焦?fàn)t煤氣精脫系統(tǒng)再生工序存在問(wèn)題與改進(jìn)措施

潘九虎

（本鋼板材股份有限公司燃?xì)鈴S，遼寧本溪117000）

焦?fàn)t煤氣精脫系統(tǒng)再生工序存在問(wèn)題與改進(jìn)措施

潘九虎

（本鋼板材股份有限公司燃?xì)鈴S，遼寧本溪117000）

針對(duì)焦?fàn)t煤氣精脫系統(tǒng)再生工序在運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，分析查找原因并對(duì)其采取改進(jìn)措施，提高了焦?fàn)t煤氣精脫系統(tǒng)再生能力，減少了焦?fàn)t煤氣再生管道堵塞的安全隱患。

焦?fàn)t煤氣；再生；管道堵塞；改進(jìn)措施；安全

1 前言

本鋼板材股份有限公司燃?xì)鈴S現(xiàn)有一套由成都天一科技有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的5500 m3焦?fàn)t煤氣精脫系統(tǒng)，主要負(fù)擔(dān)本鋼板材股份有限公司煉鋼廠連鑄機(jī)切割用高純焦?fàn)t煤氣。由于焦?fàn)t煤氣精脫系統(tǒng)生產(chǎn)工藝采用TSA變溫吸附方法進(jìn)行精制凈化處理，其工藝需要焦?fàn)t煤氣在低溫時(shí)進(jìn)行吸附處理，在高溫狀態(tài)下進(jìn)行解析再生，最終實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣精脫目的。因此焦?fàn)t煤氣再生工序是該套系統(tǒng)的核心內(nèi)容。

2 工藝流程

工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程圖

來(lái)源焦?fàn)t煤氣先進(jìn)入脫萘塔進(jìn)行脫萘處理，其中脫萘塔為3臺(tái)，運(yùn)行時(shí)采用1臺(tái)工作、1臺(tái)再生、1臺(tái)備用的運(yùn)行方式，定期倒換，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。然后進(jìn)入脫硫塔進(jìn)行脫硫處理，脫硫塔共2臺(tái)，手動(dòng)操作，可串可并，經(jīng)過(guò)精脫處理的焦?fàn)t煤氣由煤氣加壓機(jī)升壓后送往用戶(hù)，在加壓機(jī)后接入再生氣源，對(duì)脫萘塔進(jìn)行再生，再生產(chǎn)生的尾氣由解析氣管道送入外界。

再生步驟：

（1）加熱：將用于再生的解析氣加熱至280～300℃高溫，由脫萘塔頂部進(jìn)入逆向流動(dòng)，把附著在吸附填料表面的雜質(zhì)成分脫出，使填料得到再生，達(dá)到重復(fù)使用的目的。

（2）冷卻：用常溫的解析氣按照加熱流程對(duì)吸附填料進(jìn)行降溫處理，為下次吸附做好準(zhǔn)備。

3 存在問(wèn)題分析

這套5500 m3焦?fàn)t煤氣精脫系統(tǒng)于2011年投入生產(chǎn)運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)再生出口壓力升高、再生效果不佳、轉(zhuǎn)換吸附時(shí)處理能力下降等問(wèn)題。檢修再生管道時(shí)發(fā)現(xiàn)管路堵塞而且頻繁發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

經(jīng)過(guò)對(duì)堵塞物化驗(yàn)檢查為固體硫化物，聯(lián)系設(shè)備設(shè)計(jì)廠家分析原因是由于在脫萘?xí)r煤氣中的H2S與填料反應(yīng)形成固體硫化物，經(jīng)過(guò)再生時(shí)進(jìn)入解析氣管道，沉積形成堵塞解析氣管道現(xiàn)象，使管道管徑減小，影響解析氣排放，再生壓力升高，使脫萘塔無(wú)法再生。

經(jīng)過(guò)分析得出產(chǎn)生結(jié)晶物堵塞管道的具體原因如下：

3.1 精脫工藝流程不能適應(yīng)系統(tǒng)再生要求

系統(tǒng)工藝流程設(shè)置不合理，焦?fàn)t煤氣經(jīng)管道先進(jìn)入脫萘塔，然后進(jìn)入脫硫塔。在脫萘?xí)r，焦?fàn)t煤氣內(nèi)的部分H2S和脫萘塔填料會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生固體硫化物，再生時(shí)進(jìn)入再生管道，影響再生效果。

3.2 冬季室外溫度低不能保證再生條件

該單位在北方，冬季氣溫十分低，在-25℃左右，而再生尾氣要求在20～40℃之間，由于冬季氣溫急劇下降，再生的出口氣體冷凝結(jié)晶形成固體物堵塞管道，造成管徑變細(xì)，阻力變大，再生效果下降。

3.3 再生管道積液影響再生氣量

系統(tǒng)再生加熱結(jié)束后開(kāi)始冷卻，氣體由高溫急劇冷卻時(shí)產(chǎn)生大量水分和液體雜質(zhì)成分。需要通過(guò)排污及時(shí)清理，否則沉積在再生管道內(nèi)形成淤堵，造成再生管道阻力增加，再生效果下降。

4 解決方案

2014年我們經(jīng)過(guò)和設(shè)備廠家聯(lián)系對(duì)這套5500 m3焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，利用年修期間實(shí)施。為了確保生產(chǎn)工藝要求，我們對(duì)系統(tǒng)工藝進(jìn)行了如下改造：

