煤氣濕式堿法脫硫系統(tǒng)的工藝改進(jìn)與提升

徐明偉　殷自濤　李臣華　劉濤　王愛學(xué)

摘要：針對煤氣濕法脫硫阻力大、脫硫效果差的現(xiàn)狀，進(jìn)行煤氣脫硫系統(tǒng)的工藝改進(jìn)與提升，改造煤氣預(yù)冷塔、增加管式吸收器、更換脫硫塔填料，從而提高脫硫效率，達(dá)到煤氣凈化的目的。

關(guān)鍵詞：濕法脫硫;堿法;氨法;工藝;改進(jìn);提升

1前言

山東盛陽集團(tuán)有限公司擁有2×55孔5.5米搗固焦?fàn)t一座以及相配套的化產(chǎn)同收系統(tǒng)，整個裝置于2012年10月份建成投產(chǎn)。2014年5月份，公司響應(yīng)環(huán)保號召，在焦?fàn)t上新上M型導(dǎo)煙車配套高壓氨水除塵技改項目。高壓氨水的使用，使得煤氣凈化系統(tǒng)的煤氣量南原來的56200m3/h提高到64800m3/h。煤氣量的增加，使得煤氣初冷器、電捕焦油器以及脫硫前預(yù)冷塔處理能力明顯不足。在此條件下，進(jìn)入脫硫塔的煤氣溫度居高不下，導(dǎo)致其氨在脫硫液中作為堿源時存在嚴(yán)重不足現(xiàn)象，為有效降低煤氣中硫化氫含量，盛陽集團(tuán)煤氣脫硫系統(tǒng)采用純堿作為補(bǔ)充堿源的濕法脫硫工藝。

純堿為堿源的濕法脫硫系統(tǒng)，能夠保證煤氣溫高情況下脫硫所需的堿度，但是增加了煤氣脫硫運行成本，沒能很好的利用煤氣中的氨為堿源;況且在煤氣溫高情況下，副鹽產(chǎn)生率增加，脫硫效果不盡人意。為此，盛陽集團(tuán)聯(lián)合山東英翔環(huán)保科技有限公司對煤氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了工藝改進(jìn)與提升。

2工藝改進(jìn)

2.1煤氣前處理與輸送系統(tǒng)改進(jìn)與提升

首先清洗煤氣初冷塔，將管程內(nèi)循環(huán)水帶來的結(jié)垢、堵塞消除，提高初冷塔的換熱效率，進(jìn)一步降低煤氣初冷后的溫度。其次清洗煤氣管線，從氣液分離器后到鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口的負(fù)壓管線以及鼓風(fēng)機(jī)出口到洗脫苯系統(tǒng)的正壓管線全部進(jìn)行了徹底清洗，將煤氣管線的沉積物清除，從而減少煤氣輸送的阻力，降低鼓風(fēng)機(jī)對于煤氣的溫升。再次加大電捕焦油器的處理能力，提高煤氣在電捕中的停留時間，盡可能的降低電捕焦油器后煤氣中焦油、雜質(zhì)含量，從而優(yōu)化脫硫液系統(tǒng)，減少脫硫系統(tǒng)的煤氣阻力。

2.2脫硫系統(tǒng)的工藝改進(jìn)與提升

2.2.1預(yù)冷塔的改進(jìn)

原來煤氣預(yù)冷塔是一個橫管冷卻塔，由于換熱面積小，沒能及時清洗，因而換熱效果差，且阻力大。本次的改進(jìn)將間冷的橫管冷卻塔改為順流直噴式直冷塔。將原來預(yù)冷塔內(nèi)橫管切割清除后，安裝經(jīng)英翔公司進(jìn)行設(shè)計計算的噴頭，煤氣與噴灑降溫液順行并流，在煤氣出口段增設(shè)旋流分離器，將煤氣與噴灑液進(jìn)行有效分離后進(jìn)人管式吸收器。原來橫管預(yù)冷塔采用的是循環(huán)水降溫，煤氣系統(tǒng)噴灑氨水進(jìn)行雜質(zhì)捕集，噴灑的氨水循環(huán)一段時間后輸送至機(jī)械化氨水澄清槽。改進(jìn)后，噴灑降溫液直接采用經(jīng)過寬流道換熱器降溫的脫硫貧液，降低煤氣溫度的同時，進(jìn)行煤氣中硫化氫的初步脫除。

