天脊集团晋城化工股份有限公司煤气化厂6×104t.doc

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Na2CO3NaHC03悬浮硫2.0 0.81.5 0.4 8.2 4 23 0.52.5g/Lmg/L 0.6N8.5 8g/L27g/L g/L2主要设备变脱塔3 82814 H=30495mm 1台再生槽4 2168H=11100mm 1台再生槽3 6168H=7 300mm 1台循环槽3 8168H=4 460mm 1台溶液制备槽2 0168H=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时间压力(MPa)温度H2S(mg/m3)脱硫效率(%)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ADA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/h22 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/d2Na2CO3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 / L28-35PH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，煤气净化工艺多采用原苏联的老流程，大多采用浸没式饱和器来脱除煤气中的氨，没有设脱硫装置，只有个别焦化厂采用的ADA方法，以蒽醌二磺酸为催化剂，其脱除率和净化成本，远远落后于石油和化工行业。随着我国的改革开放及国家环保政策的日益严格，为了改变我国焦炉煤气净化技术长期落后的状态，我国焦化工作者通过与世界各国应用的湿法脱硫技术交流，寻找适合中国国情的煤气净化技术。经过论证比较，当时广泛采用的AS工艺是比较先进的脱硫技术，它利用煤气中自身的氨为碱源来脱除煤气中的硫（故称AS流程），净化后煤气中H2S含量可达0.5g/m3。1986年宣钢焦化厂首次从德国斯蒂尔公司引进AS全套煤气净化工艺，此后石家庄攀钢北焦马钢武钢等近20家焦化厂采用该工艺。在吸收消化AS工艺的过程中，不断探索生产操作实践，解决并标定了大量技术难题。鞍山焦化耐火材料设计总院与无锡焦化厂在总结国内外湿式氧化法脱硫技术的基础上，又开发出了以HPF为催化剂的HPF法脱硫工艺，在中小型焦化企业应用，脱硫率高达95%，收到较好的效果。20余年来，我国焦化行业引进并开发了多种煤气脱硫工艺，可以说是“应有尽有”，其中包括世界各国正在应用的湿法脱硫技术，但从整体来看，存在着不可忽视的问题，装备水平低，设备腐蚀严重，自动化程度较低，环境保护不配套，从而导致脱硫效率不稳定，系统能耗高，产品质量低，脱硫废液处理困难。我国采用的煤气湿式脱硫代表工艺看，虽然煤气处理规模不同，能源动力消耗差别较大，但各具千秋，长短各异，利弊并存。加快研究开发，完善我国煤气脱硫技术据相关资料统计，我国目前有近50%小型机焦、部分中型焦化厂及煤气厂的煤气净化装置不健全，据估算，2005年机焦生产煤气放散量超过120亿m3，土焦及改良焦根本无回收装置，只有大中型机焦生产企业配备较完善的焦炉煤气净化系统。所以，根据我国焦化企业不同生产规模的现状，研制新型高效催化剂，开发和完善适合我国国情的煤气脱硫工艺，已成为当务之急。焦炉煤气的脱硫脱氰方法发展到今天已有50余种，有代表性的常用方法也有10余种，通过引进消化及改进，我国已基本掌握具有世界先进水平的脱硫技术。在我国200多家焦化企业中，有煤气净化装置的仅有100余家，且工艺参杂不齐，规模大小不一，净化煤气成本较高。面对我国煤气脱硫技术良莠并存的局面，焦化行业的技术人员要有针对性地开展研究，解决好硫磺的收率设备的腐蚀熔硫的转化废液的处理等难题，并在现有工艺基础上组合出各种有效实用的工艺流程，开发10万m3/h氧化法脱硫及脱硫废液制酸新技术，以形成良性循环经济产业链。近年