硫回收裝置酸性氣燃燒系統及尾氣焚燒系統設備采購技術要點

趙月剛

(陜西未來能源化工有限公司技術一部，陜西 榆林　719000)

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硫回收裝置酸性氣燃燒系統及尾氣焚燒系統設備采購技術要點

趙月剛

(陜西未來能源化工有限公司技術一部，陜西 榆林719000)

摘要：介紹了硫回收工藝中酸性氣燃燒系統、尾氣焚燒系統在采購過程中應注意的幾個技術要點，結合實踐經驗提出了兩系統設計制造中的關鍵技術。

關鍵詞：荷蘭荷豐低溫SCOT工藝；酸性氣燃燒系統；尾氣焚燒系統；燒嘴；設計；材料；制造

1前言

陜西未來能源化工有限公司兗礦榆林100萬t/a煤間接液化示范項目硫回收裝置采用荷蘭荷豐低溫SCOT工藝，本工程硫磺產量118t/d，生產規模為4萬t/a硫磺。其中酸性氣燃燒系統兩系列、尾氣焚燒系統單系列，均為硫回收裝置關鍵設備，按成套定型設備供貨，兩系統工藝工況如下：

酸性氣燃燒系統工況：酸性氣預熱至240℃后進入主燃燒器，與純氧在主燃燒器及酸性氣燃燒爐內欠氧燃燒，使酸性氣中的碳氫化合物完全燃燒，大約1/3硫化物被氧化為SO2，同時二氧化硫與未反應的硫化氫反應生成硫磺。

尾氣焚燒系統工況：焚燒后的酸性氣經廢熱鍋爐回收余熱降溫至294℃后進入后續流程，同時副產4.1MPa飽和蒸汽。吸收塔的凈化尾氣或者來自三級硫冷凝器的克勞斯尾氣以及來自液硫池抽出氣，為保證H2S燃燒徹底，采用燃料氣+空氣燃燒。燃燒后的尾氣經焚燒爐蒸汽過熱器以及廢熱鍋爐回收余熱后去煙囪高點放空。

2采購設備技術參數

2.1　酸性氣燃燒系統

表1

2.2　尾氣焚燒系統

表2

3采購技術要點

3.1　制造廠家的選定

3.1.1制造廠家必須是有經驗的設計制造單位，應具有對整個焚燒系統進行工藝可行性分析的能力，以保證整個裝置的良好運行，負責酸性氣燃燒系統、尾氣焚燒系統成套設備的設計、制造，必須具備Ⅱ類(D2級)壓力容器的設計、制造許可證。

3.1.2制造廠家必須獨立完成焚燒爐燒嘴的設計、供貨，擁有自主知識產權的燃燒器(燒嘴)設計計算軟件，并經過實踐證明是可行的，必須具有焚燒系統燒嘴、燃燒爐、廢熱鍋爐成套供貨業績。

3.1.3制造廠家配套耐火材料廠家應具有耐火材料生產、爐窯工程施工的資質及質量管理體系，并通過ISO9000認證。

3.2　設計技術要點

3.2.1設計時應充分考慮介質的特性以及腐蝕性、使用壽命等，材料選擇應具備耐高溫、耐腐蝕性能。

3.2.2所有儀表、電氣設備的防護級別考慮H2S的腐蝕性環境要求，同時滿足dⅡCT4的防爆要求。

3.2.3酸性氣燃燒系統、尾氣焚燒系統負荷調節范圍50%～110%；應能保證穩定燃燒。

3.2.4尾氣焚燒爐燒嘴

3.2.4.1尾氣焚燒爐燒嘴配置點火系統(點火槍為自動伸縮式)及雙路火焰檢測器系統。

3.2.4.2應有同類型燒嘴的測試平臺，所設計的燒嘴是經測試及工程實踐證明能夠滿足要求的。

3.2.5耐火磚、隔熱磚、澆注料、耐火襯里

3.2.5.1尾氣焚燒爐燒嘴、酸性氣燃燒爐、尾氣焚燒爐高溫區耐火磚及酸性氣廢熱鍋爐、尾氣廢熱鍋爐耐火襯里澆注料應采用Al2O3≥98%，Fe2O3≤0.3%的耐火材料，密度為3.2g/m3；

