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        負壓脫硫生產(chǎn)實踐應用及分析

        2018-07-07 03:20:18
        山東化工 2018年11期
        關鍵詞:催化劑產(chǎn)量影響

        楊 濤

        (濟鋼集團國際工程技術有限公司,山東 濟南 250101)

        隨著國家環(huán)保政策越來越嚴厲,環(huán)保標準更加嚴格,處罰力度也在進一步加大,焦爐煤氣硫化氫含量標準也進一步提升,焦爐煤氣硫化氫含量要低于100 mg/m3。

        某廠采用HPF脫硫工藝,通過進行不斷的調(diào)試,脫硫塔后硫化氫含量不斷降低,硫膏產(chǎn)量提高,脫硫液各項化驗指標均處于較好水平,脫硫效率明顯提高,創(chuàng)造了較大的環(huán)保和經(jīng)濟效益。然而,受季節(jié)交替變化以及外部保障條件不足的影響,近期,脫硫效率出現(xiàn)下降,硫膏產(chǎn)量出現(xiàn)波動。

        1 生產(chǎn)運行分析

        脫硫運行較為穩(wěn)定,1~6月份硫膏產(chǎn)量及其走勢圖分別如表1、圖1所示。

        表1 1~6月份硫膏產(chǎn)量統(tǒng)計表

        圖1 1~6月份硫膏產(chǎn)量走勢圖

        由表1可以看出,1~6月份,一系統(tǒng)脫硫硫膏產(chǎn)量平均達到185 t/月, 6月份硫膏產(chǎn)量達到200 t,處于較好水平。由圖2可以看出,1月份以來,硫膏產(chǎn)量整體保持較為穩(wěn)定的趨勢。然而,4月份以后,硫膏產(chǎn)量出現(xiàn)一定程度的波動。其中,5月份硫膏產(chǎn)量處于較低水平,達到155 t。通過采取一系列脫硫生產(chǎn)保障措施,6月份硫膏產(chǎn)量情況得到一定改善。出現(xiàn)異常的主要原因及采取的措施如下所述:

        (1)進入5月份以來,環(huán)境溫度日益升高,造成脫硫前煤氣溫度偏高。受季節(jié)交替變化的影響,水系難以得到有效保障,部分時間受低溫水溫度偏高(≥19℃)的影響,造成初冷后煤氣溫度超標、脫硫液溫度偏高(最高達到29℃左右),對脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成一定程度的影響。

        (2)煤氣發(fā)生量在3.3~3.7萬m3/h范圍內(nèi)頻繁波動,造成初冷前吸力波動較大,煤氣中夾帶煤粉較多,造成脫硫液被污染、催化劑活性降低,對脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成不利影響。

        (3)受電捕溫升的影響,初冷后煤氣溫度由22℃升高至32℃左右,造成脫硫吸收溫度偏高。吸收溫度取決于煤氣溫度和脫硫液溫度的均值。吸收溫度對吸收效率的影響較大,較低的吸收溫度能夠降低煤氣中NH3的分壓,減少脫硫液中游離NH3的損失,促進H2S與脫硫液中游離NH3的反應。故脫硫煤氣溫度控制在23~25℃,脫硫液溫度應比煤氣溫度高2~3℃.從實際生產(chǎn)運行情況來看,脫硫前煤氣溫度、脫硫液溫度均不滿足要求。

        (4)蒸氨成品氨水外賣,造成脫硫系統(tǒng)補氨不及時,揮發(fā)氨濃度明顯降低。受加藥計量泵故障、泵不上量的影響,給脫硫加藥操作造成不利影響,造成加藥不及時,兩套脫硫系統(tǒng)催化劑濃度偏低。其化驗數(shù)據(jù)如表2所示。

        表2 脫硫液化驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

        由表2可以看出,15日開始,1#2#脫硫系統(tǒng)揮發(fā)氨濃度逐漸降低,最低達到10 g/L左右,不利于硫化氫的吸收,造成脫硫效率下降,兩套脫硫系統(tǒng)均處于較低水平。1#脫硫系統(tǒng)催化劑濃度平均為7.87 ppm,最低達到3.07 ppm。2#脫硫系統(tǒng)催化劑濃度平均為8.11 ppm,最低達到6.01 ppm。兩套脫硫系統(tǒng)催化劑濃度均偏低,不利于硫單質(zhì)的形成。

