周黎琴 石亮 胡兆斌

(酒泉鋼鐵集團公司焦化廠)

0 前言

酒鋼焦化廠5#、6#搗固焦爐于2011年建成投產(chǎn)，焦炭產(chǎn)量年產(chǎn)110 萬t 以上，荒煤氣發(fā)生量平均在5．0 萬m3/h ～6．2 萬m3/h，而荒煤氣凈化脫硫工段采用HPF 工藝。它以氨為堿源、ZL 為催化劑的濕式液相催化氧化脫硫脫氰，采用三塔三槽式HPF法脫硫。主要分為脫硫凈化段、脫硫液氧化再生段、硫膏回收段，設(shè)計煤氣處理能力為5．4 萬Nm3/h，硫化氫脫除指標150 mg/Nm3以下。它具有設(shè)備投資成本低、工藝簡單及運行成本低的優(yōu)點［1］。

自2014年以來，由于配煤比及結(jié)焦時間的調(diào)整，5#、6#搗固焦爐煤氣量達到5． 5 萬Nm3/h ～6．7 萬Nm3/h，超過煤氣處理設(shè)計值。塔前硫化氫含量也隨之波動，亦超過系統(tǒng)的處理能力，致使硫化氫指標頻繁出現(xiàn)超過150 mg/Nm3，脫硫效率偏低。為此，專門成立提高脫硫效率攻關(guān)小組，對脫硫系統(tǒng)進行全面分析及改造，利用2015年4月中旬脫硫系統(tǒng)年修期間，對所出現(xiàn)的問題進行分析并采取相應(yīng)的解決措施。

1 酒鋼焦化廠煤氣凈化流程

5#、6#搗固爐產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)橫管式初冷器冷卻后溫度降低至22 ℃～25 ℃，經(jīng)鼓風機加壓，煤氣溫度上升至35 ℃～40 ℃，再經(jīng)電捕焦油器捕集煤氣中的焦油，將煤氣中焦油含量降低至50 mg/m3以下進入脫硫工段。在HPF 法脫硫工段，首先經(jīng)橫管式煤氣預(yù)冷塔將煤氣溫度降低至27 ℃～32 ℃，依次串聯(lián)加入進入3 個脫硫塔進行HPF 法脫硫。正常運行中，各脫硫塔阻力一直保持在0． 2 kPa ～0．5 kPa，入脫硫塔煤氣溫度控制在27 ℃～32 ℃，脫硫液溫度控制在35 ℃～38 ℃。脫硫完的荒煤氣進入噴淋式飽和器脫氨及洗油脫苯工段，達標后的凈煤氣出廠。

2 存在問題及原因分析

2．1 脫硫液循環(huán)量不足

我廠三座脫硫塔配套運行的單臺脫硫液貧、富液泵，在超額定電流的情況下脫硫液循環(huán)泵量僅能維持在1050 m3/h 左右。若按6 萬Nm3/h 荒煤氣處理量、液氣比25 L/Nm3～30 L/Nm 核算，循環(huán)量應(yīng)達到1450 m3/h ～500 m3/h。由此可知，在荒煤氣處理量超設(shè)計值時，脫硫液循環(huán)量明顯不足。

2．2 脫硫貧液分布不均

由于原設(shè)計的液體分布器存在一定缺陷，貧液在塔內(nèi)分布不均勻，致使脫硫塔頂層輕瓷填料利用率降低，輕瓷填料容易堵塞，影響脫硫效率。此外，貧液長期分布不均也會造成脫硫液塔內(nèi)煤氣偏流，會影響脫硫塔阻力。

2．3 脫硫塔內(nèi)三層輕瓷填料高度不夠

塔內(nèi)填料的作用是為氣、液兩相提供充分的接觸面，氣、液接觸面越大，傳質(zhì)系數(shù)越高，脫硫液吸收煤氣中硫化氫的反應(yīng)越充分。2014年10月份脫硫系統(tǒng)年修時已完成設(shè)計要求的50 層填料填充，但按照目前脫硫系統(tǒng)在超負荷運行情況下，塔內(nèi)輕瓷填料高度不滿足實際生產(chǎn)的需求。

2．4 再生槽內(nèi)硫泡沫分離調(diào)節(jié)不及時

一般情況下，硫泡沫在再生塔內(nèi)停留時間不宜過長，最好不超過30 min。因為停留時間過長就會開始萎縮、變小甚至破碎，硫泡沫上黏附的單質(zhì)硫顆粒就可能沉淀下去，造成脫硫液中懸浮硫含量增加，影響脫硫液質(zhì)量，進而影響脫硫效率。

