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        HT- L硫回收裝置工藝優(yōu)化及節(jié)能改造總結(jié)

        2016-02-13 06:58:39
        氮肥與合成氣 2016年12期
        關(guān)鍵詞:羅茨塔內(nèi)沉淀池

        郭 振

        (安徽晉煤中能化工股份有限公司安徽臨泉236400)

        HT- L硫回收裝置工藝優(yōu)化及節(jié)能改造總結(jié)

        郭 振

        (安徽晉煤中能化工股份有限公司安徽臨泉236400)

        安徽晉煤中能化工股份有限公司年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150 kt甲醇裝置采用國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航天爐(HT- L)粉煤加壓氣化技術(shù),其硫回收裝置采用了與低溫甲醇洗脫硫相配套的直接氧化法工藝,該工藝最大特點(diǎn)是反應(yīng)器的操作彈性大、硫回收效率高。硫回收裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行是HT- L 系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定的重要組成部分,更是HT- L 項(xiàng)目環(huán)保的重點(diǎn)。

        1 裝置概述

        由低溫甲醇洗脫硫脫碳工段來的酸性氣體及二氧化碳?xì)馀涑闪蚧瘹潴w積分?jǐn)?shù)為6%~10%的酸性氣,與由界外來的空氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器,用4.0 MPa中壓蒸汽升溫加熱至200 ℃后進(jìn)入硫反應(yīng)器,混合后的氣體流量實(shí)現(xiàn)在線分析,由DCS系統(tǒng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所需的氧氣量來確定,通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。反應(yīng)器采用內(nèi)水-蒸汽管冷,與汽包相連接,調(diào)節(jié)器報(bào)壓力來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度,在反應(yīng)器中總的化學(xué)反應(yīng)是硫化氫與氧反應(yīng),生成硫和水;然后反應(yīng)氣進(jìn)入硫冷凝器冷卻氣體并冷凝氣體中的硫,硫冷凝器的管外產(chǎn)生低壓蒸汽,通過調(diào)節(jié)蒸汽壓力來調(diào)節(jié)管程出口溫度,既要使氣體中的硫冷凝下來,又不能低于硫的凝固點(diǎn)而使管道堵塞;再進(jìn)入硫分離器分離出液態(tài)硫后去硫固化裝置,冷卻固化成型為硫的產(chǎn)品,分離出的氣體經(jīng)噴水降溫后進(jìn)入洗滌塔,對(duì)殘留的硫化合物進(jìn)行再次洗滌,使洗滌后的氣體達(dá)到環(huán)保要求,大部分氣體去風(fēng)機(jī)進(jìn)口,由風(fēng)機(jī)進(jìn)行循環(huán)使用,小部分氣體去放空總管直接放空。

        主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備為2臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)(1開1備,單臺(tái)額定功率90 kW),風(fēng)機(jī)維修費(fèi)用較高,很不經(jīng)濟(jì)。攻關(guān)小組以節(jié)能降耗、持續(xù)改進(jìn)為宗旨,以增產(chǎn)增效、節(jié)能環(huán)保為目的,根據(jù)硫回收裝置存在的問題及薄弱環(huán)節(jié),并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐和數(shù)據(jù)的積累,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行小改小革,使工藝更合理、生產(chǎn)更穩(wěn)定,使設(shè)備的周期運(yùn)轉(zhuǎn)延長(zhǎng)。

        2 存在的問題

        (1)該工藝存在的缺點(diǎn)是尾氣洗滌系統(tǒng)對(duì)洗滌水的干凈度要求比較高,洗滌水外排量過大(設(shè)計(jì)3.2 t/h),需要相應(yīng)的污水處理系統(tǒng)相配套,否則,經(jīng)洗滌后含有大量硫沫的洗滌水經(jīng)洗滌泵加壓循環(huán)又進(jìn)入洗滌塔,長(zhǎng)時(shí)間在塔內(nèi)循環(huán)積累,易導(dǎo)致硫沫堵塞填料或噴頭,一旦噴頭堵塞則填料就會(huì)很快結(jié)硫,最終導(dǎo)致填料被堵死,系統(tǒng)壓力上升,循環(huán)量加不上去,絕熱層嚴(yán)重超溫,會(huì)危及安全生產(chǎn)。

        (2)因洗滌泵不穩(wěn)定和洗滌塔液位不穩(wěn)定,導(dǎo)致洗滌水量波動(dòng)較大,液位不易控制。

        (3)裝置使用2臺(tái)90 kW羅茨風(fēng)機(jī)作為循環(huán)氣打循環(huán)使用,風(fēng)機(jī)噪音大,轉(zhuǎn)子易卡滯,運(yùn)行效果不好,造成維修費(fèi)用高。

        (4)因氣量較大,導(dǎo)致洗滌塔不銹鋼絲網(wǎng)除沫器被吹散,帶至后段設(shè)備內(nèi)部,更嚴(yán)重的是因液態(tài)硫分離不下來,導(dǎo)致硫黃被帶至洗滌塔造成硫堵,給生產(chǎn)穩(wěn)定帶來不利。

