硫回收運(yùn)行過程異常情況分析及處理

山東兗礦魯南化工有限公司東廠區(qū)硫回收裝置設(shè)計能力年產(chǎn)14 kt硫磺，采用南化設(shè)計院設(shè)計的兩級克勞斯工藝技術(shù)，以凈化Ⅱ、凈化Ⅲ、凈化Ⅳ裝置的酸性氣為原料，由于還有1套年產(chǎn)6 kt二甲基亞砜裝置，也需要高濃度H2S為原料氣，故日常運(yùn)行中一般以滿足二甲基亞砜裝置生產(chǎn)能力為主，硫回收裝置主要處理凈化Ⅲ裝置來的酸性氣和二甲基亞砜裝置來的尾氣。

1 硫回收工藝流程

硫回收工藝流程見圖1。凈化Ⅲ裝置來的酸性氣和二甲基亞砜裝置來的尾氣在酸性氣焚燒爐中配以適量空氣進(jìn)行高溫燃燒后進(jìn)入一級冷凝器，分離出的液體經(jīng)液硫封進(jìn)入液硫貯槽；一級冷凝器出來的工藝氣和從酸性氣焚燒爐來的部分高溫工藝氣經(jīng)一級高溫?fù)胶烷y調(diào)節(jié)至入口指標(biāo)溫度，進(jìn)入一級克勞斯反應(yīng)器，產(chǎn)生的硫磺蒸氣經(jīng)二級冷凝器冷卻分離后，液硫經(jīng)液硫封進(jìn)入液硫貯槽；二級冷凝器出來的氣相和從酸性氣焚燒爐來的部分高溫工藝氣經(jīng)二級高溫?fù)胶烷y調(diào)節(jié)至入口指標(biāo)溫度后進(jìn)入二級克勞斯反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)生的硫磺經(jīng)三級冷凝器冷卻分離后，液硫經(jīng)液硫封進(jìn)入液硫貯槽；三級冷凝器出來的氣相再依次進(jìn)入尾氣分液罐、尾氣焚燒爐和尾氣廢熱鍋爐，最后合格煙氣經(jīng)煙囪高空排放。

圖1 硫回收工藝流程

2 存在的問題

2.1 銨鹽結(jié)晶物堵塞列管

由于凈化Ⅲ裝置脫硫系統(tǒng)是兩級閃蒸工藝，酸性氣濃度較低(體積分?jǐn)?shù)約10%)，且酸性氣中銨鹽雜質(zhì)較多，造成硫回收裝置運(yùn)行過程中出現(xiàn)銨鹽結(jié)晶、阻力時常升高等現(xiàn)象。檢修過程中，對尾氣廢熱鍋爐拆檢發(fā)現(xiàn)：尾氣廢熱鍋爐列管中堵滿了外表較硬、難溶于水的黃褐色雜質(zhì)。經(jīng)分析，為硫磺銨鹽結(jié)晶物。后對尾氣廢熱鍋爐列管進(jìn)行疏通，開車后正常。但裝置運(yùn)行約4個月后，因系統(tǒng)阻力升高而被迫退出進(jìn)行檢修。檢修時，對一、二、三級冷凝器更換了目數(shù)更多的絲網(wǎng)，尾氣廢熱鍋爐列管進(jìn)行疏通。重新開車后，工況有所好轉(zhuǎn)，運(yùn)行周期有所延長(約半年)。但尾氣廢熱鍋爐列管堵塞、銨鹽結(jié)晶問題始終沒能得到有效治理。

2.2 尾氣夾套下部積硫

2012年12月，硫回收裝置運(yùn)行過程中出現(xiàn)尾氣焚燒爐前、后2只熱電偶測溫點溫差較大的情況(后端比前端測溫點高300 ℃)，即熱量后移，被迫停車檢修。對尾氣焚燒爐進(jìn)行全面檢查發(fā)現(xiàn)：尾氣焚燒爐入口處，由于尾氣夾套下部長期積硫，已被完全腐蝕，風(fēng)機(jī)來的風(fēng)從腐蝕漏點處進(jìn)入尾氣夾套，本應(yīng)在尾氣焚燒爐爐膛混合的空氣和尾氣，在尾氣夾套處過早進(jìn)行了混合，造成了尾氣焚燒爐2個測溫點顯示偏差較大的異常情況。故將尾氣夾套外壁材質(zhì)更換為不銹鋼。

3 改造措施

針對銨鹽結(jié)晶物堵塞列管和尾氣夾套下部積硫等問題，原因是一、二、三級冷凝器和尾氣分液罐捕集效果不佳，本應(yīng)在前系統(tǒng)分離下來的液硫帶到了后系統(tǒng)，造成了上述2種非正常情況。

改造措施：在尾氣焚燒爐入口大閥門后增加1臺帶蒸汽夾套保溫的分離器，分離前系統(tǒng)未完全分離掉的液硫。經(jīng)半年來的運(yùn)行驗證，改造非常成功，解決了硫回收裝置運(yùn)行過程中列管堵塞和尾氣夾套下部積硫等問題。