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真空碳酸盐法脱硫工序改进 2016-05-26 11:11:57             
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在生产炼铁用焦炭和用焦炉法生产城市煤气时,会产生大量有极高毒性的硫化氢和氰化氢,硫化氢的燃烧产物二氧化碳是环境污染的根源之一。为了脱除焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢等有害物质,改善周边地区的空气质量和生态环境,某公司焦化厂从日本引进了真空碳酸盐法脱硫脱氰工艺技术。

该工序工艺为:用碳酸盐脱除焦炉煤气中的硫化氢,吸收富液在真空状态下进行解析;解析出的酸气用克劳斯法生产硫磺,此工艺在国内为首创。由于该工艺在真空状态下进行解析,并且使用循环氨水的显热作为蒸馏热源,吸收液的主要成分碳酸钠可以再生,用海成分可以分解,因而具有蒸汽消耗少,过程气量少,运行费用低,占地面积小,环保性好等优点,但该工艺在投入运行后也出现一些问题,主要是管线设备易堵塞,其中脱硫装置堵塞问题尤为突出。

一、脱硫装置的原理

脱硫装置的作用是:将焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢除去以获得净煤气,同时将硫化氢和氰化氢酸性气体回收共给SCL工序。用来脱除焦炉煤气的吸收液的主要成分是碳酸钠,温度约35℃,吸收塔主要反应如下:

Na2CO3+H2S―NaHCO3+NaHS

NaCO3+HCN―2NaCN+ NaHCO3

Na2CO3+CO2+H2O―2NaHCO3

通过反应产生脱硫富液,在保持真空状态,塔顶绝对压力为85/Hg,塔底绝对压力为100/Hg的再生塔内,塔顶液体约为51.7℃沸腾,产生的水蒸气与塔顶下来的富液在填料表面逆向接触,析出酸性气体,反应如下:

NaHCO3+NaHS―Na2CO3+H2S

2NaCN+ NaHCO3―NaCO3+HCN

2NaHCO3―Na2CO3+CO2+H2O

析出的酸性气体经过降温至27 ℃由真空加压到绝对压力150 KPa,再经过冷却分离后送往SCL工序。由于在酸汽产生的同时还要产生一些煤气中夹带的别的物质,如萘及在高温高压下反应的聚合物,而这些物质对所经设备产生一定影响。因此,在吸收煤气时,如何消除这些物质对设备的影响;及尽量脱出这些物质,就成为脱硫设备能否正常运转的关键因素。

二、脱硫装置工艺改进

1.脱硫装置工艺

从洗苯来的焦炉煤气入脱硫吸收塔的底部,与塔顶液体分布器下来的吸收液逆向接触,净化后的煤气经捕雾器后外送。吸收液经富液泵升压,贫富液换热器升温至再生塔顶,富液在再生塔内解析出酸汽,吸收液得到再生。吸收液解析出硫化氢、氰化氢、二氧化碳等酸性气体与水蒸气一起从再生塔顶部逸出,往蒸汽分缩器冷却至42℃,蒸汽冷却至25 ℃,再经气液分离器后被夹套汽加热升高约2℃,入真空泵后加压,送至酸汽冷却器,酸汽冷却至40℃。经酸汽分离器送往SCL工序。在蒸汽分缩器、蒸汽冷却器、气液分离器内被分离的凝缩水收集到凝缩水槽。凝缩水的的大部分被凝缩水泵升压后送往贫液泵进口,从酸汽冷却器、酸汽分离器出来的冷凝水,以及真空泵泄漏的少量润滑油,经水封槽满流至冷却水槽。冷却液槽内含油的冷凝液,一天一次通过冷凝液泵送往机械化焦油氨水澄清槽。

2.存在的问题及改进

脱硫脱氢装置运行过程中,脱硫脱氢效果好,但由于酸汽中含有萘、油较多,在酸汽降温过程中,萘易结晶集聚在冷却设备酸汽冷却器内,使得系统阻力增大,冷却效果变差,气体中夹带量增加,对后续工序带来不便。

为了解决现有问题,即分析论证,我们对脱硫装置作了一下改进:

1)在洗苯塔后入脱硫装置前加设新捕雾器,减少煤气中夹带的萘及洗油;

2)控制终冷温度,范围在21~23 ℃,减少煤气中萘的夹带;

3)改造酸汽冷却器,由卧式改为立式冷却器,在出口加装捕雾器,在酸汽分离器底部增设不定期用酸汽冷凝液进行冲洗。

3.改进后的效果

经过一段时间运行后,经分析比较,改造后有以下优点:

1)脱硫装置堵塞现象减少,运行时间增加,由原来的25天到基本消除堵塞现象;

2)由于运行时间增加,减少了检修次数,节省消耗;

3)减少酸汽中的杂质,对SCL个部分运行提供有力保障,减少后续工序堵塞的机率。

三、进一步巩固措施

为了进一步稳定脱硫装置的运行,我们又制定了对酸汽冷却器、新捕雾器进行定期吹扫,既保证风机的正常运行又稳定脱硫的运转。

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