濕法脫硫設(shè)計

1、1、刖言眾所周知，脫硫是合成氨生產(chǎn)中原料氣凈化的重要工藝環(huán)節(jié)。目前我國大 多數(shù)合成氨廠均以無煙煤為原料。一方面隨著優(yōu)質(zhì)低硫無煙煤的價格不斷上 漲，供應(yīng)緊張。而另一方面，碳銨市場又日漸萎縮，效益下滑，舉步維堅。 為了適應(yīng)市場竟爭及追求較佳的經(jīng)濟效益，眾多小氮肥企業(yè)紛紛對原料路線 進行適當?shù)恼{(diào)整。不斷地擴能改造開發(fā)新產(chǎn)品使其產(chǎn)品多樣化，才不至于在 市場竟爭中遭到淘汰。鑒于此，安微某公司，在3000噸合成氨裝置的基礎(chǔ)上，合成氨生產(chǎn)裝置經(jīng)過了擴能及聯(lián)產(chǎn)甲醇的改造。經(jīng)過不斷地發(fā)展，目前已具備了年產(chǎn)6萬噸氨醇的生產(chǎn)能力。產(chǎn)品由單一的生產(chǎn)碳銨走向了生產(chǎn)碳銨、甲醇、液氨并舉 之路。企業(yè)經(jīng)濟效益得以大幅提高。但

2、是半水煤氣脫硫裝置存在的問題未得 到根本的解決，以及沒有變換氣脫硫裝置。造成了精脫硫裝置的活性炭、水 解劑以及甲醇催化劑的壽命很短，費用高。并且嚴重制約了生產(chǎn)的長周期穩(wěn) 定運行。2006年8月，公司聯(lián)系長春東獅科貿(mào)實業(yè)有限公司，決定共同對其脫硫系 統(tǒng)進行徹底的改造，經(jīng)過改造，888濕式氧化法脫硫裝置投運后，取得了明 顯的效果，為聯(lián)醇裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。2、原脫硫裝置的運行狀況及存在的問題？2.1工藝落后，設(shè)備陳舊，污染環(huán)境原半水煤氣脫硫采用氨水中和法，沒有再生系統(tǒng)，脫硫用氨水在2400噴淋塔內(nèi)循環(huán)吸收H2S，達到飽和后隨即排放，造成環(huán)境污染。且設(shè)備操作彈性 小，只能適應(yīng)半水煤氣入口 H2

3、S含量0.40.6g/Nm3的脫硫。否則半脫出口 HS 含量將嚴重超指標。2.2氨損失大，且不能適應(yīng)摻燒高硫煤的要求。氨水中和HS的反應(yīng)方程式為：NHOH+心 NHHS+HD按反應(yīng)式，理論上每吸收IkgHS需要耗NH量為：(35/34) ( 17/35 ) =0.5kg。則每天氨損失為：170X 3300X( 1.0-0.2 ) x 0.5=224.4kg。飽和了 H2S的氨水直接排放，已遭到環(huán)保部門的查處。在半水煤氣中H2S含量達到1.0 g/Nm3時，則半脫出口 H2S含量達到0.40.5g/Nm3，超指標嚴重。2.3由于沒有變換氣脫硫，造成精脫硫及甲醇催化劑壽命很短。由于沒有變換氣脫硫裝

4、置，脫碳出口H2S含量一般在20mg/Nm左右。致使精脫硫負荷重，H2S時常穿透精脫硫床層，出口總硫含量高。導(dǎo)致甲醇催化劑 壽命很短，不足三個月便報廢，成本高。3. 脫硫系統(tǒng)的改造思路及新技術(shù)的運用3.1脫硫系統(tǒng)的改造思路是將半水煤氣脫硫由氨水中和法改造為以NaCO水溶液為吸收劑，以東獅牌888為脫硫催化劑的888濕式氧化法脫硫?？紤] 到要壓縮改造開支，減少投資，盡量利用原有舊設(shè)備，來達到降低改造費用 的目地。將原有2400X 15000的噴淋脫硫塔改為冷卻塔，新建一個填料脫 硫塔，配套新建一個氧化再生槽。3.2新建一套變換氣脫硫系統(tǒng)，變脫塔利用一臺閑置的1800X 22000脫碳塔及一臺閑置

5、的1800X 24000的飽和熱水塔，將這兩臺設(shè)備改造為變脫 塔。采用雙塔并聯(lián)操作，同時配套新建一個氧化再生槽。變脫泵利用閑置的 原兩臺Q=150mh的脫碳泵。3.3大量采用新技術(shù)、新工藝。液體分布器在填料塔的應(yīng)用中有著重要的作用，是吸收操作成敗的關(guān)鍵。DSF型液體分布器具有液體分布均勻、氣體流通截面大（可達55燦上）、操作彈性寬、不易堵塞、結(jié)構(gòu)簡單、檢修方便等諸多優(yōu)點。PSC型噴射器是噴射再生氧化槽的理想配套設(shè)備。具有吸空氣量大（氣液 比可達到5）、氧化再生效率高、硫泡沫浮選好、耐沖刷、耐腐蝕、易安裝、 易拆卸、易清理、操作簡便等許多特點。濕式氧化脫硫是將H2S （有機硫化物）在液相中氧化成

