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变脱采用栲胶法脱硫的运行总结 发表日期:2005 年 7 月 20 日 出处:小氮肥设计技术 天脊集团晋城化工股份有限公司煤气化厂 6104t/a 合成氨变脱,采用栲胶脱硫,于 2000 年 11 月投入运行。合成氨经过填平补齐技改,产量也达到日产 400t 水平,原 6104t/a 合 成氨变脱已不能满足生产的需要,2002 年其进行改造,并取得了满意效果。 1 工艺指标 (1) 流量:变换气,71 667Nm3/h 溶液循环量,400m3h。 (2) 压力:变脱塔入口0.8MPa 变脱泵出口 1.5MPa 再生槽入口 0.40.5Mpa。 (3) 温度:变换气40 再生液50 (4) 成份:变换气中 H2S 含量600mgNm3 脱硫后 H2S 含量10mg/Nm3 (5) 脱硫液成分: 栲胶 NaVO3 总碱度 pH 值 Na2CO3 NaHC03 悬浮硫2.0 0.81.5 0.4 8.2 4 23 0.52.5g/L mg/L 0.6N 8.5 8g/L 27g/L g/L 2 主要设备 变脱塔 3 82814 H=30 495mm 1 台再生槽 4 2168 H=11 100mm 1 台再生槽 3 6168 H=7 300mm 1 台循环槽 3 8168 H=4 460mm 1 台溶液制备槽 2 0168 H=2 000mm 1 台硫泡沫槽 长 4 000宽 2 000高 2 500mm 1 台变脱泵 D280-483 3 台溶液制备泵 2BA-6 1 台硫泡沫泵 3BA-9 1 台熔硫釜 DN700/DN600 H=3 328mm 1 台 3 实际操作数据和物料消耗 (1) 变脱的运行数据 表 1 变脱的实际操作数据压力(MPa)温度H2S(mg/m3) 时间 变脱出口脱硫泵出口喷射器入口循环槽1#变换气2#变换气脱硫前脱硫后脱硫效率(%)2003-09-260.721.500.514235375105.0990223-09-270.711.360.534335379206.0992003-09-280.701.380.514136376004.2992003-09-290.721.360.524036385004.0992003-09-300.701.330.534036385004.5992003-10-010.721.350.523935384704.0992003-10-020.701.350.524036384704.799表 2 变脱液成分时间pH电位(mV)总碱度(mol/L)Na2CO3(g/L)NaHCO3(g/L)Na2S2O3(g/L)栲胶(g/L)总钒(g/L)悬浮硫(g/L)2003-09-267.98-1330.3781.06030.072.2122.1651.5750.2562003-09-278.00-1320.3920.84831.581.6592.0701.5140.1282003-09-288.02-1320.4040.59031.422.4222.1651.4100.1282003-09-297.96-1280.3920.84831.583.0022.3531.5060.256表 3 物料消耗表时间合成氨产量(t)纯碱消耗(kg)栲胶消耗(kg)五氧化二钒(kg)2003-0110 968.0510440200502003-0211 280.372 4002502003-039 656.812 400250502003-0411 427.802 4002002003-055 149.93240100502003-0610 956.181 440200合 计59 439.1510 3201 200150由上表可看出,栲胶法变脱物料消耗很低,吨氨纯碱消耗 0.17kg,栲胶 0.02kg,五氧化二 钒 0.002 5kg,吨氨化学品费公 0.51 元。