3.2.5.2尾氣焚燒爐燒嘴、酸性氣燃燒爐、尾氣焚燒爐、蒸汽過熱器澆注料采用Al2O3含量45%～55%，密度為1g/m3，尾氣焚燒爐燒嘴內采用楔形磚。

3.2.5.3所有設備耐火襯里錨固釘為0Cr25Ni20。

3.2.6酸性氣廢熱鍋、尾氣廢熱鍋爐

3.2.6.1制造廠家應提供廢熱鍋爐管板溫度場分析報告和應力分析報告。

3.2.6.2酸性氣廢熱鍋、尾氣廢熱鍋爐管板應采用撓性薄管板結構，并在工程應用上有10a以上的成功應用業績；

3.2.6.3要求殼程腐蝕余量1.5mm，管程腐蝕余量3mm；前管板與換熱管管頭必須采取可靠的保護結構，換熱管采用正方形布置，管頭保護套管必須采用導熱系數低的非金屬材料制作，采用棕剛玉保護套管，要求長度在150～200mm，與換熱管配合間隙要控制合理尺寸。

3.2.6.5管板與殼體支撐桿，要求合理設計管板厚度，管板處焊接要求制定合理焊接工藝，無損檢測，確保焊接接頭質量，確保使用壽命。

3.2.6.6酸性氣廢熱鍋要求后部加液硫捕集器裝置，有利于將工藝氣中的硫捕集，確保后續設備的連續運行。

3.2.7蒸汽過熱器管程材質為S32168不銹鋼管，要求內部換熱器組結構設計成焊接式。

3.3　材料、制造技術要點

3.3.1焚燒爐燒嘴

3.3.1.1燒嘴室外水平安裝在尾氣焚燒爐上，燃燒器外殼通過法蘭與尾氣焚燒爐燃燒室法蘭進行連接，密封采用不銹鋼石墨纏繞墊。

3.3.1.2應采用合理的制造工藝，合理可靠的系統設置，保證燒嘴的正常工作。在低負荷運行情況下，完全沒有回火的危險。

3.3.1.3燒嘴部件所選用的材料：殼體Q345R，燒嘴：Cr25Ni20，高溫區選用不銹鋼材料，空氣側和工藝氣側碳鋼的腐蝕余量是3mm。

3.3.1.4燒嘴各加工部件制造保證各項尺寸偏差，組裝后保證燒嘴內、外噴管的同心度公差要求等。燒嘴外部要進行噴砂處理SA2.5級，外部涂以兩層耐高溫漆。

3.3.2容器類設備

3.3.2.1酸性氣焚燒爐、尾氣焚燒爐的殼體材料采用Q245R，酸性氣廢熱鍋爐、尾氣廢熱鍋爐的材料采用Q345R，蒸汽過熱器殼體材料采取Q245R，板材廠家：舞陽鋼鐵有限責任有限公司、武漢鋼鐵集團公司。

3.3.2.2換熱管

蒸汽過熱器換熱管為S32168，采用寶鋼集團上海五鋼有限公司、浙江久立特材科技股份有限公司的產品。

酸性氣廢熱鍋爐、尾氣廢熱鍋爐換熱管為20，采用常州盛諾管業有限公司、常州瑞源鋼管有限公司、天津市港鑫無縫鋼管有限公司的產品。

3.3.2.3鍛件

鍛件應符合NB/T47008-2010、NB/T47010-2010中規定的Ⅲ級或Ⅲ級以上要求。生產廠家為：上海同舟特殊鋼有限公司、無錫宏達重型鍛壓有限公司、無錫遠大重型鍛造有限公司、嘉興市乍浦杭灣重型機械廠。