        (5)1#2#脫硫系統(tǒng)硫代副鹽增長速度較快,含量較高。從反應機理:2(NH4)2S2O3+ O2= 2S + (NH4)2SO4可以看出硫代硫酸氨與O2進一步發(fā)生催化氧化反應生成(NH4)2SO4。脫硫反應比較復雜,副產(chǎn)物非常多,但對脫硫影響比較大的副產(chǎn)物(副鹽)主要有三種:硫代硫酸鹽、硫酸鹽、硫氰酸鹽。上述三種副鹽均為強酸弱堿鹽,可進一步發(fā)生水解,水解后均顯酸性。副鹽中以硫酸氨的酸性最強,危害性最大,最容易破壞脫硫液的堿性環(huán)境,對設備的腐蝕性也最強。因此,副鹽濃度偏高將抑制硫化氫的吸收。

        (6)部分時間受風壓波動較大的影響,當風壓≤0.62MPa時,2#脫硫系統(tǒng)風量只能達到800~900 m3/h,造成2#脫硫系統(tǒng)風量不足,不利于硫泡沫的浮選再生。2#脫硫系統(tǒng)長期運行,塔底部分風管已表現(xiàn)出堵塞跡象。

        2 主要措施

        (1)為降低因水系難以保障、低溫水溫度偏高,造成的初冷后煤氣溫度超標、脫硫液溫度偏高的不利影響。結合實際生產(chǎn)需要,通過調(diào)整初冷器中溫段負荷,降低中溫段煤氣溫度,確保初冷后煤氣穩(wěn)定在20~22℃。排查換熱器效率,提高換熱效率,穩(wěn)定脫硫液溫度在27℃左右。

        (2)及時與焦爐聯(lián)系,加強風機操作,穩(wěn)定風機前吸力?,F(xiàn)初冷器噴灑上段、下段均已投用,初冷器噴灑穩(wěn)定運行后,將有效減少煤氣中夾帶的煤粉,避免脫硫液被污染。

        (3)實施電捕遮陽改造,減少因環(huán)境溫度偏高、陽光照射升溫造成的電捕溫升問題,改造完成后,從運行效果來看,脫硫前煤氣溫度由32℃降至29℃。在此基礎上,通過理論計算發(fā)現(xiàn)3臺電捕運行,造成煤氣流速偏低、停留時間過長,對煤氣溫升影響較大。故進行2#電捕停運試驗。2臺電捕運行后,停留時間縮短,脫硫前煤氣溫度進一步降低至26℃左右,為脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供重要保障。

        (4)停止成品氨水外賣,及時向系統(tǒng)內(nèi)補充氨水,提高揮發(fā)氨濃度,確保揮發(fā)氨濃度穩(wěn)定在14~16 g/L,提高脫硫效率。加藥計量泵更換新泵,避免因泵故障、不上量,影響加藥操作,加大催化劑用量,穩(wěn)定催化劑濃度在11~13 ppm,確保兩套催化劑濃度達到平衡。

        (5)加大脫硫液置換量,進一步降低副鹽含量,確保副鹽含量低于260 g/L向系統(tǒng)中補入提鹽清液。

        (6)穩(wěn)定風壓不低于0.62 MPa,確保2#脫硫系統(tǒng)風量大于1000 m3/h,提高2#脫硫系統(tǒng)浮選再生能力。待新提鹽工段穩(wěn)定運行后,降低脫硫事故槽液位,擇機進行放空檢修,對塔底風管進行清堵更換。

        3 結論

        近期,受環(huán)境溫度偏高、外部保障條件等一系列不利因素影響,造成塔后硫化氫含量波動較大,塔后硫化氫含量偏高,通過及時認真分析、深入查找原因,制定相應措施,確保了脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,塔后硫化氫含量穩(wěn)定在100 mg/m3以下。

        季節(jié)交替期,水系難以得到保障,脫硫系統(tǒng)關鍵溫度點難以控制,對脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成不利影響。故需根據(jù)生產(chǎn)實際情況,及時進行熱負荷調(diào)整,穩(wěn)定脫硫煤氣溫度在23~25℃。控制副鹽中硫代的含量,及時進行脫硫液的置換。加強脫硫生產(chǎn)操作,確保兩套脫硫系統(tǒng)揮發(fā)氨濃度、催化劑濃度達到平衡。定期對脫硫系統(tǒng)風管進行檢查,避免風管堵塞情況的出現(xiàn)。

        [1]李 紅,趙 剛,劉振義.我國焦爐煤氣脫硫技術現(xiàn)狀[J].氣體凈化,2009,9(2):1-5.

        [2]庫咸熙.煉焦化學產(chǎn)品回收與加工[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1984.

        [3]何建平,李 輝.煉焦化學產(chǎn)品回收技術[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2006.

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