關(guān)于提高負(fù)壓脫硫效率的探討

我廠6#、7#焦?fàn)t于2005年建成投產(chǎn)，配套處理量為60，000NM3/h的煤氣凈化系統(tǒng)，其中脫硫系統(tǒng)采用HPF濕法脫硫工藝，使用長(zhǎng)春東獅科貿(mào)實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)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，我們與某公司在傳統(tǒng)HPF法脫硫工藝基礎(chǔ)上合作開發(fā)了負(fù)壓脫硫工藝，取得了成功，近年來(lái)我們也在不斷的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使之更加節(jié)能、高效。

1 工藝簡(jiǎn)介

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

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

經(jīng)分離后的生硫膏直接裝袋，濾液返回脫硫系統(tǒng)。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(tǒng)。

2 工藝特點(diǎn)

(1)由于煤氣經(jīng)電捕后直接進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，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(yù)冷環(huán)節(jié)的能耗和固定投資，更重要的是減少了預(yù)冷過(guò)程中氨的損失，有利于提高脫硫效率。與我廠1～5#焦?fàn)t配套的位于鼓風(fēng)機(jī)后的HPF法脫硫工藝相比，脫硫液中的揮發(fā)氨高出2g/L，達(dá)到9g/L左右。

(2)再生尾氣全部回收，減少尾氣污染環(huán)境。

(3)煤氣溫度梯度合理，鼓風(fēng)機(jī)后煤氣溫度恰好適合硫銨的生產(chǎn)，減少了煤氣預(yù)熱器的負(fù)荷，節(jié)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(tǒng)投產(chǎn)以后運(yùn)行一直比較穩(wěn)定，脫硫后煤氣硫化氫含量0.3～0.4g/Nm3，脫硫效率達(dá)97%，為了進(jìn)一步降低煤氣中的硫化氫含量，我們?cè)谶M(jìn)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(lái)的焦?fàn)t煤氣溫度在26～28℃之間，為了保證脫硫系統(tǒng)的水系平衡以及催化反應(yīng)的溫度需求，脫硫液的溫度應(yīng)比煤氣溫度高2～3℃。為了更加精準(zhǔn)地控制脫硫液溫度，我們?cè)诿刻籽b置上設(shè)置了兩臺(tái)板式換熱器，將部分脫硫液用低溫水進(jìn)行冷卻后進(jìn)入系統(tǒng)，將系統(tǒng)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(fā)氨含量

由于焦?fàn)t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(fù)壓脫硫在這方面比正壓脫硫有著先天的優(yōu)越性，脫硫液含氨量達(dá)到8～9g/L。就整個(gè)焦化廠煤氣凈化工藝來(lái)說(shuō)，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(xiàn)狀。負(fù)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(fèi)氨源，同時(shí)污染空氣、腐蝕設(shè)備。原設(shè)計(jì)將再生塔的尾氣直接引入脫 硫后的負(fù)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(duì)鼓風(fēng)機(jī)前導(dǎo)向裝置、鼓風(fēng)機(jī)葉輪都產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)尾氣中的氨也隨之流向下道工序。通過(guò)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?；?yàn)數(shù)據(jù)表明，尾氣系統(tǒng)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(tǒng)的煤氣流量

脫硫工序的兩套脫硫、再生系統(tǒng)屬并聯(lián)分布，而且沒有設(shè)置單個(gè)系統(tǒng)的煤氣流量表，造成兩套系統(tǒng)的負(fù)荷不均衡，從脫硫液中副鹽的增長(zhǎng)速度可以明顯看出2#系統(tǒng)的負(fù)荷高于1#系統(tǒng)。我們通過(guò)以下手段進(jìn)行調(diào)節(jié)：一是適當(dāng)減小2#系統(tǒng)的煤氣入口閥門;二是將濃氨水的補(bǔ)充量適當(dāng)向2#系統(tǒng)傾斜;三是將888催化劑的用量適當(dāng)向2#系統(tǒng)傾斜，保持2#系統(tǒng)的888催化劑濃度高于1#系統(tǒng)約2～4ppm。

3.4提高離心機(jī)運(yùn)行壽命和硫膏分離效率

由于我們采用離心機(jī)進(jìn)行硫膏的分離，888催化劑的一大特點(diǎn)是單質(zhì)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(jī)的運(yùn)行壽命較短，維護(hù)成本高企，分離效率也受到較大的制約，硫膏水分經(jīng)常超過(guò)30%，甚至達(dá)到35%，硫膏倉(cāng)庫(kù)環(huán)境十分惡劣，客戶怨聲載道，脫硫液中懸浮硫含量也高達(dá)5g/L。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，造成離心機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定的主要因素是再生塔生成的硫泡沫的濃度波動(dòng)較大，而泡沫槽使用的側(cè)入式攪拌裝置又不能正常運(yùn)行是問(wèn)題的關(guān)鍵所在。對(duì)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(wěn)定和增加泡沫濃度的目的;二是在泡沫槽中增設(shè)泡沫 噴射攪拌裝置，避免泡沫沉積;三是強(qiáng)化離心機(jī)的操作和調(diào)節(jié)，穩(wěn)定硫膏水分。通過(guò)上述措施，離心機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行壽命由原來(lái)的兩個(gè)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(jié)語(yǔ)

通過(guò)采取以上改進(jìn)措施，負(fù)壓脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)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(dá)到98%。