半水煤气脱硫运行总结

0 前言
我公司装置生产能力为年产18万吨合成氨、30万吨尿素、副产7000吨甲醇。以煤作为燃料进行气化制得半水煤气中，气体中含有一定量的硫化物。硫化氢不仅能使中变催化剂、甲烷化催化剂、氨合成催化剂活性降低，严重影响催化剂使用寿命，而且含有硫化氢的气体在有水分存在的条件，生成硫氢酸对设备、管道腐蚀，因此，生产过程中尽可能脱除干净。
在合成氨工业生产中，脱除原料气中硫化物一般分为湿法脱硫和干法脱硫两大类。我公司半脱、变脱采用湿法脱硫、精脱采用干法脱硫。下面将具体介绍半水煤气脱硫工艺运行情况。
1 改造前状况
1．1工艺流程
（1）半水煤气流程
自造气工段来的半水煤气分别进入两个并联的冷却清洗塔下部冷却,然后从两个并联的脱硫塔下部进入与塔上部喷淋下来的888脱硫液逆流接触，在较短的时间内完成吸收H2S的反应，脱除硫化氢后的半水煤气由塔顶出来进入冷却清洗塔上部洗涤后，送至气柜。
（2）碱性溶液流程
贫液泵将贫液槽内的贫液打至脱硫塔顶部喷淋而下与半水煤气在脱硫塔内逆向流动，在填料表面气液两相接触，完成吸收H2S的过程，经富液泵加压后打至喷射再生槽的喷射器，在喷射器内自吸空气并在喉管及扩散管内进行反应，然后气液一起进入再生槽底部进行溶液的氧化再生和硫泡沫浮选，再生后的贫液经液位调节器流入贫液槽，由贫液泵分别送往两个脱硫塔，循环使用。
由再生槽上面浮选出来的硫泡沫溢流到硫泡沫槽，再用硫泡沫泵加压输送至硫回收工段熔硫釜。

1．2 主要设备

2 运行情况分析
2007年10月份开车以来，由于合成压缩机问题，系统不能加满负荷，一直是二至四机量，2009年在4月份中旬半脱工段脱硫塔压差发现明显的变化，而且压差呈不断上涨趋势，最高达到11KPa，初步判断脱硫塔存在堵塔现象，于是决定将在5月份脱硫液由以往的栲胶改为NDC，改过脱硫剂后，脱硫塔压差上涨趋势有明显的缓减，但是控制不下来，仍然有上涨趋势，而且由于脱硫塔压差高出正常9-10KPa，致使造气送气阻力大，供气紧张，造气洗气塔出口水封经常冲破；由于系统阻力大，成为困挠企业生产的难题。综合起来，主要表现在以下几个方面：
（1）随着生产气量的增加，半脱出现严重的雾沫夹带现象，电除尘的蒸煮冲洗要由以前的一个月3次，改为3天一次，而且每次冲洗都夹带有大量的硫、粉尘、炉灰等，
（2）冷却清洗塔进口阻力大，进口压力10-13KPa，造成造气炉负荷增大，消耗高。
（3）半脱溶液循环量较小，单塔过液量300m3/h左右，喷淋密度16-20m3/h左右，正常应控制在35-45m3/h左右。溶液循环量较小，反应后的硫不能及时带出来；也是造成压差逐渐增大的原因。
（4）因熔硫清液温度高，副盐较多，只有一个沉淀池，沉淀降温后还有50℃左右，直接回收会使溶液发虚泡，清液中硫晶体会附着在填料表面及分布器中引发堵塔。因此准备上一台溶液过滤机。
（5）冷却清洗塔前没有电捕焦，煤气中的煤焦油直接进入脱硫溶液中，形成皂化反应；溶液起泡。
（6）贫富液泵出口开不全，开全时电流超负荷；（额定电流287A）
（7）再生槽小，80m3左右，加大溶液循环量时，再生槽过不去。
（8）喷射器喷嘴孔设计为21mm，满负荷时不能满足需求。
7月份全厂被迫停车检修，对脱硫系统进行技术改造。
3 技改措施
3．1增设富液槽
新增富液槽，规格为富液槽φ8020×8000×10，V=400m3。流程为脱硫富液从塔底部出来到富液槽，由富液泵加压到再生槽。
增设富液槽可增加富液停留时间，使大部分的HS－在富液槽中就被氧化生成单质硫，既可提高再生效率减轻再生负荷，又可降低副反应速度。
3．2降低阻力
在清洗塔进口增加了两个直管管道φ1400mm，降低进塔时弯头造成的阻力。增加近路直管后，进口阻力有明显降低，进口压力降至4-6.5KPa，同时对造气系统减轻了很多负荷。
3．3 洗气
将每个冷却清洗塔内部新增两层溶液再分布器，使溶液分布均匀，提高洗气效果。减少了对脱硫系统的不利影响。
3．4 增加提硫副线
在冷却清洗塔进口新加一个φ350mm提硫副线（进口现在两个），冷却清洗塔下段出口至脱硫塔出口管道新增两个φ400mm提硫副线。
增加提硫副线后，控制系统出口硫化氢不用再直接调整溶液成份，直接调整提硫副线的开度就行了，同时可以降低气体流速，减小系统阻力。
3．5 改造喷射器及富液泵
1#、2#再生槽喷射器各改造12组，将喷射器喷嘴扩孔由21mm，扩为24mm，提高过液量，降低喷射器进口压力。同时解决富液泵改造后增大过液量问题。
将3台富液泵叶轮缩小，降低了泵出口阻力；增大了溶液循环量，单塔过液量450m3/h左右，降低了因溶液循环量小造成堵塔。
富液泵经改造后，三贫两富，富液泵无备泵，目前溶液循环量在450m3/h左右；富液泵出口压力由原来1.0MPa，降低到0.55MPa。
3．6 更换部分填料
原来的多边瓷环填料经多次装填产生较多碎片，由此引发硫堵的几率增加。故选用φ100mm的聚丙烯鲍尔环，替代部分多边瓷环填料，装填高度为下段4m，中段在原瓷环5m的基础上加聚丙烯鲍尔环装填料2m。
3．7改变脱硫塔出液方式
脱硫塔出口采用出液“U”形管液封设计及阀门调节脱硫塔液位，该方法操作简易，正常开车后阀门全开。
4 使用888脱硫催化剂
在技术改造的同时，公司决定再次进行脱硫催化剂更换。在邀请国内脱硫专家到厂进行指导，并多方考察，对脱硫催化剂的产品质量、服务技术、运行费用、系统稳定性等方面进行反复比较，决定半脱停用NDC，改用888脱硫催化剂。以利用888脱硫催化剂的优异性能逐步降低脱硫液的粘度，增强冲洗塔的效果，提高硫黄回收率。
5 效果
半脱工段经过改造，使用888清洗塔洗涤效果较好，半脱塔压差有明显好转，硫黄回收达到95%左右，迄今运行已超过19个月，实现了15个月不堵塔的预期目标。目前合成氨生产负荷为650t／氨（日产），半水煤气量达到88000m3/h，脱硫塔压差始终维持在1.5 KPa以下，脱硫效率稳定在95％以上，脱硫塔出口H2S含量控制在20mg／m3左右以内，脱硫效果明显，经济效益显著。