河南省昊华骏化发展股份公司是一个从年产3000吨合成氨的小厂逐渐改造发展为现在拥有两套生产线,氨醇产量达30万吨/年的尿素、DMF、三胺、复合肥等多种产品的企业。随着生产能力的不断扩大,脱硫系统能力明显不足,脱硫效率下降,系统阻力增加。近年来原料煤煤价上涨,煤质不能保证,烧高硫煤降低成本是大势所趋,所以脱硫系统改造迫在眉睫,公司领导高瞻远瞩,自2007年开始 对脱硫系统进行改造(变脱、半脱),现入脱硫系统半水煤气H2S含量已达到3g/Nm3 ,仍能保证生产运行稳定,消耗明显降低。
1 改造前脱硫系统情况
两套半脱系统:脱硫塔均为Ф5000×36800 ,各两台脱硫泵,流量为486 M3/h,再生槽Ф6000/6800 ×7500 ,高度为7400,再生泵各两台,流量为468 m3/h。变脱系统,变脱塔Ф3200×33000,变脱再生槽Ф6000/6500×7000 。变脱泵各两台,流量280 m3/h。现两套氨醇生产能力已经达到年产30万吨,脱硫系统能力不足,出现脱硫后H2S超标,发生堵塔、带液现象。
两脱硫系统静电除焦器,东区两台,1#静电除焦器Ф3200×12000,2#静电除焦器Ф5000×14000;西区三台,1#静电除焦器Ф2800×13000,2#静电除焦器Ф3000×12000,3#静电除焦器Ф5000×14000;气量增大,造成除焦、除尘效果下降,焦油和煤灰带入脱硫系统,造成脱硫液中,煤灰、焦油含量上升,直接影响脱硫液的吸收能力和再生效果,同时造成管道和填料堵塞,阻力增加,也影响到气体降温效果。
东西区各两台Ф600 熔硫釜,熔硫能力不足,熔硫残液中复盐高,杂质多,回收到脱硫系统中后,造成盐堵。
以上几种影响因素综合影响,造成脱硫系统工艺恶化,系统压差最高达0.02MPa ,脱硫风机负荷大,经常出现故障,系统运行周期短,检修频繁,脱硫剂消耗上升,变脱后H2S 在0.02g/m3以上,对合成氨、甲醇触媒、尿素生产等产生严重影响(我公司变换采用全低变工艺)。
2 我公司脱硫效率低及堵塔原因分析
2.1 随着生产能力的增大,半水煤气量增加硫化氢含增高,原脱硫泵、再生泵能力不足,液气比小,导致偏流局部硫堵脱硫效率大大下降,阻力增大。
2.2 老塔填料采用填料强度差,运行中易破碎,碎片堵塞塔盘导致偏流,气液分布不均,阻力大,效率低。
2.3 采用栲胶与888脱硫剂混合配比脱硫效果虽好,但由于以前888脱硫剂配比偏少,888溶硫洗塔作用没有有效发挥,造成泡沫沉积在塔盘、再分布器及填料上形成阻力。
2.4 半脱再生槽φ6000 /6800 ×7500 ,变脱φ6000/6500× 7000,一台能力不够,再生效果差,造成脱硫液悬浮硫高,易在塔内集硫,造成填料硫堵。
2.5 半脱系统进口无除焦器,出口除焦器东区两台,除尘、除焦效果差,再加上造气烧型煤灰尘量大,影响脱硫吸收和再生,同时焦油煤灰粘结在煤气管道上形成阻力。
2.6 熔硫能力小,熔硫不彻底,熔硫残液杂质多,复盐多,回收入脱硫系统易造成盐堵,泡沫、残液回收不完全,造成环境污染。
2.7 气体温度高,造成副反应生产Na2S2O3等盐类,造成脱硫剂消耗量大,填料堵塞。
3 具体改造内容:
3.1 新增10台HX-C139φ3900×12735 湿式除焦器10台,半脱总进口5台,东西两系统半脱出口分别3台湿式除焦器、2台湿式除焦器,均与老静电除焦器并联。
3.2 新增再生槽:东区半脱φ10000× 6000, h=15000,变脱φ7000×8000, h=15000。西区半脱φ9000×6000 ,变脱φ6000×8000, h=15000。
3.3 新增脱硫塔:东西区半脱塔φ5000×30000各一台,变脱塔φ3800×31000各一台。
3.4 东西区合成氨系统半脱各增加两台流量1260m3/h,扬程54m脱硫泵。四台流量1260m3/h,扬程64m的再生泵,确保脱硫液循环量。
3.5 东西区合成氨系统变脱各增加两台流量500m3/h,扬程54m。
具体配置情况如下:
东区半脱塔配泵 1# 2台486m3/h+1台1260m3/h h=54m
2# 2台468m3/h+1台1260m3/h h=54m
东区氧化再生槽配泵 1# 2台1260m3/h h=64m
2# 2台1260m3/h h=64m
东区变脱塔配泵老塔原配置不变,新塔配2台500m3/h 扬程171m脱硫泵
西区半脱、变脱与东区配置一样
3.6 熔硫系统原东西区各两台φ600的熔硫釜,改造后新增两台φ900熔硫釜,并集中熔硫,建残液澄清池。
3.7 半脱、变脱老再生槽喷射器更换新增加24个。
3.8 更换老塔部分填料。
3.9 在长春东狮科技(集团)有限责任公司的指导下,调整脱硫液配比,适当增加888脱硫剂的加入量,提高溶硫、洗塔效果。
4 改造后效果
经以上系统改造和工艺操作调整后,取得很好效果:
4.1 静电除灰效果明显,基本消除了焦油和煤灰,达到了“三净一低”即:气体洁净,脱硫液洁净,循环水洁净,降低了气体温度,改造前半脱进口半水煤气温度在65℃以上,现在基本在45℃以下(冬季更低),消除了焦油、煤灰对脱硫液的影响,提高了脱硫效率,减少了因温度高产生副反应生成Na2S2O3等盐类,避免了带液现象的发生,大大降低了脱硫液等消耗。
4.2 脱硫系统的改造增加了脱硫能力,再生能力,再生效果好,脱硫液悬浮硫低,调节幅度大,工艺运行稳定,变脱后工艺状况极大改善,半脱进口气体H2S含量在3g/Nm3 以上,变脱后H2S含量可控制在0.0068g/Nm3 以下。
4.3 熔硫系统能力扩大,残液澄清后回收,清洁无杂质,节约环保。
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