熔硫尾洗裝置的改造與運(yùn)行實(shí)踐

孫 琪，馮俊杰，楊 波，李玉華

(1.中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司葫蘆島設(shè)計(jì)院，遼寧葫蘆島 211402；2.宜都興發(fā)化工有限公司，湖北宜昌 443300)

煙氣脫硫脫硝

熔硫尾洗裝置的改造與運(yùn)行實(shí)踐

孫 琪1，馮俊杰2*，楊 波2，李玉華2

(1.中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司葫蘆島設(shè)計(jì)院，遼寧葫蘆島 211402；2.宜都興發(fā)化工有限公司，湖北宜昌 443300)

介紹了宜都興發(fā)化工有限公司800 kt/a硫磺制酸裝置熔硫工序的尾洗系統(tǒng)運(yùn)行情況及存在的問題。針對(duì)尾洗系統(tǒng)設(shè)備腐蝕較嚴(yán)重、設(shè)備運(yùn)行周期短及洗滌效果不理想等問題，技術(shù)人員對(duì)抽氣管道材質(zhì)、噴淋噴頭及尾洗塔進(jìn)行改造。改造后尾洗系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，改善了現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，提高了整個(gè)熔硫裝置運(yùn)行穩(wěn)定性。

硫酸生產(chǎn) 熔硫裝置 尾氣洗滌 改造 運(yùn)行

宜都興發(fā)化工有限公司(以下簡稱宜都興發(fā))800 kt/a硫磺制酸裝置配套的80 t/h熔硫裝置于2012年10月順利投料試車。熔硫裝置在產(chǎn)生的酸性廢氣一直得不到有效的治理，其主要原因是熔硫裝置配套的尾洗裝置運(yùn)行效果不理想，裝置投用率低。快速熔硫槽產(chǎn)生的廢氣對(duì)尾洗裝置有很大的腐蝕性。運(yùn)行多年該熔硫尾洗裝置形同虛設(shè)，影響了生產(chǎn)和工作環(huán)境，腐蝕了現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備。在目前嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)下，宜都興發(fā)決定對(duì)熔硫尾洗裝置進(jìn)行整改。

1 原尾洗裝置簡介

來自硫磺受料斗的固體硫磺經(jīng)膠帶輸送機(jī)送到快速熔硫槽中，快榕槽內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱盤管可將固體硫磺熔化，熔化后的液體硫磺溢流到粗硫槽；粗硫由粗硫泵送到過濾機(jī)，經(jīng)過濾后的液硫進(jìn)入精硫槽，由精硫泵打入精硫成品儲(chǔ)槽，為后續(xù)工序提供原料。

熔硫槽、過濾槽、助濾槽上均設(shè)有尾氣排放蒸汽夾套放空管，在放空管側(cè)面接管道至尾洗塔。熔硫廢氣通過引風(fēng)機(jī)送至尾氣洗滌系統(tǒng)，酸性廢氣進(jìn)入文丘里洗滌器進(jìn)行噴淋洗滌；洗滌后氣液混合物進(jìn)入尾洗空塔，部分液滴、粉塵因重力作用被分離進(jìn)入液相中，氣體被風(fēng)機(jī)從塔內(nèi)抽出，經(jīng)排氣筒排空。尾洗塔排出的洗滌液進(jìn)入沉降池進(jìn)行固體沉淀。熔硫裝置可熔化固體硫磺60 t/h，產(chǎn)生的廢氣(大量水蒸氣、少量升華硫及硫化氫氣體)大約為2.5 t/h。

2 存在的問題

硫酸熔硫尾洗裝置自投用以來一直不能正常運(yùn)行，導(dǎo)致熔硫工序現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境較差，設(shè)備被酸性尾氣腐蝕較嚴(yán)重。如果長期得不到治理，現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備及所有鋼結(jié)構(gòu)材料受到嚴(yán)重腐蝕后，易造成十分嚴(yán)重的后果。通過現(xiàn)場(chǎng)勘察及生產(chǎn)實(shí)踐，熔硫尾洗系統(tǒng)無法正常投用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1) 設(shè)備腐蝕較嚴(yán)重。熔硫尾洗系統(tǒng)原有抽氣管道為碳鋼材質(zhì)，快熔槽在熔硫過程中產(chǎn)生的大量酸性氣體腐蝕性較強(qiáng)。裝置長期運(yùn)行后，碳鋼管道被腐蝕穿孔，快熔槽頂部已部分被腐蝕至坍塌，導(dǎo)致整個(gè)尾洗系統(tǒng)密封不嚴(yán)，大大降低了尾洗系統(tǒng)的抽氣效果，且存在較大的安全隱患。