3.3.2.4酸性氣燃燒爐、尾氣燃燒爐應設置一個滑動支座，一個固定支座，以保證設備運行的熱脹冷縮。

3.3.3要求耐火襯里、耐火磚材料砌筑的設備，在出廠前完成熱烘爐烘干，烘爐溫度到500℃，滿足榆林冬季低溫存放的要求。

4結語

酸性氣燃燒系統、尾氣焚燒系統是硫回收工藝中的關鍵設備，設備選型首先要考慮的是先進性、成熟性、安全可靠性問題，需進行深入細致地技術交流和調研。國內具備成套供貨業績的廠家主要有北京航天石化技術裝備工程公司、洛陽瑞昌石油化工設備有限公司，只有選擇優秀的供應商及最優化的設計、制造工藝，才能保證設備的連續運行，保證企業利益的最大化和化工裝置的長周期運行。

《化工設計通訊》征訂啟事

《化工設計通訊》雜志系經國家新聞出版總署批準國內外公開發行的全國性化工科技期刊，創刊于1975年，由湖南化工醫藥設計院主辦，主管單位為湖南省石油化學行業管理辦公室。是全國化工系統優秀期刊和省一級期刊。被CA《化學文摘》(美)、中國期刊全文數據庫(CNKI中國知網、清華同方學術期刊光盤版)、《萬方數據-中國數字化期刊群》、維普《中文科技期刊數據庫》、《中國化學化工文摘》、臺灣華藝數位數據庫等收錄。發行范圍遍及全國各省市化工主管部門、設計院、科研院(所)、化工企業、大中小化肥廠、大專院校、圖書館及信息部門。世界上一些著名的大學也訂閱了本刊,全世界排名前十的大學如哈弗大學、普林斯頓大學、加州理工學院等；中國大學如香港大學、清華大學、北京大學等；還有一些世界知名的機構，如美國能源部、美國國防部、美國國會圖書館、法國國防部、日本國會圖書館、澳大利亞能源部等；還有一些世界著名的化工跨國公司如美國杜邦、德國巴斯夫、拜耳、中國石油、中國化工等。主要報道化工產品的設計、研究、生產、建設、技改、教學等方面的新工藝、新產品、新技術、新設備、新材料。

稿源來自全國化工行業各條戰線，刊登文章突出先進性、針對性、實用性、科學性、創造性和效益性，旨在幫助讀者解決化工設計、研究、生產、建設、教學中遇到的實際問題。

主要特色：以化工、化學、化肥和無機化工為主。刊登化工工藝、化工設備、環保治理、新能源、給排水、儀表、自控、電氣、熱工、采暖通風、工業建筑等方面的文章。

主要欄目：化工設計、氮肥技術、化肥工業、尿素與甲醇、無機化工、專論與綜述、生產實踐、應用探討、項目技改、化工設備、環保治理、學術研究等。

讀者對象：從事化工生產、設計、研究、管理和教學的工程技術人員、管理干部、技術工人、大專院校師生及信息人員和營銷人員等。

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Equipment Procurement of Acid Gas Combustion System andExhaust Gas Incineration System in Sulfur Recovery Plant

ZHAOYue-gang

(Shanxi Future Energy Chemical Co.，Ltd.，Shaanxi 719000)

Abstract：This article introduces several technical points of equipment procurement of acid gas combustion system and exhaust gas incineration system in the sulfur recovery plant.

Key words：hofungt SCOT process；acid gas combustion systems；exhaust gas incineration systems；burner；design；materials；manufacturing

中圖分類號：TQ111.14

文獻標志碼：B

文章編號：1003-6490(2015)01-0038-03

作者簡介：趙月剛(1972-)，男，漢族，陜西榆林人，山東理工大學機械設計制造及其自動化專業畢業，工程師，現主要從事化工生產技術工作。

收稿日期：2014-06-03