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        PDS濕法脫硫在焦?fàn)t煤氣二級脫硫中的幾種應(yīng)用形式

        2018-04-04 01:43:18何秀風(fēng)
        山東化工 2018年5期
        關(guān)鍵詞:工藝流程工藝設(shè)備

        何秀風(fēng)

        (山西國控環(huán)球工程有限公司,山西 太原 030024)

        隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)的執(zhí)行,尾氣中的SO2排放量作為一個硬性指標(biāo)成為各焦化廠爭相達(dá)到的狀態(tài),而為了確保SO2的達(dá)標(biāo)排放,作為熱源的回爐煤氣中的H2S含量也需嚴(yán)格控制。目前,各焦化廠經(jīng)過前期化產(chǎn)階段的脫硫后,H2S含量大多在200 mg/Nm3以上,甚至有些單位因?yàn)榻範(fàn)t擴(kuò)產(chǎn)或煤種變化,回爐煤氣中的H2S含量達(dá)到1000 mg/Nm3左右[1],對于這種情況,新上一套脫硫裝置勢在必行,而這種情況下的脫硫工藝大多采用PDS濕法脫硫工藝。

        1 幾種PDS精脫硫工藝形式

        PDS精脫硫工藝是指以PDS為催化劑的脫硫工藝,由東北師范大學(xué)開發(fā)[2],其中P是phthalocyanine(酞氰)的字頭,D為dinucleus(雙核)的字頭,S為sulfonation(磺化)的字頭,“PDS”的綜合意思就是“雙核磺化酞氰化合物”,這里指的是雙核磺化酞氰鈷[3]。根據(jù)所選脫硫再生設(shè)備的不同,PDS精脫硫工藝又分為幾種形式。

        1.1 高塔再生工藝

        高塔再生工藝是從國外引進(jìn)的技術(shù),沿用至今,現(xiàn)在很多企業(yè)還在使用,其工藝流程如圖1所示。

        脫硫富液依靠再生泵送入再生塔的底部,與空壓機(jī)送來的空氣并流向上,進(jìn)行氧化再生,再生后的脫硫貧液依靠位差直接流入脫硫塔中,與煤氣接觸進(jìn)行反應(yīng)。

        圖1 高塔再生工藝流程方框圖

        高塔脫硫的優(yōu)點(diǎn)是:再生穩(wěn)定。

        高塔脫硫的缺點(diǎn)是:①再生設(shè)備大,初期投資費(fèi)用高;②再生設(shè)備體積大,母液制備量大;③再生空氣由空壓站供給,非單獨(dú)工藝用氣,容易因其他用戶用氣而造成空氣量的大幅度波動而影響再生效果;④母液在再生塔中的停留時間長,增大了副鹽生成的可能性;⑤再生部位在高空,不便于觀察和操作,且地基要求強(qiáng)度高等。

        1.2 低槽再生工藝

        低槽再生工藝是我國自主研發(fā)的技術(shù),最早在上世界80年代,起源于小氮肥行業(yè),之后引入到焦化行業(yè),其工藝流程如圖2所示。

        圖2 低槽再生工藝流程方框圖

        低槽再生時脫硫富液依靠再生泵送入再生槽上設(shè)置的自吸式噴射再生器中,與吸入的再生空氣反應(yīng)完成再生,再生后的脫硫貧液依靠脫硫泵送入脫硫塔中。雖然再生槽高度低,但由于再生泵還需提供自吸式噴射器自吸空氣的能量,所以,與高塔再生相比,并不太節(jié)能。

        低槽再生工藝的優(yōu)點(diǎn)是:再生設(shè)備小,初期投資費(fèi)用低。

        低槽再生工藝的缺點(diǎn)是:①再生空氣靠噴射器主動吸入,空氣量不可調(diào)節(jié),母液采用低壓力時,自吸空氣量不足,再生效果不好;②噴射器母液壓力高于0.4MPa時,能耗高等。