2) 設(shè)備運(yùn)行周期短。尾洗系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)循環(huán)液含塵量較高，導(dǎo)致循環(huán)泵無法長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行；尾洗塔噴頭、尾洗泵及管道堵塞較頻繁；由于尾洗塔是空塔結(jié)構(gòu)，部分粉塵無法沉降，風(fēng)機(jī)抽氣帶塵情況比較嚴(yán)重，長時(shí)間運(yùn)行后風(fēng)機(jī)葉輪粘附大量粉塵，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)明顯偏大，被迫停車檢修。

3) 洗滌效果不理想。來自熔硫裝置的酸性氣體經(jīng)文丘里洗滌器洗滌后進(jìn)入尾洗空塔，噴淋洗滌效果并不理想；運(yùn)行過程中即使保證循環(huán)液pH值在8～10，也不能很好地處理尾氣中酸性氣體，熔硫現(xiàn)場(chǎng)氣味難聞，工作環(huán)境較差。

4) 廢渣廢液難處理。洗滌液在循環(huán)過程中吸收大量水蒸氣，導(dǎo)致循環(huán)洗滌液不斷增多。多余的循環(huán)液無法有效處理，塔內(nèi)循環(huán)液流入地下循環(huán)液槽。大量粉塵及升華硫沉降在地槽內(nèi)，需經(jīng)常清理，且清理工作較為困難。

3 改造方案

設(shè)備腐蝕較快、噴淋及除塵效果不好是原尾洗系統(tǒng)運(yùn)行問題的關(guān)鍵。為徹底解決這個(gè)問題，技術(shù)人員決定從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改造：

1) 用不銹鋼板修復(fù)快熔槽頂部腐蝕嚴(yán)重的蓋板，并澆筑混凝土；將尾洗塔前抽氣碳鋼管道改為同型號(hào)不銹鋼管道，減小酸性氣體腐蝕；洗滌塔后的排氣管更換為普通碳鋼材質(zhì)管道，并在所有管道底部設(shè)計(jì)清理孔，便于及時(shí)清理廢渣。

2) 對(duì)噴淋噴頭進(jìn)行改造，加大了噴頭的噴霧能力和霧化效果，并增加了噴淋水量，增大了氣液的接觸面積，以保證對(duì)尾氣的充分洗滌；保留了原直接往循環(huán)水槽加液堿中和的方式，在尾氣進(jìn)入洗滌噴頭前加裝一個(gè)液堿噴頭，借用液堿泵的壓力直接在尾氣源頭處進(jìn)行霧化中和。

3) 原尾洗塔為空塔結(jié)構(gòu)，運(yùn)行過程中會(huì)有部分粉塵及升華硫直接被風(fēng)機(jī)抽走；改造后在尾洗塔頂部加裝了約200 mm厚的金屬絲網(wǎng)過濾層，對(duì)洗滌后氣相中極少量的粉塵進(jìn)行完全過濾，并在過濾層上部安裝多個(gè)噴頭；一旦系統(tǒng)阻力達(dá)到上限，可以隨時(shí)清洗過濾層，同時(shí)也可作為補(bǔ)充循環(huán)水用，以適當(dāng)降低循環(huán)液溫度。系統(tǒng)開車過程中即可隨時(shí)完成沖洗，操作簡單方便。

4) 原循環(huán)液從尾洗塔底部直接進(jìn)入循環(huán)液槽，現(xiàn)采用在距塔底部約1.5 m的位置開孔接管溢流，并在循環(huán)槽入口處加裝2個(gè)金屬絲網(wǎng)過濾器(1用1備)。裝置運(yùn)行過程中經(jīng)噴淋洗滌后含粉塵的循環(huán)液在塔內(nèi)沉降，塔內(nèi)液位逐漸升高至溢流口后開始溢流，溢流出的循環(huán)液經(jīng)金屬絲網(wǎng)過濾器過濾后再流入循環(huán)液槽，多余的循環(huán)液經(jīng)洗滌泵部分送到污水中和水池。

