22萬t/a硫黃回收裝置節(jié)能優(yōu)化改造措施

蘇廣偉 趙智輝

摘 要：某公司22萬t/a硫黃回收裝置在2019年大檢修時將尾氣加熱爐改為尾氣中壓蒸汽加熱器。同時，完成一轉(zhuǎn)加熱器凝結(jié)水罐、二轉(zhuǎn)加熱器凝結(jié)水罐、尾氣加熱器凝結(jié)水罐、蒸汽噴射器、中壓凝結(jié)水閃蒸罐等凝結(jié)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化改造項目。項目實施后裝置運行平穩(wěn)，節(jié)能效果明顯，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

關(guān)鍵詞：加熱爐;蒸汽抽子;循環(huán)風(fēng)機;凝結(jié)水罐;節(jié)能減排

1 前言

某公司22萬t/a硫黃回收裝置于2008年6月建成投產(chǎn)，為兩列制硫部分共用一套尾氣處理系統(tǒng)（典型的兩頭一尾硫黃回收裝置）。使用在線尾氣加熱爐對加氫反應(yīng)器前尾氣進(jìn)行加熱，已不能滿足裝置清潔生產(chǎn)及節(jié)能要求的需要。因此，為消除22萬t/a硫黃回收裝置尾氣加熱爐煙氣SO2等污染物排放和實現(xiàn)裝置節(jié)能，2019年大檢修期間裝置新增一轉(zhuǎn)加熱器凝結(jié)水罐、二轉(zhuǎn)加熱器凝結(jié)水罐、尾氣加熱器、尾氣加熱器凝結(jié)水罐、蒸汽噴射器、中壓凝結(jié)水閃蒸罐。

2 節(jié)能優(yōu)化改造項目改造內(nèi)容及流程敘述

2.1 節(jié)能優(yōu)化項目改造內(nèi)容

①新增一轉(zhuǎn)加熱器凝結(jié)水罐和二轉(zhuǎn)加熱器凝結(jié)水罐替代疏水閥，新增中壓凝結(jié)水閃蒸罐，回收加熱器凝結(jié)水罐的中壓凝結(jié)水;

②取消尾氣在線加熱爐，增加尾氣加熱器與尾氣加熱器凝結(jié)水罐;

③取消循環(huán)風(fēng)機，增加中壓蒸汽蒸汽噴射器，急冷塔出口開工循環(huán)線增加根部閥門;

④小溶劑貧液后冷器、急冷水后冷器增加進(jìn)出口跨線，使得換熱器可串可并使用。貧胺液后冷器新鮮水出口改至循環(huán)水總管。

2.2 節(jié)能優(yōu)化項目流程簡述

①1級CLAUS反應(yīng)加熱器（1109-E-105/1109-E-205）與2級CLAUS反應(yīng)加熱器（1109-E-106/1109-E-206）采用4.4MPa中壓蒸汽加熱，原設(shè)計加熱器后的中壓凝結(jié)水采用疏水閥疏水，新設(shè)計在疏水閥前增加一轉(zhuǎn)加熱器凝結(jié)水罐（1109-D-103/1109-D-203）、二轉(zhuǎn)加熱器凝結(jié)水罐（1109-D-104/1109-D-104）。每個加熱器產(chǎn)生的凝結(jié)水進(jìn)入相對應(yīng)的凝結(jié)水罐，罐底凝結(jié)水出口線設(shè)置液控閥，液控閥后壓力1.0MPa，閥后中壓凝結(jié)水閃蒸為1.0MPa汽液兩相進(jìn)入新增的中壓凝結(jié)水閃蒸罐（1109-D-603），氣相1.0MPa蒸汽并入低壓蒸汽管網(wǎng)，液相1.0MPa凝結(jié)水并入凝結(jié)水泵（1109-P-601A/B）出口線;