        3 改進(jìn)措施

        3.1 沉淀池和洗滌塔內(nèi)件的改造

        由于沉淀池過小,造成了由洗滌塔內(nèi)洗滌出來的含有大量硫沫的洗滌水排至沉淀池內(nèi)得不到有效沉淀,致使含硫沫的洗滌水經(jīng)洗滌泵加壓又循環(huán)進(jìn)入洗滌塔內(nèi),從而引起整個(gè)系統(tǒng)超壓,使循環(huán)量加不上去,為此,在洗滌塔排水管線上配1臺(tái)40 m3硫回收水系統(tǒng)懸浮固體顆粒沉淀分離裝置(圖1)用于沉淀過濾(其中心溢流管結(jié)構(gòu)示意見圖2),懸浮硫較好地得到了沉淀,通過與沉淀池進(jìn)行切換使用,徹底清理硫膏,循環(huán)投入使用,這樣很大程度上改善了系統(tǒng)水質(zhì),循環(huán)進(jìn)入洗滌塔內(nèi)的水含硫沫量減少,有效緩解了洗滌塔附著、沉積硫膏情況,促進(jìn)了洗滌塔順利運(yùn)行。

        圖1 懸浮固體顆粒沉淀分離裝置

        圖2 中心溢流管結(jié)構(gòu)示意

        3.2 硫回收水洗滌塔的改造

        因洗滌泵和液位不穩(wěn)定,導(dǎo)致洗滌水量波動(dòng)較大,為了節(jié)約洗滌水量和減少負(fù)面影響,但又能保證洗滌效果,對(duì)硫回收水洗滌塔進(jìn)行水浴式改造(圖3),分離器裝配1根排出管,在排水管線上配置虹吸管或沉浸管,以適應(yīng)壓力條件優(yōu)勢(shì)在除霧器上。

        圖3 改造前、后硫回收水洗滌塔對(duì)比

        3.3 增配二閃氣作為循環(huán)氣

        本裝置所用羅茨風(fēng)機(jī)額定功率大、維修費(fèi)用較高、噪音很大,為此,利用化工二車間的放空廢氣二閃氣作為循環(huán)氣,停用羅茨風(fēng)機(jī)。改進(jìn)后,回收了二閃氣,變廢為寶,停運(yùn)羅茨風(fēng)機(jī),節(jié)約了風(fēng)機(jī)電耗和維修費(fèi)用,減少噪音污染,減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

        3.4 硫分離器內(nèi)件的改造

        原硫分離器內(nèi)件是高度為150 mm不銹鋼絲網(wǎng)除沫器,因氣量較大,不銹鋼絲網(wǎng)除沫器被吹散,帶至后段設(shè)備內(nèi)部,更嚴(yán)重的是因硫分離不下來,導(dǎo)致硫被帶至洗滌塔造成硫堵,給生產(chǎn)穩(wěn)定帶來不利。后經(jīng)論證和評(píng)價(jià),決定新增1臺(tái)新型汽液分離器,其改變了氣體流程,同時(shí)增加了液滴分離的停留時(shí)間,避免了硫分離效果差等原因帶至后段設(shè)備內(nèi)部,促進(jìn)了硫有效分離效果。

        4 效益分析

        由于本工程的酸性氣含硫量較低,產(chǎn)生的固體硫較小,年回收單質(zhì)硫45 kt,從整個(gè)工程來說是可以的,達(dá)到環(huán)保排放要求,經(jīng)多方面節(jié)能改造,相信一定有非??捎^的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前,HT- L粉煤氣化項(xiàng)目二期已采用此技術(shù)。

        按年運(yùn)行330 d、電價(jià)0.6 元/(kW·h)、脫鹽水價(jià)格2.0元/t、脫鹽水流量3.2 t/h計(jì),則1臺(tái)風(fēng)機(jī)年節(jié)電費(fèi)用為427 680元,年節(jié)約脫鹽水消耗費(fèi)用50 688元,合計(jì)年產(chǎn)生效益47.84萬元。

        硫回收作為煤化工的末端處理裝置,同時(shí)也是一個(gè)重要的環(huán)保項(xiàng)目,運(yùn)行平穩(wěn)、節(jié)能減排是該工序的主要目的。硫回收水系統(tǒng)懸浮固體顆粒沉淀分離裝置的實(shí)施改變了傳統(tǒng)克勞斯工藝模式,使工藝更簡(jiǎn)單,效果更理想,并實(shí)現(xiàn)技術(shù)、裝備的全面國(guó)產(chǎn)化;同時(shí),該工藝運(yùn)行費(fèi)用低,操作安全、簡(jiǎn)單,裝置占地面積小,節(jié)能環(huán)保。

        5 效果分析

        該裝置自2011年2月經(jīng)多次改造開車成功,通過運(yùn)行實(shí)踐證明,改進(jìn)后收到了較好的效果。在對(duì)洗滌塔沉淀槽和水冷卻器定期清洗后,有效緩解懸浮硫堵塞阻礙生產(chǎn)的現(xiàn)象,更便于控制塔液位;洗滌塔內(nèi)系統(tǒng)壓力得到逐步改善,在最初運(yùn)行近半個(gè)月里,硫回收裝置運(yùn)行周期由原半個(gè)月逐步延長(zhǎng)至6個(gè)月,并保持長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。該裝置操作彈性大,產(chǎn)品質(zhì)量高,操作安全、簡(jiǎn)單,硫化氫轉(zhuǎn)化率高,硫回收率高,大大降低了硫化物的排放,從而實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的有機(jī)結(jié)合,達(dá)到了治污增效、節(jié)能減排的目的,大大改善了操作人員的工作環(huán)境,達(dá)到了預(yù)期的目的。

        2016- 06- 29)

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