改造后尾洗裝置工藝流程示意見圖1。

圖1 改造后尾洗裝置工藝流程示意

4 實(shí)踐效果

1) 修復(fù)了腐蝕坍塌的快熔槽頂部，抽氣夾套管更換為不銹鋼管后，減少了酸性氣體對(duì)管道的腐蝕；尾洗系統(tǒng)抽氣效果不足的問題得到了解決，并消除了安全隱患；所有管道增加了清堵口，定期清理冷凝的升華硫，提高了熔硫工序的開車效率。

2) 噴頭及噴淋方式的改造能更徹底的中和熔硫尾氣中的酸性氣體，改善了裝置的洗滌效果；新增的絲網(wǎng)過濾層作為控制尾氣排放最后一道防線，進(jìn)一步清除了尾氣中的粉塵及升華硫；增加金屬絲網(wǎng)過濾層后尾洗塔后的管道及風(fēng)機(jī)腐蝕大大減小，風(fēng)機(jī)粘附粉塵的問題得到解決，保證了風(fēng)機(jī)能夠長時(shí)間正常運(yùn)行。從目前運(yùn)行狀況來看，3個(gè)月清理一次廢渣可保證系統(tǒng)正常開車。

3) 尾洗塔內(nèi)循環(huán)液不再與循環(huán)槽直接連通，出塔的循環(huán)液通過“Y”型過濾器過濾后在進(jìn)入循環(huán)液槽，目前對(duì)于廢渣的處理只需簡單的清理過濾金屬絲網(wǎng)，定期打開尾洗塔底部清理孔清理下塔內(nèi)沉降物，處理起來簡潔方便。

4) 開車過程中通過尾洗泵到污水池的出口閥門控制循環(huán)液槽液位，直接將廢液送入污水池進(jìn)行中和處理，且改造后循環(huán)液槽內(nèi)粉塵及升華硫在出塔后已被過濾，無需頻繁地清理循環(huán)液槽，減少了固體顆粒對(duì)尾洗泵泵軸的磨損，延長了尾洗泵的使用周期。

5 結(jié)語

改造后熔硫尾洗裝置簡單實(shí)用，提高了尾洗裝置的洗滌效率，降低了尾氣中粉塵、升華硫、硫化氫的排放量，有效地改善了熔硫工序的現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境，提高了熔硫裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。

隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)保的壓力越來越大，為了生命健康安全，進(jìn)行科學(xué)合理的化工環(huán)境保護(hù)改革，不僅能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)員工的生命健康安全做到負(fù)責(zé)認(rèn)真，也保證了企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)的有效進(jìn)行。工業(yè)化工生存不應(yīng)當(dāng)僅僅著眼于當(dāng)下，應(yīng)該用更加長遠(yuǎn)的眼光去看待自身企業(yè)的發(fā)展，如果想要自己的企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，那么關(guān)于化工環(huán)境的保護(hù)將是一條必經(jīng)之路，此次熔硫尾洗裝置的改造是宜都興發(fā)打造綠色生態(tài)工業(yè)園區(qū)邁出的重要一步。

Transformationandoperationpracticeofmoltensulphurfromtailgasscrubbingapparatus

SUNQi1,FENGJunjie2,YANGBo2,LIYuhua2

(1. Huludao Design Insitute, CNPC Northeast Refining & Chemical Engineering Co., Ltd., Huludao, Liaoning, 211402, China; 2. Yidu Xingfa Chemical Co., Ltd., Yichang, Hubei, 443300, China)

Tail gas scrubbing system operation and existing problems of sulphur melting section in 800 kt/a sulphuric acid plant are described. Technical staff transformed the pipe material, spray nozzle and tail washing tower, aiming at serious corrosion in scrubbing, short equipment running cycle, bad washing effect and so on. After the reform, tail scrubbing system was stable, improving the on-site working environment and stability of the entire melting sulphur plant operation.

sulphuric acid production; sulphur melting device; tail gas scrubbing; transformation; operation

2017-09-14。

孫琪，中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司葫蘆島設(shè)計(jì)院主任，從事化工設(shè)計(jì)工作。

*通訊聯(lián)系人： 馮俊杰，男，宜都興發(fā)化工有限公司硫酸車間主任。電話：15997640586；E-mail：871201498@qq.com。

TQ111.16；X781

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1002-1507(2017)11-0021-03