每天可回收硫磺 720kg,折吨氨 1.8kg,可收入 1.08 元。足以弥补变脱化学品和回收硫磺消耗蒸汽的一切费用。 4 改造后效果 2002 年生产合成氨 111 578t,大颗粒尿素 151 399t。2003 年 19 月平均日产合成氨近 400t,变换气入口 H2S400600mg/Nm3,最高 H2S 达 920mg/Nm3,出口 H2S 最高 6mg/Nm3,脱硫效率 99%,溶液硫化氢吸收容量达到 0.106kg/m3,液气比 5.58L/m3,达到 国内同行业目前栲胶法脱硫最好水平,从没有发生过液泛、堵塔现象,变脱运行状态良好, 可满足年产 12104t 合成氨生产需要。 5 工艺设备优点: 工艺设计合理;(2)设备结构、塔内分布器先进;(3)变脱塔内装的新型填料六菱环,具有 比表面积大(=178m2/m3),压降小,空隙率大(=0.96m3/m3),传质效率高等显著特点。 摘自小氮肥设计技术,2004改良改良 ADA 半水煤气脱硫装置的技术改造半水煤气脱硫装置的技术改造 发表日期:2005 年 9 月 2 日 作者:石修国 董道涛 【编辑录入:超管员】青岛碱业股份有限公司天柱化肥分公司(原平度化肥厂)现有合成氨醇 14104t/a、尿素14104t/a 的生产能力,脱硫前半水煤气 H2S 含量 1.42.0g/m3。脱硫装置的设计能力为合成氨 8104t/a,半水煤气为 28000Nm3/h。采用改良 ADA 法脱硫工艺,公司合成氨生 产规模扩大至 14104t/a,脱硫塔通过气量已达到 50000Nm3/h,要保证脱硫正常运行, 需要对系统加以扩建改造。另一方面,改良 ADA 法运行多年一直存在脱硫效率偏低和堵塔 现象,脱硫后 H2S 含量亦呈周期性超标,影响合成氨生产。在现有装置不变的情况下,为 了提高生产能力,改用东北师大研发的“888”脱硫技术及脱硫催化剂。在装置不变的情况 下提高了生产能力。1 主要设备一览主要相关设备见表 1半水煤气脱硫主要设备脱硫塔420033201格栅填料,填料总高 15 米。V=410m3再生槽9500/850060001V=300m3贫液槽420055001V=87m3富液槽450055001V=87m3贫液泵Q=420m3/h2 贫液泵Q=790m3/h1 富液泵Q=485m3/h3 富液泵Q=720m3/h1 罗茨风机Q=346m3/h3 罗茨风机Q=160m3/h1 罗茨风机Q=116m3/h2 2 ADA 脱硫催化剂使用情况脱硫催化剂变更前,公司长期使用传统的改良 ADA 法脱硫工艺,其相关运行参数见表 2。表 2 ADA 脱硫工艺参数半水煤气流量 5104Nm3/h半水煤气温度 22-35溶液循环量 900-940m3/h气液比 50Nm3/h脱硫前 H2S 含量 1.4-2.0g/Nm3脱硫后 H2S 含量 85mg/Nm3脱硫液总量 450m3V2O5加入量 10kg/d脱硫效率 94%当脱硫塔处理半水煤气数量达到 5104Nm3/h 时,脱硫过程出现一系列问题,主要有以下 几个方面: (1)脱硫塔堵塔现象极为频繁。2003 年扒填料清塔三次,2004 年上半年扒塔二次,四层填料段单层压差最高达 10Kpa 以 上。每次清塔耗费大量人力、物力和财力,严重影响企业的经济效益。(2)硫泡沫不稳定,硫回收率偏低。自 2004 年 4 月份,脱硫液再生状况不良,泡沫面积小,持续时间较长,硫回收率差别很大, 有时回收率仅维持在 5060之间。(3)气体净化度不稳定,严重影响相关工序的正常生产。脱硫后的 H2S 含量多在 85mg/Nm3以上,最高达到 180mg/Nm3。