雙氧水法尾氣脫硫技改與運行實踐

郭榮福，沈粹卿，曹偉偉

(1.唐山寶順化工有限公司，河北唐山 063300；2.江蘇中建致遠工程技術有限公司，江蘇揚州 225115)

某公司現有1套220 kt/a硫磺制酸裝置，原尾氣處理采用鈉堿法、一級逆噴洗滌脫硫工藝，可滿足該地區排放限值要求 [ρ(SO2)＜200 mg/m3]。實際運行過程中，尾氣脫硫裝置存在系統阻力大、脫硫效率低、產生的亞硫酸鈉溶液處理成本高等問題。鑒于以上情況，該公司經過多種方案甄選，決定由江蘇中建致遠工程技術有限公司（以下簡稱中建致遠）對脫硫裝置進行技術改造。通過對比各種脫硫工藝，結合企業自身情況，該公司決定采用雙氧水法脫硫工藝，從根本上解決副產物處理問題，同時優化原工藝中存在的問題，為達到更低的尾排標準做好準備。

1 技術改造思路

1)原尾氣脫硫采用一級逆噴湍流洗滌，需要的噴淋量較大，造成系統阻力較大（達3.14 kPa）。脫硫效率在生產負荷發生較大波動時會產生波動，只能增加循環液中堿液濃度來維持較高脫硫率。這樣操作增加了堿液消耗，同時產能受到制約。針對該情況，改造設計時采用氧化吸收器+脫硫塔的兩級脫硫工藝。氧化吸收器采用逆噴氧化吸收，并采用中建致遠自主研發的高效、低阻噴頭。該噴頭具有低流量、高效率、低阻力等特點。脫硫塔采用高效低阻填料塔，并采用防噴濺式噴頭，分布均勻高效。以上設計可達到低阻高效的目的，采用兩級吸收可達到更低的尾排指標，可降低加入干吸工序稀硫酸中的雙氧水含量，降低雙氧水消耗。

2)老裝置改造面臨的最大問題就是空間限制，既要滿足工藝條件，也要滿足安全要求，還要方便操作。平面布置方面通過實地勘察，決定拆除原逆噴管道和空塔，在原位置上新建氧化吸收器和脫硫塔。氧化吸收器采用塔槽一體設計，脫硫塔仍放置于原塔體位置。因該公司地質條件較差，該方案可利用原樁基，既合理利用原裝置條件，又可節約投資和縮短施工周期。

3)設計中始終遵循安全第一的理念，為保證雙氧水儲存使用安全，雙氧水儲罐設置了雙溫度、雙液位監測，設置了呼吸閥、遮陽棚等設施，設計了降溫噴淋設施，并與溫度自控聯鎖。為保證卸車安全，設計了卸車鶴管。該設計有效利用了原裝置罐區僅有的少量空地，并保證了裝卸車區域安全運行。

4)為降低操作強度，實現連續化控制，增加自動化控制。氧化吸收器、脫硫塔液位實現自動控制，雙氧水溫度實現聯鎖功能。在滿足工況的前提下，達到節省投資和節能的目的。循環泵進行了利舊并加裝了變頻裝置。

5）為解決開工初期水平衡問題和檢修時塔內稀硫酸倒罐儲存問題，增加了稀硫酸中間槽。

6）為以后設置電除霧器預留位置。

2 工藝流程

外購w(H2O2)27.5%工業雙氧水經槽車運到現場后，用雙氧水卸車鶴管經雙氧水輸送泵送至雙氧水儲罐。w(H2O2)27.5%雙氧水及工藝水分別經流量計計量后加入脫硫塔內。在脫硫過程中稀硫酸w(H2SO4)維持在20%～25%，雙氧水w(H2O2)維持在0.1%～0.5%。

二吸塔出口的硫酸尾氣先經氧化吸收器預吸收部分二氧化硫后進入脫硫塔中下部，含SO2氣體與脫硫塔上部噴淋的含一定濃度雙氧水的稀硫酸溶液逆流接觸進行反應，二氧化硫被雙氧水氧化吸收成稀硫酸，流入塔底部循環液中；含極少量二氧化硫尾氣經塔內絲網除沫器除沫后達標排放。

氧化吸收器循環槽中的溶液經循環泵反復循環后，生成一定濃度的稀硫酸溶液。當w(H2SO4)達到25%左右時，部分稀硫酸溶液經循環泵在開工初期連續輸送至稀硫酸中間槽儲存，再由稀硫酸輸送泵返回至制酸裝置干吸工序作為補充液。生產穩定時可不通過稀硫酸中間槽直接由旁路管加入干吸工序。氧化吸收器循環槽溶液由脫硫塔循環泵連續補充。為維持調節氧化吸收器和脫硫塔液位平衡，脫硫塔循環酸管道上設計串酸操作。

改造后尾氣脫硫裝置工藝流程見圖1。

圖1 改造后尾氣脫硫裝置工藝流程

3 主要設備

設計過程中充分考慮現場實際空間，為今后硫酸裝置增產預留了設備裕量。改造后尾氣脫硫裝置主要設備見表1。

表1 改造后尾氣脫硫裝置主要設備

4 運行情況

改造后，尾氣脫硫裝置實現長期穩定運行。通過對各項工藝指標的優化，排放尾氣中ρ(SO2)＜10 mg/m3，副產稀硫酸w(H2SO4)在25%左右，設備壓降在 1.18 kPa，噸酸雙氧水消耗小于 2.0 kg。

氧化吸收器和脫硫塔運行指標見表2，雙氧水消耗情況見表3，設備壓降情況見表4。

表2 氧化吸收器和脫硫塔運行指標

表3 雙氧水消耗情況

表4 設備壓降情況

5 結語

改造后，雙氧水法尾氣脫硫裝置運行穩定，解決了副產物去向問題，排放尾氣中ρ(SO2)＜10 mg/m3，優于該地區尾氣排放指標。該裝置系統阻力低、自動化程度高，為今后硫酸裝置增產打下了良好基礎。