空塔喷淋技术在加压变脱脱硫中的应用小结

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摘 要 为了解决因使用高硫煤对系统工艺造成的影响，山东阳煤恒通化工股份有限公司于2011年对合成氨加压变脱脱硫系统进行技术改造，采用空塔喷淋脱硫塔内件及新型再生工艺流程。本文主要空塔喷淋的特点、新型再生工艺的应用及特点、实际生产中的优点及出现的问题和解决的措施。

关键词 脱硫塔；空塔喷淋；应用

中图分类号TQ536 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0135-02

山东阳煤恒通化工股份有限公司现有18万吨/醇氨，25万吨/尿素装置一套，采用间歇固定床供半水煤气、常压及加压变脱空塔喷淋工艺、NHD脱碳、铜基甲醇、DC型三轴一径塔合成氨工艺及水溶液全循环尿素工艺。

1 空塔喷淋塔内件及特点

1.1塔内件

脱硫塔采用20mm厚的16MnR材料制作，直径3 000mm，高32 000mm，是在原来填料塔的基础上进行改革，将原来中下段，每段6米填料及其篦子板、栅板全部清空，只保留上段填料。在塔内12m的范围内均匀分布4组喷淋装置，每组9个喷头呈圆形均匀分布，每个喷头的覆盖范围半径1m，喷洒能力7m3/h脱硫液，四组喷淋252m3/h。两套脱硫塔并联运行，用三台200D1-43×4、扬程172m Q=280m3/h、功率220kW的脱硫泵循环供液，一台直供两套填料层，另外二台分别供两套喷淋装置。满负荷运行半水煤气经变换后的气量大约58 000m3/h，这样气液比66/1，设计满足脱硫效率达到95%。

1.2特点

空塔喷淋较填料塔具有不赌塔、不偏流的特点，同时塔内气体阻力小，气液均匀接触，吸收效率稳定及对设备腐蚀轻等。

2 新型再生工艺及特点

2.1新再生工艺

2011年公司在加压变脱脱硫塔改造的同时对原来再生装置进行了技术升级改造，新建一新再生槽￠8000×7000，采用长春东狮科贸实业有限公司设计生产的新型自吸喷射器， 32根喷射器分内外两圈均匀分布，槽内采用两层栅板。改变原来从上部外周导出贫液的方式，采用中间插入￠6000，在槽液位中上部分别开孔从底部导出的方式。新上一个贫液槽，串联原来的贫液槽。新上真空转鼓过滤机，采用间歇硫膏熔硫，改变了原来的连续熔硫工艺。

2.2特点

1）新型自吸喷射器具有负压高、液体流畅、吸氧量大的优点，避免了出现倒喷现象，自吸阀门全部采用球阀，具有开关方便，不宜堵的特点；

2）再生槽改为中部抽出贫液，较之前的上部出液，更加利于硫泡沫与贫液的分离；槽内两层栅板，即加固了自吸喷射器根部，同时避免了底部气泛，使氧气与富液接触更加充分；

3）加上新贫液槽，使液体中氧气有充分的反应时间，同时将其未反应的气体及时稀释出来，减少对脱硫泵的气蚀；采用间歇硫膏法比之连续法，更加容易操作，避免了熔硫时的皂化反应，同时出硫稳定，悬浮硫含量低。

3 运行初期的状况及解决措施

运行初期的情况：

在运行初期指标达不到理想的效果，主要问题表现在：

出口气体中的H2S含量最高达到48mg/Nm3，比设计指标≤15mg/Nm3，高出33mg/Nm3，给下工序的稳定生产带来极大地困难。这是2011年6月13日其中一段时间运行记录情况如下表1：

上表中，9：00向脱硫液中加入800kg的纯碱，总碱及pH值均上升0.1个点，但是出口气体H2S含量始终居高不下。

脱硫塔内喷嘴堵塞严重，脱硫泵出口压力提不上去，能耗升高。

夏季脱硫液温度高50℃～60℃，在向贫液中打入碱液和栲胶时易发生皂化反应，再生槽上部冒出大量气泡，严重影响生产，特别是环保问题；冬季脱硫液温度低30℃～40℃，脱硫液中总碱含量提不上去，贫液槽底部出现碱结晶现象。

对于问题1.1，公司通过论证发现是气液在塔内的接触时间太短，反应不完全造成，即将原来承载填料的不锈钢篦子板，重新装上，上面布满20mm×5mm的小孔，让气体穿过小孔时与液体充分接触反应。

对于问题1.2，在检修喷嘴是发现，堵塞喷嘴的绝大多数是原来脱硫液中的碎填料造成的，由于环保问题，在不能置换脱硫液的情况下，公司决定在脱硫液进口之前安装一过滤罐装置，将对液体中的固体杂质进行全面过滤清除，同时停加栲胶，使用T911新型脱硫剂，减少液体的固体杂质。

对于问题1.3，将在两贫液槽之间新上一换热器，夏季采用循环水对脱硫液进行降温，冬季采用低压蒸汽对脱硫液进行加热，使脱硫液保持在45℃左右，达到最好的脱硫效果。

在检修完毕系统试运行期间，发现虽然问题1.1彻底解决了，但是给操作带来很大的困难，塔内悬液现象严重，塔底液位无法稳定，一旦悬液下来，脱硫液在再生槽大量冒液，同时上部除沫器压力增大，水分离器排液不及时，液体容易带入压缩机，造成事故。鉴于此，公司将原塔内篦子板小孔全部重新扩大到30mm×30mm。

这样经过今年的运行，效果很好，各项指标均达到要求。下面是2013年3月10日其中一段时间运行记录情况如下表2：

从上表中，我们得到，出口气体H2S含量

4结论

空塔喷淋技术将是合成氨湿法脱硫工艺的新的趋势在实际生产运行中，不断的改革创新，才能使其更加适用工艺的需要。山东阳煤恒通化工股份有限公司经过一年多的不断摸索，空塔喷淋技术已完全满足工艺要求，现在运行非常平稳。