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河南海化集团焦炉气脱硫装置暴露的问题及应对措施

前 言
河南海化集团潍坊振兴焦化有限公司是以原潍坊朱刘店焦化厂和原昌乐县化工总厂两个国有企业组建而成的一个综合性企业。原朱刘店焦化厂拥有2×18孔“70”型焦炉两座,2×25孔“66-Ⅲ”型焦炉一座,以及相配套的化产回收处理系统三套。外供城市煤气在化产处理系统后,设柴油洗萘和干法脱硫予以质量把关,干法脱硫所用脱硫剂是按沼铁矿∶锯末∶石灰以体积比8∶1∶l配合而成,并用水均匀调湿至含水30%-40%而得。由于该脱硫剂脱硫效率较低,且系统阻力大,更换次数频繁,将该脱硫剂改为高效粒状脱硫剂,但随着外供城市煤气数量的加大,干法脱硫由于受设计规模和自身效力的影响日益显现出其能力的不足。
为适应市场经济发展的需求,缓解焦炭供不应求的供需矛盾,满足城市煤气的需求,做大做强企业,于2002年10月和2003年12月分别建成投产了1×25孔“66-Ⅲ”型捣固焦炉一座和1×63孔“TJL4350D”型捣固焦炉一座,并建成与60万吨/年焦炭相配套的化产回收系统一套,该系统由化学工业第二设计院设计。
脱硫及硫回收工段设在整个化产回收系统的鼓冷工段后,采用以煤气中的氨为碱源,PDS+栲胶的复合催化剂的湿式氧化法脱硫,脱硫液再生采用自吸式喷射氧化再生槽,熔硫釜回收硫磺的工艺。后经多方考察,经过对PDS+栲胶和888-JH使用效果的对比和性价比的论证,脱硫及硫回收系统于2003年12月份投产时采用以煤气中的氨为碱源,888-JH作催化剂的湿式氧化法脱硫工艺,脱硫液再生及硫磺回收按化二院原设计不变。
1 前期运行情况
“TJL4350D”型焦炉2003年12月份投产后,新建化产回收系统的鼓冷工段和脱硫及硫回收工段随即投入使用。脱硫及硫回收工段开车时,由于洗蒸氨工段尚未开车,不能给脱硫及时补充10%的浓氨水,为确保脱硫液中NH3的浓度,尽快达到初始NH3/H2S比,使脱硫系统尽快达到应有的效果,在长春东狮科技(集团)有限责任公司有关专家的建议与指导下,我们通过槽车,将公司下辖化工分厂所产浓氨水补到脱硫液中,因而较好地满足了脱硫液中NH3的浓度需求,当时,气温较低,进入脱硫塔的煤气温度在30℃左右,脱硫液则通过贫富液槽的加热盘管和换热器使之较容易的获得所需的温度,与60万吨/年焦炭相配套的化产回收系统处理40万吨/年焦炭焦炉所产荒煤气,系统余量较大,因而当时脱硫效果十分显著。
由于所进原料煤十分复杂,原料煤含硫量时高时低,冷鼓工段后煤气中含硫量有时高达12g/Nm3,即使如此,脱硫工段开车后,脱硫塔后煤气含硫量也能满足设计要求,有时煤气分析化验H2S含量为微量。
脱硫及硫回收投产后,硫泡沫的收集和处理均十分正常,熔硫釜所产硫磺虽然外表面罩有一层黑色杂质,但内部呈淡黄色,质硬而脆,质量尚可,表明硫回收在该工段投产后,运行一切正常。
2 存在的问题
脱硫及硫回收投运正常三个月后,随着气温回升,加之公司“70”型焦炉荒煤气合并至该化产回收系统中,便显现出其设计和工艺方面的不足,暴露出一些问题。
(1)进脱硫塔煤气温度偏高,有时高达45℃,高温影响脱硫效率的同时,造成脱硫液中NH3损失,挥发的NH3同煤气中的其它成份,诸如H2O、CO2等发生反应,生产成铵盐,在煤气长距离输送过程中,极易堵塞管线。由于设计方面的原因,当时想通过降低脱硫液温度来适当降低脱硫时的煤气温度也无能为力。
(2)“70”型焦炉荒煤气合并至化产系统后,煤气处理量的加大及本身合并过程中存在的不足导致再生后的硫泡沫杂质含量升高,熔硫釜本身设计的不足和操作条件的局限导致熔硫不正常,熔硫釜在连续生产过程中极易堵料,堵塞的熔硫釜通堵又十分费时、费力,影响脱硫正常生产。
3 解决方案及应对措施
