脱硫液提盐系统生产运行分析及优化方案探讨

脱硫液提盐系统生产运行分析及优化方案探讨 张朋朋 1 陈涛1 王雷2 1 陕西黄陵煤化工有限责任公司 陕西 黄陵 727307 2 黄陵矿业集团有限责任公司 陕西 黄陵 727307 摘 要 针对脱硫液提盐系统运行期间出现的设备和工艺等问题 进行了原因分析 并 提出了增加前置过滤装置 管道伴热 余热回收 产品烘干 副产品转换 负压蒸氨 更换管 道和设备的改造方案 经过对脱硫液提盐系统改造后 可使脱硫液副盐含量降低 脱硫效率 提升 为后续甲醇的正常生产提供保障 并具有一定经济效益 关键词 HPF 法脱硫 脱硫液 提盐 改造 Abstract This paper analyzes the reasons of equipment and processes during the running of the desulfurization liquid salt extract system and proposed to increase the pre filter tracing pipeline waste heat recovery drying products by products conversion devices the negative pressure ammonia distillation replacing pipeline and equipment After modification the desulfurization liquid salt extract system can reduce the salt content of the desulfurization solution deputy and improve the desulfurization efficiency to provide protection for the normal production of the methanol production and it has some economical benefit Key words HPF Process desulfurization liquid salt extract modification 陕西黄陵煤化工有限责任公司为年产焦炭 200 万 t 的煤化工企业 化产脱硫工序以煤 气中的氨为碱源 采用以 HPF 为复合型催化剂的湿式氧化法脱硫工艺 该工艺具有脱硫效 率高 成本低等优点 但存在着脱硫液副盐含量高的问题 降低了脱硫效率 影响脱硫系 统的正常运行 我公司脱硫系统于 2012 年 6 月投产运行 在运行 5 个月后副盐含量达到 300mg L 为保证脱硫效果 公司于 2013 年引进处理能力为 100t d 的脱硫液提盐项目 解 决了脱硫系统脱硫液处理的难题 然而 脱硫液提盐系统在调试运行后期出现了各种问题 影响系统满负荷的生产运行 为此 对脱硫液提盐系统出现的问题进行分析 提出可行性 的改造方案 对脱硫液提盐系统优化进行探讨 以供相关生产企业参考 1 脱硫液提盐系统调试期间运行情况 1 1 脱硫液提盐系统工艺流程 脱硫液提盐系统工艺流程见图 1 从脱硫地下槽来的脱硫废液首先进入脱色釜 加入 活性炭后 在常压下搅拌并加热至 95 100 利用活性炭的吸附作用 将脱硫液中的悬 浮硫 焦油 催化剂等脱除 随后活性炭和清液一同进入活性炭压滤板框过滤 得到合格 的清液 并分离出废活性炭 清液进入浓缩釜 在真空负压搅拌装态下 被蒸汽加热至 60 70 进行减压浓缩 在浓缩过程中 缓慢添加离心后的母液 逐步提高浓缩釜内脱硫 清液副盐浓度 当浓缩至一定温度和浓度时 用压滤板框对浓缩液进行热过滤 分离出副 产品硫代硫酸铵混盐 过滤后的清液进入结晶釜 冷却至 23 25 再次结晶后 进入离 心机分离 得到主要产品硫氰酸铵 分离后的母液回到浓缩釜内 往返循环 浓缩釜产生 的氨气经冷凝冷却器冷却后进入氨水回收罐 输送至脱硫系统 真空泵负压抽取的氨气经 尾气洗涤系统处理后 实现无污染的排放 图 1 脱硫液提盐系统工艺流程示意图 2 2 调试运行前期 中期运行情况 脱硫液提盐项目建成以后 于 2013 年 5 月至 6 月进行了调试运行 在调试期间 脱硫 系统脱硫液副盐含量逐渐降低 副盐浓度由调试前 300g L 以上降至 200g L 以下 最低达 到 140g L 副盐浓度达到预期的要求 根据产品硫氰酸铵化验结果 硫氰酸铵纯度达到 97 品质达到预期要求 调试运行阶段脱硫液副盐浓度变化曲线图见图 2 图 2 调试运行阶段脱硫液副盐浓度变化曲线图 从图 2 可以看出 在调试运行后期 脱硫液中副盐浓度急剧上升 最高达到 275g L 最终稳定在 230g