硫化氢吸收塔防碱液结晶改造
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【摘 要】针对硫化氢吸收塔在运行中由于碱液结晶而造成的管线结晶、机泵抱死烧毁的现象进行一系列优化改造，彻底解决了该问题，保证了该塔的长周期平稳运行。
【关键词】硫化氢吸收塔；改造；结晶
前言
兰州石化公司含硫污水处理装置承担着炼油区高浓度含硫污水处理的任务，其含H2S的挥发性气体用管道收集经引风机抽入塔内， 硫化氢吸收塔为填料塔，气体上升中与均匀喷淋在填料层上的氢氧化钠溶液接触反应，发生化学吸收，实现有毒气体的转化。但因新硫化氢吸收塔塔顶和塔底压差较大，导致塔内氢氧化钠溶液迅速脱水，在塔体、管线、泵内结晶，容易堵塞管线、设备，设备检修频繁，给生产带来较大操作不便。2012年3月，利用装置检修机会，对硫化氢吸收塔洗涤液氢氧化钠溶液喷淋系统进行改造，经过近半年运行考核，改造后运行平稳，改造效果良好。
1 现状分析
炼油厂区含硫污水中携带了大量易挥发得硫化氢气体，该硫化氢吸收塔专门为处理炼油厂区含硫污水设置，用于吸收剧毒气体硫化氢。由于新硫化氢吸收塔排气烟囱较高，达40米，存在自然抽吸效应，再加上引风机选型功率偏大（30Kw），气体流量达到20000m3/h，导致硫化氢吸收塔塔顶和塔底产生较大压差，操作中塔内氢氧化钠溶液迅速脱水，极易在塔体内、管线内、泵内形成氢氧化钠结晶，导致一系列操作问题：
（1）硫化氢吸收塔作为环保设施，在故障期间硫化氢有毒气体吸收效率降低，安全隐患突出。
（2）塔体液位探窗因结晶遮蔽而无法观察，无法判断塔内液位高度，在补充损失水分时无法判断液位高度，经常出现补水过量进入引风机造成故障或补水不足未起到稀释作用的情况；
（3）机泵堵塞、抱死，平均每周检修一次，设备故障率高，每年需7.68万元；塔体大修费用高，每年需12万元；
（4）风机入口无调节挡板，仅凭小幅开动入口阀门（DN1000）进行气体流量调节，给操作带来很大不便；
（5）出现故障后，吸收塔无法长周期正常运行，平均运行周期为一周，设备功能受到限制；
2 技术改造
2.1 吸收塔
2.1.1 原吸收塔情况
改造前，每天对塔内的氢氧化钠溶液进行取样测定碱度，并通过视窗观察塔内溶液液位，进行间断手动补水，当碱度低于6时彻底更换氢氧化钠溶液。在长期运行过程中，视窗被结晶物覆盖，很难看清液位，同时溶液循环管线未加装冲洗水线，管线极易结晶堵死，或因看不清液位而补水过量，碱溶液倒灌进入风机，对设备造成损害。
2.1.2 吸收塔改造情况
（1）在吸收塔填料、氢氧化钠溶液喷淋管上方新增水喷淋设施，通过分析塔内氢氧化钠溶液碱度和监视液位，来调节水喷淋的流量，一方面用来补充挥发水量，同时喷淋也可降低氢氧化钠溶液在填料层中的聚集；
（2）对塔体原有的探窗式液位指示进行更换，采用雷达液位计，同时增加液位计冲洗管线，防止因长期运行碱结晶而产生的液位指示误差；
（3）补水管线增加补水流量表，在碱循环泵入口增加温度计，根据不同温度下盐分的溶解度调节补水量，保持塔内溶液的动态平衡，防止氢氧化钠溶液过饱和而结晶；
2.2 引风机
吸收塔配套选用的引风机功率为30Kw，引风管线为DN1000玻璃钢材质，引风量较大，经测定废气流量达到20000m3/h，通常小幅关闭DN1000入口阀（不超过1/3开度）来控制废气吸入流量，给操作带来很大不便。针对引风量大这一现状，在风机入口阀后加装一个自动调节挡板，根据风量控制挡板开度，并且设置最小开度，以免造成风机的损坏。
3 改造效果
通过改造，改变了塔的补水方式，采用了风量的自动调节，大大减少了操作难度，改造后经过半年的运行，再未出现管线结晶堵死，机泵抱死烧毁的现象，从根本上解决了问题，达到了非常好的效果，提高了经济效益和环保效益。
3.1 经济效益
（1）该项目实施后，可以减少因结晶干运行而导致的碱循环泵故障，减小设备维修费用：改造前，在新吸收塔投用情况下，机泵平均每周检修一次，按检修一次1600元计算，每年共需7.68万元，塔体每年大修清理一次，总维修费用合计12万元，改造后检维修费用大大降低，平均两月检修一次，合计约为0.96万元/年，故可节约维修费：12+7.68-0.96=18.72万元/年；
（2）减少冲洗塔内结晶氢氧化钠溶液频率，改造后只在碱度低于工艺控制值时进行废氢氧化钠溶液更换、冲洗，避免了因冲洗塔内结晶物而造成的浪费，节约成本：17%氢氧化钠溶液每月消耗约10吨，按每月减少浪费30%计算，每月可节约3吨氢氧化钠溶液，每吨氢氧化钠溶液价格为1133元，故每年可节约氢氧化钠溶液费用=3吨×12月×1133元3.62万元。
3.2 环保、社会效益
硫化氢吸收塔作为环保设施，相比取得的经济效益，环保、安全和社会效益更为显著：
（1）在改造投用后的6～10月份，未出现由于氢氧化钠溶液结晶而造成的设备停运事件，恢复了设备功能，运行周期较改造前的一周有大幅提高，达到了设备长周期稳定运行的目标；
（2）消除了在当氢氧化钠溶液结晶后硫化氢有毒气体吸收效率低的隐患，安全和社会效益明显。
4 结论
通过在吸收塔填料、氢氧化钠溶液喷淋管上方新增水喷淋设施，将塔体原有的探窗式液位指示进行更换为雷达液位计，增加液位计冲洗管线，增加补水流量表，在碱循环泵入口增加温度计，在风机入口增加自动控制挡板等一系列措施，彻底解决了硫化氢吸收塔由于碱液结晶造成的一系列问题，在改造后的运行中效果良好，达到了经济效益和环保效益的双丰收。