直接导致压缩机一段活 门堵塞,影响打气量,另外还影响中温变换催化剂活性,造成变换耗蒸汽量增加,触媒使 用寿命缩短。我们经初步分析,认定 ADA 脱硫法存在以下几个方面不足:(1)改良 ADA 法对溶液 PH 值要求十分严格。提高 PH 值虽然对 H2S 的吸收有利,但对 于 ADA钒酸钠溶液与硫氢化物之间的比反应速率的影响是不利的。随着 PH 值升高,硫 氢化物的反应速率将大幅度降低。因此要选择合适的溶液 PH 值要做到两者兼顾,难度较 大。(2)另外,脱硫溶液是良好的微生物培养剂,当硫氰化物含量降低,微生物会导致碱耗大 增,溶液起泡,浮硫困难甚至粘性硫堵塞等操作问题。3 “888”脱硫催化剂使用状况针对上述几个方面的问题,决定放弃使用改良 ADA 法。先后试用了两种脱硫催化剂替代 ADA,效果均不理想,最终我们选定东北师大的“东狮”牌“888”脱硫催化剂及相关脱硫 技术,并于 2004 年 7 月份投入使用,相关参数见表 3,表 4。表 3 更换催化剂后脱硫塔工艺参数项 目单 位运行数据半水煤气流量Nm3/h5104 半水煤气温度22-35 溶液循环量m3/h800-900 气液比Nm3/h56 脱硫前 H2Sg/Nm31.5-2.0 脱硫后 H2Smg/Nm340脱硫效率%98 “888”加入量kg/d2 Na2CO3加入量kg/d300-600 脱硫液总量m3400表 4 脱硫液成分分析溶液成分单 位含 量总碱N0.4-0.5 碳酸钠g / L3.0-5.5 碳酸氢钠g / L28-35 PH 值8.46-8.6 悬浮硫g / L0.1-0.6 硫代硫酸钠g / L2-8注:“888”含量的分析结果由于受原溶液中的 ADA 的影响,数值不具代表性,故其含 量数值未列入表中。“888”催化剂投入使用后,原来脱硫系统存在的许多问题逐步得以缓解或解决。从实际运行状况来看,“888”催化剂具有以下几方面优点。(1)堵塔次数减少,填料上粘着物较 ADA 法硬度降低,较易清除。2004 年下半年排除设备因素及其它因素影响,仅清塔一次,且填料上粘附物硬度及附着力 均有不同程度的降低,较易清除。(2)硫泡沫比较稳定,硫回收率有所提高。自 2004 年 7 月份使用“888”催化剂替代 ADA 催化剂以来,随着溶液中“888”浓度的不 断提高,硫泡沫日趋稳定,改变了原来泡沫稀薄,甚至长时间无泡沫的现象。(3)脱硫效率由 94提高到 98以上,塔内积硫减少。(4)脱硫后 H2S 含量大幅度降低,由原来的 85mg/Nm3降到 40mg/Nm3以下,使原来因 脱硫后 H2S 含量高引发的一系列问题得以有效解决。4 经济效益分析(1)催化剂的使用费用与原来的 ADA 法基本持平,不予计算。(2)堵塔次数减少,照以往经验,每年可少停车清塔 2 次,仅此一项,创效益 20 万元 年。(3)压缩机活门硫堵问题得以缓解,压缩机有效打气量提高 0.2,此项经济效益达 8 万 元年。(4)变换蒸汽耗量较原来降低 1.5,每年仅此一项,创经济效益 6 万元。综上所述,半脱装置改造以后,无论在运行效果还是经济效益方面都是比较合算的。当然, 我们使用“888”催化剂只有半年时间,相关运行方面的某些特点仍需进一步总结。煤气脱硫工艺,选用不容易兼评我国焦炉煤气湿法脱硫技术的现状与发展 -武钢 丰恒夫焦炉煤气中所含的硫化氢及氰化氢均是有害物质,它不仅腐蚀设备和输送管道,而且还污染环境。近20 年来,我国引进或开发出多种有效的煤气脱硫工艺,尤其是在湿法脱硫技术上,研制出多种高效脱硫剂,相应地开发出 HPF 等脱硫工艺,并在不断优化的过程中,逐步走向成熟、实用和低成本。我国焦炉煤气湿法脱硫技术的现状在上世纪 80 年代以前,由于受多种因素影响,我国对焦炉煤气脱硫脱氰认识不足,煤气净化工
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