②取消在線加熱爐（1109-F-301），增加兩臺尾氣加熱器（1109-E-305A/B），當(dāng)硫黃操作負(fù)荷小于11萬t/a時可單開一列尾氣加熱器，當(dāng)硫黃操作負(fù)荷大于11萬t/a時兩列尾氣加熱器并聯(lián)使用。尾氣補集器來的134℃過程氣分兩路分別進(jìn)入尾氣加熱器（1109-E-305A）與（1109-E-305B），采用4.4MPa中壓蒸汽加熱，過程氣被加熱到240℃送至加氫混合器，尾氣加熱器（1109-E-305A/B）產(chǎn)生的凝結(jié)水進(jìn)入尾氣加熱器凝結(jié)水罐（1109-D-301），罐底凝結(jié)水出口線設(shè)置液控閥，液控閥后壓力1.0MPa，閥后中壓凝結(jié)水閃蒸為1.0MPa汽液兩相進(jìn)入新增的中壓凝結(jié)水閃蒸罐（1109-D-603）;

③取消循環(huán)風(fēng)機（1109-K-301），增加蒸汽噴射器（1109-J-301），開工循環(huán)預(yù)硫化不采用風(fēng)機作為動力源，采用蒸汽噴射器急冷塔（1109-C-301）出口開工循環(huán)線增加根部閥門;

④貧液后冷器（1109-E-403A/B）、急冷水后冷器（1109-E-302A/B）、急冷水后冷器（1109-E-803A/B）工藝介質(zhì)一側(cè)增加進(jìn)出口跨線，使得換熱器可串可并使用。

貧胺液后冷器（1109-E-404）新鮮水出口線CWR-040301/1由CWR-040302閥前改至閥后，使得新鮮水出口線可直接并入循環(huán)水總管。

3 節(jié)能優(yōu)化經(jīng)濟(jì)效益

3.1 節(jié)能優(yōu)化項目經(jīng)濟(jì)效益測算

原設(shè)計尾氣加熱采用燃料氣燃燒提供熱源，新設(shè)計采用4.4MPa中壓飽和蒸汽提供熱源，燃料氣與中壓蒸汽效益對比見下表：

原設(shè)計反應(yīng)加熱器后采用倒吊桶疏水閥疏水，該疏水閥有約3%的漏氣量，新設(shè)計為凝結(jié)水罐替代疏水閥，克服蒸汽浪費，節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)效益見下表：

綜上所述，硫黃裝置節(jié)能優(yōu)化項目實施后，每年可節(jié)約成本如下：

1255.1-655.2+5.64+2.89+5.64+2.89=617（萬元）

該項目投資為948.2萬元，項目實施后，兩年之內(nèi)即可收回投資。

3.2 節(jié)能優(yōu)化項目運行效果分析

該項目于2019年7月份完成，與裝置開工時同時投產(chǎn)。為達(dá)到有效的節(jié)能目標(biāo)，本裝置還加強設(shè)備及管道的隔熱保溫，減少熱量損失;選用節(jié)能型電氣元件，降低能耗;給排水用水器具全部選用節(jié)水型器具;設(shè)置用能計量，強化用能管理和節(jié)能考核。運行半年多以來裝置平穩(wěn)率及能耗均較以前提高，完全達(dá)到了設(shè)計的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。

在線加熱爐燃燒瓦斯所產(chǎn)生的煙氣污染物排放問題得到徹底解決。裝置開工后各凝結(jié)水系統(tǒng)平衡運行，解決了因疏水閥漏量產(chǎn)生的凝結(jié)水局部水擊及短路等問題。

尾氣循環(huán)風(fēng)機長期停用后會產(chǎn)生管道積硫、積液以及產(chǎn)生硫化亞鐵等問題，在裝置開停工過程中啟動循環(huán)風(fēng)機會出現(xiàn)尾氣焚燒爐波動以及煙氣排放超標(biāo)的現(xiàn)象。裝置節(jié)能優(yōu)化項目實施后開停工過程使用蒸汽抽子作為循環(huán)動力使問題得到解決。

4 結(jié)論

①中壓蒸汽加熱器取代在線加熱爐徹底解決了煙氣污染物排放問題。蒸汽抽子取代循環(huán)風(fēng)機解決了因管線積硫積液造成煙氣SO2排放超標(biāo)的問題;

②該項目運行半年多以來裝置平穩(wěn)率及能耗均較以前提高，完全達(dá)到了設(shè)計的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，取得了年節(jié)約成本617萬元的成效;

③項目實施后解決了疏水器漏量及凝結(jié)水系統(tǒng)局部水擊的問題。

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