        1.3 一體塔工藝

        一體塔工藝最早起源于上海范文松的專利[4],后來鞍鋼設(shè)計院[5]較多采用,其實(shí)質(zhì)就是對低槽再生和脫硫設(shè)備立體集成,將再生槽設(shè)置于脫硫塔之上,工藝流程圖如圖3所示。

        圖3 一體塔工藝流程方框圖

        脫硫富液依靠再生泵送入一體塔上設(shè)置的自吸式噴射再生器中,與低槽再生工藝相同,與自吸進(jìn)入的空氣反應(yīng),完成再生,再生后的脫硫貧液靠位差自流進(jìn)入塔下部的脫硫段中,與煤氣接觸進(jìn)行脫硫反應(yīng)。一體塔工藝中雖然只有再生泵,但泵的揚(yáng)程集合了低槽再生工藝中脫硫泵和再生泵的揚(yáng)程,能耗并沒有減少。

        一體塔工藝的優(yōu)點(diǎn)是:①工藝流程簡化,設(shè)備數(shù)量少;②裝置占地面積小等。

        一體塔工藝的缺點(diǎn)是:①再生的實(shí)質(zhì)還是自吸噴射再生,

        保留了自吸噴射器的缺點(diǎn);②再生部位它高空,不便于觀察和操作,且地基處理強(qiáng)度要求高等。

        1.4 綜合塔工藝

        綜合塔工藝是山西源輝節(jié)能科技有限公司自主開發(fā)的一種技術(shù),它的主要設(shè)備有兩項(xiàng),均為國家發(fā)明專利產(chǎn)品,其工藝流程如圖4所示。

        圖4 綜合塔工藝流程方框圖

        綜合塔與一體塔的不同是,脫硫部分在上,再生部分在下,脫硫貧液依靠脫硫泵送入綜合塔脫硫部分,與煤氣接觸進(jìn)行脫硫反應(yīng),吸收了H2S的脫硫富液,自流進(jìn)入塔下的再生部分,在低壓雙射流再生器中與主動供入的再生空氣混合再生,再生后的脫硫貧液進(jìn)入貧液槽中,從而完成了溶液的閉路循環(huán)。

        綜合塔工藝的優(yōu)點(diǎn):①設(shè)備占地面積?。虎谠偕諝庵鲃庸┙o,空氣量可調(diào);③低壓雙射流再生器母液壓力需要0.04~0.06MPa,再生空氣壓力0.02~0.03MPa,能耗小。

        綜合塔工藝的缺點(diǎn):①再生空氣主動供入,可以主動調(diào)節(jié),同時也增加了操作量;②目前工業(yè)化應(yīng)用不太多,有待實(shí)踐檢驗(yàn)。

        2 結(jié)論

        對于各焦化廠需要補(bǔ)充的精脫硫系統(tǒng),往往場地有限,一體塔和綜合塔工藝較優(yōu),另外,如將溶液槽與脫硫再生設(shè)備立體化集成后,還可進(jìn)一步減少裝置占地;考慮再生效果的穩(wěn)定性,高塔再生工藝較優(yōu),綜合塔工藝屬于近年來新興起的工藝,有待實(shí)踐檢驗(yàn);對于新開發(fā)的工藝應(yīng)對人性化、智能化、大型化等方面予以考慮。

        [1]高翔.焦?fàn)t煤氣一塔式脫硫技術(shù)研究及應(yīng)用[J].潔凈煤技術(shù),2017(3):128-132.

        [2]黃志學(xué).化工生產(chǎn)流程圖解[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1990.

        [3]張紅兵.PDS脫硫技術(shù)在焦化行業(yè)的應(yīng)用[J].山西化工,2006(6):51-52.

        [4]范文松.一種脫硫再生裝置:CN,2675678[P].2005-02-02.

        [5]鞍山鋼鐵集團(tuán)公司.采用液相催化氧化法進(jìn)行氣體脫硫的工藝方法和裝置:CN,1088391C[P].2002-07-31.

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