4.1 改變精脫工藝流程

根據(jù)再生管道堵塞物化驗(yàn)得知，固體堵塞物是固體硫化物，為此我們將系統(tǒng)工藝流程改為先脫硫，后凈化的工藝過(guò)程。將硫化物在脫萘工序前進(jìn)行脫出，減少凈化再生硫化物與填料反應(yīng)生產(chǎn)固體硫化物。降低再生過(guò)程固體物堵塞管道的幾率。

改變后的工藝流程為焦?fàn)t煤氣先經(jīng)過(guò)脫硫塔脫出硫化物，脫硫工藝采用干法脫硫工藝，H2S+Fe2O3=FeS+H2O，通過(guò)定期更換脫硫劑將硫化物脫出。然后再進(jìn)入脫萘工序，這樣焦?fàn)t煤氣中的硫化物就被清出，不能和脫萘塔填料反應(yīng)產(chǎn)生固體硫化物，從而徹底解決管道固體物堵塞的問(wèn)題。

4.2 增加再生管路保溫伴熱系統(tǒng)

為了解決冬季氣溫低的問(wèn)題我們?cè)?014年年修期間將再生系統(tǒng)管道全部進(jìn)行了伴熱保溫。冬季使用蒸汽伴熱使管道內(nèi)部溫度達(dá)到30～40℃，保證了再生系統(tǒng)出口管道溫度要求，從而降低了因溫度低對(duì)再生效果的影響。

4.3 安裝自動(dòng)排污系統(tǒng)

管道內(nèi)積液也是管道堵塞、造成再生壓力升高的主要原因，我們針對(duì)這個(gè)問(wèn)題在系統(tǒng)管道易積水積液部位安裝自動(dòng)排污系統(tǒng)，設(shè)置液位高于100 mm時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟排污閥門(mén)將管道內(nèi)的積液排放至積液罐，定期進(jìn)行清理，保證生產(chǎn)需要。

5 使用效果

經(jīng)過(guò)改造后的焦?fàn)t煤氣精制系統(tǒng)再生管道效果明顯好轉(zhuǎn)，由原來(lái)的每季度檢修一次延長(zhǎng)至一年一次。根據(jù)管道內(nèi)部情況來(lái)看，檢修周期可以延長(zhǎng)到兩年一次，大大降低檢修費(fèi)用，提高了生產(chǎn)效率。實(shí)現(xiàn)了技術(shù)改造目標(biāo)，為生產(chǎn)降成本做出了貢獻(xiàn)。

6 取得的經(jīng)濟(jì)效益

6.1 提高填料使用壽命

經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，提高了設(shè)備填料使用壽命。設(shè)計(jì)填料為兩年更換一次，但由于管道堵塞造成再生效果下降，填料每年需要更換一次。現(xiàn)在改造后根據(jù)化驗(yàn)情況推算脫萘塔填料能達(dá)到3年更換一次，可以節(jié)約填料費(fèi)用，按每噸10000元計(jì)算，填料塔單塔裝填量40 t，填料塔數(shù)量3臺(tái)，每3年少更換一次計(jì)120萬(wàn)元，實(shí)際每年節(jié)約經(jīng)濟(jì)價(jià)值40萬(wàn)元。每次更換人工、機(jī)械費(fèi)5萬(wàn)元。合計(jì)年節(jié)約45萬(wàn)元。

6.2 降低檢修費(fèi)用

由于改造后，檢修周期延長(zhǎng)，每年減少3次檢修。以每次檢修人工、機(jī)械費(fèi)用5.5萬(wàn)元計(jì)算（主要是大型吊車(chē)和高壓沖洗設(shè)備），每年可以降低檢修成本16.5萬(wàn)元。

6.3 提高精脫焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量

由于檢修時(shí)間減少每年可以多生產(chǎn)煤氣，按每次檢修120 h，每年3次計(jì)算，可以多生產(chǎn)煤氣120×3×5500=198萬(wàn)m3焦?fàn)t煤氣。按1元/m3計(jì)算，可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值198萬(wàn)元。

根據(jù)以上分析可知，改造后每年可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值約259.55萬(wàn)元。

7 結(jié)束語(yǔ)

本次技術(shù)改造大大提高了5500 m3焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)能力，減少設(shè)備檢修成本，確保系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。故障率、停機(jī)率明顯下降，為本鋼節(jié)能減排、節(jié)約檢修費(fèi)用和檢修時(shí)間做出了貢獻(xiàn)。

[1]張衛(wèi).氣體吸附制取操作指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]郭東明.脫硫工程技術(shù)與設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

Existing problems in the Regeneration Process of COG Refining Purification System and Improvement Measures

PAN Xiao
(The Gas Plant of Benxi Plate&Sheet Co.,Ltd.,Benxi,Liaoning 117000,China)

In order to tackle the existing problems during operation of the regeneration process of coke oven gas(COG)refining purification system,causes of the problems were analyzed and improvement measures were taken,which improved the regeneration capability of the COG purification system and reduced potential safety hazards of regeneration gas pipe blocking.

COG;regeneration;pipe blocking;improvement measures;safety

TQ546.5

B

1006-6764(2015)03-0013-02

2014－12－01

潘九虎（1986-），男，2009年畢業(yè)于遼寧大學(xué)，助理工程師，現(xiàn)從事生產(chǎn)技術(shù)改造工作。