L 左右 副盐浓度的升高导致脱硫系统脱硫效果降低 对后续甲醇生产造 成影响 通过对脱硫液提盐系统运行状况进行分析 得出脱硫液副盐浓度升高的原因是提 盐系统处理量的降低 因此 需要对提盐系统存在的问题进行全面分析 解决制约提盐系 统正常运行的问题 保证脱硫系统脱硫效果达到要求 满足后续甲醇生产正常运行 2 提盐系统存在的问题 2 1 活性炭用量大 添加活性炭的作用是吸附脱硫液中悬浮硫 焦油 催化剂等物质 保证产品颜色洁白 纯正 由于从脱硫地下槽来的脱硫液未经任何过滤设施 直接进入提盐系统脱色釜 导致 脱硫液中的悬浮硫 焦油等被活性炭吸附 消耗大量的活性炭 特别是在脱硫液中催化剂 含量高的情况下 活性炭用量增加至正常情况下的 2 3 倍 脱色时间延长 直接导致处理 脱硫液能力下降 造成脱硫系统副盐浓度升高 2 2 低温下管道易堵塞 脱硫液经过减压浓缩后 母液的饱和度升高 在低温的条件下容易结晶 在环境温度 较低的情况下 需采取管道伴热保温措施 以保证浓缩后的母液结晶不易析出 黄陵地区 昼夜温差大 调试运行期间 出现结晶堵塞管道的现象 经常需停工疏通管道 造成系统 无法连续运行 使得处理脱硫液能力下降 2 3 减压蒸发后的蒸汽损失 经活性炭过滤后的脱硫液进入浓缩釜 由釜内的蒸汽盘管加热进行减压蒸发 脱离液 经加热后 产生的蒸汽进入冷凝器冷却 蒸汽的热量传递给制冷水 没有返回提盐系统进 行再利用 加大了系统蒸汽耗量 增加了制冷水用量 运行成本升高 2 4 无产品烘干装置 提盐系统生产的主产品硫氰酸铵 副产品硫代硫酸铵分别由离心机和压滤板框除去水 分 没有对产品进行烘干 水分含量较大 造成产品质量降低 并增加运输费用 2 5 无副产品分离工艺 提盐系统生产出的副产品硫代硫酸铵和硫酸铵混合物 市场销售差 导致副产品的存 放和去向无法解决 造成产品库房无法满足产品存放的要求 2 6 设备选型落后 提盐系统中存在脱硫液 氨气等物质 在脱硫液和氨气的作用下 设备和管道极易产 生腐蚀 在调试运行后期 碳钢类的设备 管道 阀门出现严重锈蚀 造成跑冒滴漏和设 备故障 检修率增加 造成系统处理能力下降 另外 过滤设备如压滤板框 三足式离心 机选型落后 操作繁琐 需要大量的人力和时间来保证生产 人力成本升高 生产周期长 影响系统处理能力 2 7 操作环境恶劣 由于脱离液中含有氨水等挥发性刺鼻物质 虽然通过减压蒸发工序 可除去部分氨水 但是无法完全除去 氨水易挥发 在活性炭板框压滤和硫代硫酸铵压滤时 母液中的氨水 挥发出来 造成对环境的影响 3 改造方案 3 1 增加前置过滤装置 活性炭的用量多 是由于大部分活性炭用于吸附硫泡沫和焦油等杂质 因此 可增加 一套物理过滤装置 将脱硫液中的硫泡沫和焦油预先过滤后 再进入活性炭过滤系统 可 减少活性炭用量 减少脱色时间 提高处理能力 3 2 增加管道伴热装置 硫氰酸铵溶液结晶温度较低 造成了低温环境下管道易堵塞 可对管道采取伴热措施 提高管道内母液温度 防止低温结晶 另外 将水平布置的管道适当增加下倾角度 使管 道内的母液易于流动 防止流速过慢 使结晶沉积 造成管道堵塞 3 3 增加换热器 减压蒸发产生的蒸汽 其热值较高 可增加一套换热器 利用其热量与进浓缩釜前的 脱硫液进行热量交换 可大幅度地减少蒸汽使用量 降低生产成本 3 4 增加产品烘干装置 离心机甩出的产品水分含量较高 为降低水分 提高产品品质 降低运输费用 可在 离心机后 增加一套烘干装置 3 5 增加一套副产品转换装置 由于副产品的销售问题 必须要对副产品进行重新加工转换 根据副产品的成分可知 硫代硫酸铵经空气氧化后可生产硫酸铵 解决了副产品的处理难题 因此 可增加一套硫 代硫酸铵转硫酸铵的装置 3 6 对管道和设备进行更新 由于脱硫液和氨气会对设备和管道造成严重的腐蚀 需将提盐系统中的碳钢类设备 管道和阀门更换为 316L 材质 以延长使用寿命 降低检修率 另外 对于操作繁琐 劳动 强度大的硫代硫酸铵压滤板框 可根据实际情况 减少板框数量 增加一套粗分离的离心 机 降低人员劳动强度 用于硫氰酸铵脱水的三足式离心机 其间歇式的运行方式和人工 进料 水洗 清料同样会造成生产周期延长 可更换为自动进料 自动出料 可连续运行 的离心机 降低生产周期 提高处理能力 3 7 增加负压蒸氨系统 为了降低脱硫液中的氨水浓度 减少生产过程中挥发出的氨气 可在脱色前对脱硫液 进行负压蒸氨 通过负压蒸氨 使脱硫液中的氨含量降低至较低水平 有效避免了后续操 作中氨气的挥发 改善工作环境 4 结语 我公司引进的脱硫液提盐系统 是一种对环境无污染的新型脱硫液处理工艺 在系统 正常运行的条件下 解决了脱硫液副盐高的问题 实现了脱硫系统的正常运行 对于调试 运行期间出现的设备 工艺方面的问题 提出了改造方案 通过上述改造方