2．5 噴射器堵塞易堵塞

堵塞的原因是再生槽下部的沉積硫越來越多，當達到與噴射器的尾部附近的高度時，就不同程度的影響了自吸噴射器的空氣量，使再生不完全，再生效果差。

2．6 脫硫塔塔頂捕霧層易堵

脫硫塔捕霧段采用聚丙烯階梯環(huán)，亂堆方式。由于煤氣處理符合增大，加之花環(huán)結(jié)構(gòu)容易積渣，而導(dǎo)致脫硫塔阻力頻有超設(shè)計阻力1．0 kPa。一般情況下，2#3#脫硫塔大約20 天需要反沖洗一次捕霧段，阻力過快速增長會影響煤氣安全、穩(wěn)定輸送。

3 改進措施及效果

針對以上影響脫硫效率的因素，我們利用2015年4月中旬脫硫系統(tǒng)停工檢修期間需采取以下措施。

3．1 提高脫硫液循環(huán)量

脫硫液循環(huán)量增加將提高脫硫效率，提升再生噴射效果，泡沫溢流情況和脫硫液質(zhì)量將得以改善。將原設(shè)計5 臺貧液泵、5 臺富液泵，原設(shè)計的三開兩備，實際操作時，將2#脫硫塔實行貧富液雙泵運行方式，以增加脫硫液的循環(huán)量。事實證明，2#脫硫塔循環(huán)量有原來的1040 m3/h 左右提高到1450 m3/h左右后，硫泡沫豐富且溢流良好，并且硫化氫的吸收效果明顯有改善。

3．2 對塔內(nèi)貧液分布器改造

利用停工檢修期間，將原設(shè)計的塔內(nèi)“十字”環(huán)槽式液體分布裝置改造為盤式引流滿流式貧液分布器，這樣既便于檢修施工亦可使脫硫貧液均勻分布。目前，液體分布器運行正常，液體分布均勻。改造前、后的塔內(nèi)貧液分布器如圖1 所示。

3．3 增加塔內(nèi)輕瓷填料高度

將2#、3#脫硫塔每層增加5 層輕瓷填料，填料鋪設(shè)至近人孔平齊處來增加氣液接觸面積，以提高脫硫效率。

圖1 塔內(nèi)貧液分布器示意圖

3．4 嚴格控制泡沫層厚度，及時調(diào)節(jié)再生槽液位

硫泡沫突然增多，未及時調(diào)節(jié)液位，控制好硫泡沫的溢出量，會造成硫泡沫進入脫硫塔，使脫硫液懸浮硫含量增加，影響脫硫效果。崗位職工需經(jīng)常根據(jù)吸風量或倒噴情況，檢查噴射器是否有堵塞，防止液位大幅度波動和翻浪，以保證硫泡沫的正常溢流。

3．5 定期疏通噴射器，跟蹤噴射器疏通質(zhì)量

脫硫塔噴射再生器始終存在堵塞現(xiàn)象，正常生產(chǎn)時影響吸風量的供給及脫硫液的再生效果，目前，除了對噴射器定期進行疏通也無其他辦法。由于疏通工作是承包外圍單位進行，應(yīng)該跟蹤噴射器疏通質(zhì)量維持時間長短，做好相關(guān)評價。

3．6 制定捕霧層反沖洗制度

定期利用貧液反沖洗捕霧層，以緩解阻力。落實好班組對捕霧段沖洗的執(zhí)行情況。

自4月10日至4月23日本系統(tǒng)停工檢修，直到4月25日脫硫系統(tǒng)恢復(fù)正常生產(chǎn)。截止目前，由生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析顯示，硫化氫化驗平均值100 mg/Nm3，低于設(shè)計指標值150 mg/Nm3，硫化氫脫除率由檢修前的96．7%，提高到98．3%。經(jīng)過檢修改造后，脫硫效率明顯提高。硫磺產(chǎn)量由檢修前每天平均7．0 t 左右，增加至每天平均9．0 t 左右。

4 結(jié)束語

一般而言，脫硫效率的高低既因荒煤氣發(fā)生量大小、配煤硫含量高低等系統(tǒng)外在因素的影響，也因脫硫循環(huán)液循環(huán)量、溫度、壓力等系統(tǒng)內(nèi)在因素的影響［2－3］。但企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況，綜合考慮各方面的因素，在認真分析比較、科學(xué)考察論證的基礎(chǔ)上進行適當改造或調(diào)整，并制定出一套適合自身的脫硫操作工藝，不斷積累生產(chǎn)經(jīng)驗，建立專門的脫硫系統(tǒng)技術(shù)管理臺賬。

［1］趙春輝，王新雷，王瑞，等．HPF 法焦爐煤氣脫硫工藝的生產(chǎn)實踐［J］．氣體凈化，2012，12(3):12 －15．

［2］晁偉，王煥符，李東濤，等． 提高HPF 脫硫工藝效率的實踐［J］．首鋼科技，2011(2):29 －32．

［3］林憲喜，祝仰勇．從脫硫原理分析影響HPF 法脫硫效率的因素［J］．山東冶金，2005，27(6):149 －151．