張必安 張 亮

(江蘇戴夢(mèng)特化工科技股份有限公司 江蘇洪澤223100)

0 前言

江蘇戴夢(mèng)特化工科技股份有限公司第一化肥廠(以下簡(jiǎn)稱(chēng)第一化肥廠)建廠于20世紀(jì)70年代，時(shí)間較長(zhǎng)，并且部分設(shè)備、工藝比較落后。自2012年 12月以來(lái)，半水煤氣脫硫系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)半脫系統(tǒng))接連出現(xiàn)問(wèn)題，脫硫后硫化氫含量居高不下，大幅高于指標(biāo)值，給后續(xù)工段，特別是精煉工段，帶來(lái)很大負(fù)面影響，多次被迫停車(chē)處理硫化氫含量超標(biāo)的問(wèn)題，已經(jīng)嚴(yán)重制約生產(chǎn)。為此，2013年2月大修期間，第一化肥廠專(zhuān)門(mén)組織相關(guān)人員制定了半脫系統(tǒng)技改方案，對(duì)工藝指標(biāo)和重要設(shè)備進(jìn)行了完善和改造，使半脫系統(tǒng)存在的問(wèn)題基本得以解決。

1 半脫系統(tǒng)存在的問(wèn)題

(1)脫硫液中雜質(zhì)含量多。半水煤氣脫硫塔前設(shè)有1臺(tái)Φ3 000 mm×14 000 mm清洗塔，內(nèi)有2層螺旋大孔噴頭，每層9只噴嘴，每層用水量約80 m3/h，頂層有1塊除沫旋流板，利用造氣循環(huán)水以空塔噴淋方式對(duì)半水煤氣進(jìn)行清洗。但由于造氣循環(huán)水中含雜質(zhì)較多，造成清洗效果差，大量粉塵和焦油進(jìn)入脫硫液中。

(2)脫硫塔存在短板。該半水煤氣脫硫塔為填料塔(Φ3 200 mm×29 400 mm)，內(nèi)置3層填料，每層高5 m，但頂部未裝液體分布器，導(dǎo)致液體分布不均勻，易造成偏流。填料層的填料選擇也有缺陷，使用的Φ50 mm鮑爾環(huán)填料無(wú)論從材質(zhì)及填料規(guī)格上都無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

(3)再生系統(tǒng)的問(wèn)題。脫硫液吸收硫化氫后從脫硫塔直接進(jìn)入再生槽，中間未設(shè)置富液槽，導(dǎo)致脫硫液中懸浮硫及副鹽含量高。

(4)脫硫催化劑的選擇問(wèn)題。半脫系統(tǒng)先后使用過(guò)“888”催化劑、栲膠催化劑及DDS催化劑，種類(lèi)繁多。由于管理不到位、操作人員對(duì)催化劑的認(rèn)識(shí)程度不夠、沒(méi)能真正掌握催化劑的正確使用方法，不僅影響了生產(chǎn)，也增加了消耗。

2 脫硫效率低原因分析

(2)工藝指標(biāo)控制。主要是對(duì)工藝指標(biāo)的日常管控存在缺陷。操作人員對(duì)指標(biāo)操作隨意性較大，管理部門(mén)考核沒(méi)有跟上，細(xì)節(jié)管理沒(méi)有到位。

3 技改方案

3.1 工藝方面

(1)第一化肥廠在大修期間，將變換系統(tǒng)由高低低工藝改為全低變工藝，將半脫后硫化氫質(zhì)量濃度由0.20～0.31 g/m3調(diào)整為0.11～0.15 g/m3；將再生溫度由35～45 ℃調(diào)整為38～42 ℃。

(2)將DDS催化劑更換為“888”催化劑。改用“888”催化劑初期，可適當(dāng)加大“888”催化劑用量，但必須加強(qiáng)催化劑的操作管理，嚴(yán)格按照“888”催化劑使用要求操作，通入空氣3～4 h，使其充分活化?；罨戤吅?，緩慢滴加入脫硫液中。

(3)加強(qiáng)堿源控制。改變以往錯(cuò)誤的突擊式加堿方法，采取定時(shí)、定量分散補(bǔ)加，杜絕一次性補(bǔ)加，既不會(huì)對(duì)脫硫液系統(tǒng)組分有較大的影響，又對(duì)穩(wěn)定脫硫液中Na2CO3的含量、提高脫硫效率以及降低堿耗都有十分積極的作用。

3.2 設(shè)備方面

(1)半脫系統(tǒng)原來(lái)有1臺(tái)Φ4 200 mm×12 800 mm 靜電除焦塔，布置在脫硫塔后。此次技改新增1臺(tái)Φ4 200 mm×12 800 mm靜電除焦塔，安裝在氣柜出口清洗塔與羅茨鼓風(fēng)機(jī)之間，加強(qiáng)對(duì)進(jìn)脫硫塔前半水煤氣的凈化。

