,分離效率也受到較大的制約,硫膏水分經常超過30%,甚至達到35%,硫膏倉庫環境十分惡劣,客戶怨聲載道,脫硫液中懸浮硫含量也高達5g/L。實踐發現,造成離心機運行不穩定的主要因素是再生塔生成的硫泡沫的濃度波動較大,而泡沫槽使用的側入式攪拌裝置又不能正常運行是問題的關鍵所在。對此,我們采取了以下措施:一是提高消泡流量,類似于將大部分泡沫回流至再生塔頂部,起到穩定和增加泡沫濃度的目的;二是在泡沫槽中增設泡沫噴射攪拌裝置,避免泡沫沉積;三是強化離心機的操作和調節,穩定硫膏水分。通過上述措施,離心機的穩定運行壽命由原來的兩個月左右提高至一年以上,硫膏水分基本保持在25%以下,脫硫液懸浮硫含量保持在3g/L左右。

            4 結語

            通過采取以上改進措施,負壓脫硫系統的運行更加穩定、高效,脫硫效率得到了有效的提高,塔后煤氣中的硫化氫含量降至200mg/m3以下,脫硫效率達到98%。

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