2.2.2管式吸收器的增設(shè)使用

管式吸收器是本次脫硫系統(tǒng)工藝改進(jìn)與提升的關(guān)鍵設(shè)備，英翔公司充分利用盛陽集團(tuán)脫硫工段現(xiàn)場緊湊布局的有限空間，在煤氣預(yù)冷塔與脫硫塔和工藝外管廊中間設(shè)計增加了一臺管式吸收器。管式吸收器采用脫硫貧液分三段對煤氣進(jìn)行抽吸噴淋，一段對煤氣進(jìn)行對沖噴淋的結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)精確計算設(shè)計和嚴(yán)格角度安裝的氣液雙噴式霧化吸收器能夠?qū)⒚摿蜇氁汉芎玫摹办F化”提高了液體分散比表面積，增加了脫硫貧液與煤氣的有效接觸，從而了保證了管式吸收器內(nèi)硫化氫的脫除效果。煤氣在管式吸收器足夠的滯留時間，增加了氣液分離的空間，保證了管式吸收器除脫除煤氣硫化氫這一主要作用外的另一個輔助作用，那就是氣液分離的作用。管式吸收器截面積小，所需循環(huán)量較低的情況下可以達(dá)到較高的噴淋密度，同時采用三層抽吸噴淋，將氣液相順向抽吸設(shè)計巧妙的消除了運行阻力，該處基本處于無阻力運行狀態(tài)，大大降低了系統(tǒng)運行電耗。

2.2.3脫硫塔的改造與提升

煤氣中夾雜的煤粉、焦粒等雜質(zhì)造成原有脫硫塔輕瓷填料的堵塞，使得脫硫阻力增加，脫硫效率下降。為此，本次脫硫系統(tǒng)工藝改進(jìn)與提升中將脫硫塔填料進(jìn)行了更換，由于管式吸收器的使用減少了脫硫塔的脫硫負(fù)擔(dān)，因而本次輕瓷填料更換使用的是孔徑更大的填料，雖然填料比表面積減小了，但是也減少了堵塞的幾率，同時降低了運行阻力，能夠保證長周期的運行。

3改進(jìn)與提升后效果

盛陽集團(tuán)脫硫系統(tǒng)在工藝改進(jìn)與提升前，系統(tǒng)阻力為5-7kPa，脫硫后煤氣中H2S含量在1500mg/Nm3左右。由英翔公司進(jìn)行系統(tǒng)工藝改進(jìn)與提升后，系統(tǒng)阻力下降到2-3kPa，脫硫后煤氣中H2S含量穩(wěn)定在500mg/Nm3以下，達(dá)到了改進(jìn)與提升的效果要求。

4后續(xù)改進(jìn)提升計劃

機(jī)側(cè)地面除塵站的投用，能夠很好的解決焦?fàn)t機(jī)側(cè)推焦、裝煤過程中煙塵的逸散，這樣就能適當(dāng)降低目前在用高壓氨水的壓力，從而減少煤氣中煤塵、焦粒的帶入，減少電捕焦油器的工作荷載，降低初冷塔后的煤氣的溫度。如果入脫硫塔煤氣溫度能夠很好控制后，將以純堿為堿源改為以煤氣中氨為堿源進(jìn)行脫硫是下一步脫硫系統(tǒng)改造和提升的重點。誠如是，則每年光堿源節(jié)約費用近1000萬元，還相應(yīng)減輕了職工的勞動強(qiáng)度，何樂而不為呢！

5結(jié)語

環(huán)保形勢越來越嚴(yán)峻，燃用焦?fàn)t煤氣后廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，因而，在煤氣凈化階段盡量降低煤氣中H2S的含量，對于減輕后續(xù)燃燒后廢氣中S02的脫除壓力意義重大。煤氣濕法脫硫系統(tǒng)，除去煤氣預(yù)冷、脫硫之外，脫硫液的再生和硫磺的生成以及脫硫液副鹽提取都關(guān)系和影響到脫硫系統(tǒng)的效率，因而盛陽集團(tuán)脫硫系統(tǒng)的改造還有很長的路要走，還有許多工作要做！