(2)在脫硫塔頂部進(jìn)液處加裝排管式液體分布器(兩側(cè)共計(jì)14根Φ48 mm支管)，選用聚丙烯材質(zhì)、Φ76 mm鮑爾環(huán)填料，且在每個(gè)填料層間安裝再分布器，保證液體分布均勻、氣液接觸充分。

(3)增設(shè)1臺(tái)Φ5 000 mm×6 500 mm富液槽。從脫硫塔出來(lái)的富液從底部進(jìn)入富液槽，停留8～10 min，再通過(guò)富液泵打入再生槽。為防止富液在富液槽中被泵直接抽走而走短路，富液管進(jìn)入富液槽后裝彎頭垂直向上延伸3 000 mm，保證富液在富液槽內(nèi)有足夠的停留時(shí)間。

(4)新增1臺(tái)Φ5 000 mm×7 000 mm冷卻槽。熔硫后的高溫液體進(jìn)入冷卻槽，經(jīng)降溫、冷卻后返回系統(tǒng)。

(5)新增1臺(tái)LD35/1000-30U型板框式壓濾機(jī)。從冷卻槽來(lái)的脫硫液經(jīng)板框式壓濾機(jī)壓濾，除去大部分副鹽及其他雜質(zhì)。

3.3 技改后半脫系統(tǒng)工藝流程

技改后半脫系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1。硫化氫質(zhì)量濃度為0.7～1.0 g/m3的半水煤氣經(jīng)清洗塔、靜電除焦塔凈化后，經(jīng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、清洗塔后從底部進(jìn)入脫硫塔，與頂部來(lái)的脫硫液逆流接觸，被吸收大部分硫化氫后的半水煤氣經(jīng)清洗塔、靜電除焦塔后送至壓縮工段。

圖1 技改后半脫系統(tǒng)工藝流程

吸收硫化氫后的富液從底部進(jìn)入富液槽，停留8～10 min后由富液泵送至再生槽的10組噴射器內(nèi)。在再生槽內(nèi)完成再生、浮選后，液體經(jīng)再生槽液位調(diào)節(jié)器溢流至貧液槽，貧液由貧液泵送至脫硫塔循環(huán)使用。浮選出的硫泡沫溢流至硫泡沫槽，經(jīng)分層、分離后，硫泡沫由硫泡沫泵打入熔硫釜回收硫磺，分離的液體進(jìn)入貧液槽。熔硫后的高溫液體進(jìn)入冷卻槽，在盤(pán)管式冷卻裝置作用下降溫，然后經(jīng)板框式壓濾機(jī)壓濾，除去其中大部分鹽分及其他雜質(zhì)后，由泵送至貧液槽循環(huán)使用。

4 技改效果

技改后，半脫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，脫硫效率大幅度提高，脫硫液中各組分含量穩(wěn)定，脫硫后硫化氫含量一直穩(wěn)定在工藝指標(biāo)內(nèi)。技改前、后脫硫液組分參數(shù)比較和脫硫工藝參數(shù)比較分別見(jiàn)表1和表2。

表1 技改前、后脫硫液組分參數(shù)比較

表2 技改前、后脫硫工藝參數(shù)比較

5 經(jīng)濟(jì)效果

(1)使用“888”催化劑與以前使用DDS催化劑相比，每天可降低費(fèi)用在150元以上；且“888”催化劑在使用中不需要添加蒸汽，從而降低了蒸汽消耗，可節(jié)省0.6 MPa飽和蒸汽2 t/d左右，節(jié)約費(fèi)用約400元/d。

(2)增加富液槽以后，脫硫液中副鹽、懸浮硫含量大幅度降低，降低了堿耗，平均月可節(jié)省費(fèi)用8 000～10 000元。

(3)半脫系統(tǒng)脫硫效率大幅度提高以后，減輕了變換氣脫硫系統(tǒng)的壓力。技改后，撤銷(xiāo)了原先變換氣脫硫的活性炭脫硫設(shè)備，節(jié)省了因更換活性炭所產(chǎn)生的費(fèi)用(活性炭更換周期為3～5個(gè)月，費(fèi)用為25 000～30 000元/次)。

(4)第一化肥廠半脫系統(tǒng)實(shí)施技改方案后運(yùn)行至今，沒(méi)有出現(xiàn)脫硫塔塔堵現(xiàn)象，以前每周至少?zèng)_洗1次脫硫塔的現(xiàn)象不復(fù)存在，不僅避免了生產(chǎn)波動(dòng)，又減輕了環(huán)保壓力(沖洗脫硫塔后帶脫硫液的水需送到污水處理廠處理，不能直接外排)，產(chǎn)生了不可估量的隱性經(jīng)濟(jì)效益，半脫系統(tǒng)存在的問(wèn)題基本得以解決。