针对脱硫及硫回收系统存在的问题和不足,多方征求意见,学习借鉴兄弟单位的同时,在长春东狮科技(集团)有限责任公司有关专家的指导下,制订了具体的解决方案和应对措施,目前已着手整改了一些,收到良好效果,另外部分方案和措施正在实施中。
(1)针对进脱硫塔时煤气温度偏高,先是通过降低初冷煤气温度来解决,但是初冷温度下降,造成煤气含NH3量下降,进而影响脱硫液中的NH3含量,形成恶性循环,况且降低温度,也没能很好解决进脱硫塔的煤气温度。后来发现进脱硫塔煤气温度高,是由于煤气鼓风机温升过高所至,且鼓风机后又无降温设施。针对这种情况,我们先是将鼓风机煤气出口管线进行调整,由原来煤气三通出口改为弯头出口,以此消除温升过大的弊端。另外,在煤气鼓风机后设中冷塔来有效降低煤气温度,煤气中冷塔采用原来“66-Ⅲ”型焦炉化产所用的横管初冷器,既降低了投资费用,又能达到煤气降温的目的,一举两得。目前,中冷塔正在迁移安装,预计10月底便可投入使用。
(2)原来脱硫及硫回收工段设有用来冬季给脱硫液加热,夏季给脱硫液降温的螺旋板换热器夏季用化产循环水给脱硫液降温,由于该循环水温度在32℃以上,且换热器换热面积不足,降温效果不明显,为此将化产循环水改为制冷水,该制冷水温度在23℃以下,因而降温效果明显。
(3)为解决脱硫液中NH3降低,煤气中NH3含量增加的现状,2004年5月将洗蒸氨工段投运使用,水洗氨工艺有效解决了外供煤气中含氨量过高的问题。剩余氨水蒸氨采用直接蒸汽加热将氨蒸出,所获得的浓氨汽经分缩器、冷凝冷却器冷却后制成10%的浓氨水作脱硫的补充液,从而可及时调整脱硫液中NH3的浓度,保证合理的NH3/H2S比,提高脱硫效率。
(4)煤气中悬浮萘和油雾滴不但加大硫泡沫中杂质还降低脱硫效率,因而煤气中悬浮萘和焦油雾滴的有效清除,对保证脱硫及硫回收正常运行至关重要。为此将原来“66-Ⅲ”型焦炉配套化产所用电捕集焦油器改至新化产回收系统中,用于“70”型焦炉荒煤气净化,而将新系统两台电捕集焦油器用于“TJL4350D”型焦炉和“66-Ⅲ”型焦炉荒煤气净化,从而有效分配设备能力,彻底清除煤气中悬浮萘和焦油雾滴。另外,在中冷塔上用循环氨水给煤气加湿的同时,进一步清除煤气中悬浮萘和焦油等雾滴,从而降低硫泡沫中杂质。
(5)为解决熔硫釜易堵,影响正常熔硫的现状,我们拟采用水平带式过滤机来代替熔硫釜对硫泡沫进行处理,虽然此方案不能生产硫磺,但却能有效回收脱硫液,清除脱硫液中硫泡沫,保证脱硫系统的正常运行。
水平带式过滤机是一种新型高效、低能耗的过滤设备,它是利用特制循环胶带拖动滤布在固定的真空盒上滑动,通过重力和真空吸力,实现固液分离的连续过滤机。料浆通过进料槽均匀布在移动的滤布上,比较重的颗粒(如硫泡沫中的杂质)先沉在底部起助滤作用,轻的物料在上面,滤饼结构比较合理。在真空的作用下,滤液穿过滤布和胶带进入真空箱中,再从真空箱下部进入自动排液罐中;留在滤布上的滤饼,在滤布转向处卸掉,当滤布和胶带通过主动辊之后,二者分开,胶带、滤布分别用水清洗后再生,滤布经自动涨紧、调偏装置重回进料端,开始新的作业。
结 语

利用焦炉煤气自身所含有的NH3为碱源的湿式氧化法脱硫工艺已成为焦炉煤气脱硫工艺的主要发展方向,选择合适的催化剂,使脱硫液获得再生和如何分离出脱硫液中的硫泡沫,是保证脱硫正常运行的重要前提条件,脱硫及硫回收运行过程中所遇到的诸多问题希望能通过相应的解决方案予以解决,并能得到大家的认可和重视,共同为焦炉煤气脱硫做得更好而努力!

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关键词: 888催化剂厂家 湿法脱硫技术服务改造 脱硫塔设备厂



 
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