6、兀素硫的一種脫硫方 法。脫硫催化劑的優(yōu)劣便成為影響脫硫過程的關(guān)鍵。脫硫液吸收H2S的過程是HS從氣相轉(zhuǎn)移到液相的過程，其中包括 HS由氣相主體向氣液界面的傳 遞，及由界面向液相主體的傳遞，其吸收完全符合亨利定律，若液相中H2S的摩爾分率越低則H2S便可從氣相向液相中持續(xù)快速的轉(zhuǎn)移，吸收H2S的推動力就會增大。888脫硫催化劑吸氧、截氧能力強，能吸收空氣中的氧及液相 中的溶解氧而活化，釋放出具有極強氧化活性的原子氧，能迅速的將F2S及有機硫化物催化、氧化成單質(zhì)硫。由于888催化劑具有極強催化、氧化活性從而能夠明顯提高脫硫效率。使用888脫硫催化劑，再生時浮選出來的硫顆粒大、硫顆粒粘性小、易于浮選

7、、懸浮硫含量少、溶液粘度低，加之在888作用下，存在生成多硫化物的化學反應(yīng)，因而具有抑制和消除硫磺堵塔的功 能。使用888脫硫催化劑費用低，通常情況下每脫除1kgH2S僅需888催化劑0.5 0.8g。并且溶液組份簡單、操作方便、便于管理。熔硫后的清液經(jīng)過三級過濾池沉降過濾、冷卻后回收至系統(tǒng)?；厥涨逡褐?的有效組份，降低純堿及催化劑的消耗。4. 工藝流程及設(shè)備的設(shè)計4.1半水煤氣脫硫系統(tǒng)半水煤氣經(jīng)蘿茨風機升壓至45kpa后輸送至冷卻塔，經(jīng)清洗降冷后（約 350C）依次進入填料脫硫塔的下段、中段、上段，半水煤氣中的H2S在脫硫塔內(nèi)與從塔頂噴淋而下的脫硫貧液進行逆向接觸，完成脫硫貧液對H2S的吸收

8、。凈化H2S后的半水煤氣經(jīng)清洗塔洗滌后去壓縮機一段入口。吸收H2S后的脫硫貧液，經(jīng)過再生泵輸送至噴射氧再生槽再生。再生后的溶液進入貧液 槽，脫硫貧液通過脫硫泵輸送至脫硫塔內(nèi)。浮選出的硫泡沫進入到硫沫槽， 硫泡沫通過泡沫泵輸送至連續(xù)溶硫釜進行連續(xù)熔硫煉制成硫錠。熔硫后的清 液經(jīng)三級沉淀池沉淀過濾冷卻后回收至再生槽內(nèi)。888催化劑從貧液槽處補入?；A(chǔ)數(shù)據(jù)4.2變換氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計?變換氣經(jīng)過水分離器，分離掉霧狀液滴后，并聯(lián)進入1#、2#變換氣脫硫塔內(nèi)，變換氣中的 HS在變脫塔內(nèi)與從塔頂噴淋而下的脫硫貧液進行 逆向接觸，完成脫硫貧液對變換氣中 HS的吸收，凈化后的變換氣去變壓吸 附脫碳工段。吸收H2

9、S的脫硫液經(jīng)減壓去再生槽。脫硫貧液經(jīng)變脫泵輸送至 變脫塔內(nèi)，888從貧液槽處補入?？紤]到節(jié)省投資，降低改造費用，盡量利用舊設(shè)備的原則。來新建一套變 換氣脫硫系統(tǒng)，變脫塔利用兩臺舊設(shè)備 （其中一臺為1800X 24000的飽和熱 水塔，另一臺為1800X 22000脫碳塔）改造而成。兩塔內(nèi)各裝填 5.5m的 50X25X1.5聚丙烯階梯環(huán)，兩段?？紤]到兩臺舊設(shè)備的塔徑較小，空塔氣速較高，所以將2臺變脫塔采用并聯(lián)操作。共用一個再生氧化槽，貧液槽。 兩個變脫塔各用一臺Q=150mh的變脫泵（由脫碳泵改造而成）。具體運行數(shù)據(jù)見表2：5. 新建的888法脫硫系統(tǒng)的生產(chǎn)運行狀況。目前日產(chǎn)氨醇170噸左右。

10、脫硫系統(tǒng)從2006年12月投運以來，經(jīng)過近 半年時間的運行來看，生產(chǎn)運行情況正常，完全達到設(shè)計要求。5.1半水煤氣流量在24000Nmh，半水煤氣中 HS含量1.02.8g/半水煤氣脫硫出口 H2S含量控制在0.0250.07g/ Nm'。半水煤氣中H2S含量在 2.0g/ Nm3以下時，采用一臺貧液泵及一臺富液泵運行方式。若半水煤氣中 H2S含量在2.0g/ Nm3以上時，采用二臺貧液泵及二臺富液泵運行方式。5.2變換氣脫硫入口 H2S含量在100150mg/ Nnl 1#、2#變脫塔各開一 臺Q= 150nVh變脫泵的情況下，變脫塔出口 H2S含量可控制在10 mg/ Nm3以 下。考慮到節(jié)省電耗，某公司采用開一臺 Q= 150nVh的變脫泵供雙變脫塔， 單泵運行時，變脫塔出口 HS含量為2025mg/ Nn3。5.3脫硫系統(tǒng)投運后，精脫硫裝置負荷大大減輕，其出口總硫含量達到指 標要求，甲醇催化劑運行壽命由不足三個月便報廢到運行近半年后活性依然 很強，十分正常。大大地延長了甲醇催化劑的壽命。甲醇催化