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摘  要:文章详细介绍了济钢化工厂煤气负压脱硫工艺的概况,以及围绕提高脱硫效率所采取的有效措施。

关键词:负压脱硫 脱硫效率 改进

我厂焦炉于2005年建成投产,配套处理量为60,000NM3/h的煤气净化系统,其中脱硫系统采用HPF湿法脱硫工艺,使用长春东狮科技(集团)有限责任公司生产的888脱硫催化剂,在综合考虑HPF湿法脱硫工艺的部分不利因素的情况下,我们与中冶焦耐技术有限公司在传统HPF法脱硫工艺基础上合作开发了负压脱硫工艺,取得了成功,近年来我们也在不断的对其进行改进,使之更加节能、高效。

1 工艺简介

电捕来的煤气进入吸收塔底部,与塔顶喷洒下来的再生贫液逆流接触,吸收煤气中的H2S和HCN(同时吸收煤气中的NH3,以补充脱硫液中的碱源)。脱硫后煤气送入鼓风机。吸收了H2S、HCN的富液通过循环泵进入再生塔底的预混喷嘴,与压缩空气混合,形成微小气泡后进入再生塔底,细小气泡与吸收液在沿再生塔上升的过程中,在催化剂的作用下氧化再生。

再生液在再生塔内的气液分离器中分离空气气泡后,用循环泵部分送经循环液冷却器冷却,冷却后的循环液与未被冷却的循环液一起进入吸收塔顶喷头循环喷洒煤气。再生塔内生成的硫颗粒在压缩空气的作用下进行浮选分离,在再生塔顶作为硫泡沫浓缩下来,泡沫层与消泡喷洒液一起流入缓冲槽,进入缓冲槽内的含硫液体大部分作为再生塔顶部消泡而循环使用,其余部分供给离心机或板框压滤机进行固液分离。

经分离后的生硫膏直接装袋,滤液返回脱硫系统。为避免副盐积累影响脱硫效果,定期排出部分废液送往提盐工段提取副盐,提盐后的清液返回脱硫系统。

2 工艺特点

(1)由于煤气经电捕后直接进入脱硫系统,煤气温度在27~28℃,正好适宜于脱硫所需的温度,不仅减少了预冷环节的能耗和固定投资,更重要的是减少了预冷过程中氨的损失,有利于提高脱硫效率。与我厂1~5#焦炉配套的位于鼓风机后的HPF法脱硫工艺相比,脱硫液中的挥发氨高出2g/L,达到9g/L左右。

(2)再生尾气全部回收,减少尾气污染环境。

(3)煤气温度梯度合理,鼓风机后煤气温度恰好适合硫铵的生产,减少了煤气预热器的负荷,节能效果明显。

3 提高脱硫效率的有效途径

由于我厂配合煤硫份普遍较高,脱硫前煤气硫化氢含量一般在9g/Nm3以上,该系统投产以后运行一直比较稳定,脱硫后煤气硫化氢含量0.3~0.4g/Nm3,脱硫效率达97%,为了进一步降低煤气中的硫化氢含量,我们在进一步提高脱硫效率方面做了一些探索。

3.1 保持合理的脱硫液温度和煤气温度差

从电捕来的焦炉煤气温度在26~28℃之间,为了保证脱硫系统的水系平衡以及催化反应的温度需求,脱硫液的温度应比煤气温度高2~3℃。为了更加精准地控制脱硫液温度,我们在每套装置上设置了两台板式换热器,将部分脱硫液用低温水进行冷却后进入系统,将系统中的脱硫液温度控制在28~30℃之间。

3.2 尽可能提高脱硫液中的挥发氨含量

由于焦炉煤气中硫化氢含量较高,提高脱硫液的含氨量是提高脱硫效率的根本,负压脱硫在这方面比正压脱硫有着先天的优越性,脱硫液含氨量达到8~9g/L。就整个焦化厂煤气净化工艺来说,以氨为碱源的脱硫工艺所需的氨源十分有限,难以满足煤气中硫化氢含量大于9g、脱硫效率要求又较高的现状。负压脱硫能够很好地减少氨的流失,但是再生塔的尾气依然是氨流失的主要载体,再生塔尾气中的氨损失不仅浪费氨源,同时污染空气、腐蚀设备。原设计将再生塔的尾气直接引入脱硫后的负压煤气管道中,但尾气中夹带的硫泡沫颗粒以及其中的氨气对鼓风机前导向装置、鼓风机叶轮都产生不利的影响,同时尾气中的氨也随之流向下道工序。通过改造,我们将再生塔尾气引至脱硫塔前的煤气管道,以充分利用尾气中的氨源。化验数据表明,尾气系统改造后脱硫液中的氨含量提高约0.4g/L。

3.3 合理分配两脱硫系统的煤气流量

脱硫工序的两套脱硫、再生系统属并联分布,而且没有设置单个系统的煤气流量表,造成两套系统的负荷不均衡,从脱硫液中副盐的增长速度可以明显看出2#系统的负荷高于1#系统。我们通过以下手段进行调节:一是适当减小2#系统的煤气入口阀门;二是将浓氨水的补充量适当向2#系统倾斜;三是将888催化剂的用量适当向2#系统倾斜,保持2#系统的888催化剂浓度高于1#系统约2~4ppm。

3.4提高离心机运行寿命和硫膏分离效率

由于我们采用离心机进行硫膏的分离,888催化剂的一大特点是单质硫颗粒较大,有利于离心分离,正常情况下分离后的硫膏水分在25%左右。但是由于离心机的运行寿命较短,维护成本高企,分离效率也受到较大的制约,硫膏水分经常超过30%,甚至达到35%,硫膏仓库环境十分恶劣,客户怨声载道,脱硫液中悬浮硫含量也高达5g/L。实践发现,造成离心机运行不稳定的主要因素是再生塔生成的硫泡沫的浓度波动较大,而泡沫槽使用的侧入式搅拌装置又不能正常运行是问题的关键所在。对此,我们采取了以下措施:一是提高消泡流量,类似于将大部分泡沫回流至再生塔顶部,起到稳定和增加泡沫浓度的目的;二是在泡沫槽中增设泡沫喷射搅拌装置,避免泡沫沉积;三是强化离心机的操作和调节,稳定硫膏水分。通过上述措施,离心机的稳定运行寿命由原来的两个月左右提高至一年以上,硫膏水分基本保持在25%以下,脱硫液悬浮硫含量保持在3g/L左右。

4 结语

通过采取以上改进措施,负压脱硫系统的运行更加稳定、高效,脱硫效率得到了有效的提高,塔后煤气中的硫化氢含量降至200mg/m3以下,脱硫效率达到98%。






 
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