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栲胶脱硫用无填料塔效果? 运用qyd传质内件脱高硫 张彤(长春东狮科贸实业有限公司) 王宝明 董全年(淄博齐鲁第一化肥有限公司) 1. 前言 淄博齐鲁第一化肥有限公司原为齐鲁第一化肥厂,建于1967年,1972年12月建成投产,是我国第一座以炼油尾气生产合成氨的国产中型氮肥厂。原生产装置采用胜利炼油厂焦化气为原料,催化干气为燃料的工艺流程,年产8万吨合成氨和13万吨尿素。2004年,作为中国石化上市公司中第一家改制试点单位,齐鲁一化改制为具有完全独立法人的有限责任公司,改制后的齐鲁一化年生产能力为合成氨14万吨,尿素23万吨,联产甲醇4万吨,蒸汽80万吨,发电4,600万千瓦时。2007年,公司出于长远发展的战略考虑,为了满足公司发展对原材料的需求,积极寻求与煤炭生产企业的合作。经过多方考察分析、选择优化,最终牵手山西阳泉煤业集团,实现了双方优势互补。但合作也带来了另一个问题,因为原料原因,半水煤气中硫含量较高,一般在3—5g/m3,这就给合成氨的脱硫增加了麻烦。下面,仅对变换气脱硫的情况作一总结。 2. 变换气脱硫的几个阶段 2.1 基本情况: 变换气气量: 85000—90000 nm3/h 压力: 2.1 mpa 入口硫: 300—450 mg/m3 出口硫: 要求小于20 mg/m3 脱硫塔: φ2600×32000 再生槽:     φ6000×8000 溶液循环量:   280 m3/h 脱硫催化剂: 栲胶 2.2 2004年—2006年:填料塔。三层填料,每层高度5米,塔内有液体分布装置、气体分布装置、液体再分布装置等。客观的说,填料塔在运行之初,效果还是很不错的,在入口硫300 mg/m3左右时,出口硫在10 mg/m3以下。但是,运行半年后,填料塔的弊病不可避免的体现了出来,那就是堵塔。而且,因为入口硫高,堵塔尤为严重。因为堵塔,出口硫也无法保证,每年都要停塔清洗填料。原来规模小管理水平差时,按惯例,生产装置每年都会组织一次大修,利用大修机会扒塔清洗填料对生产的影响还不是很大,但是,随着生产管理水平提高,装置的连续运行能力大大提高,一般都是在更换触媒时才组织大修,有时装置两年才大修一次,这样变脱塔堵塔的问题就越来越突出。而在装置正常运行时仅仅因为处理变脱塔而停车的损失是巨大的。我们曾经核算过,对象我们这样年产18万吨左右氨醇的中型合成氨厂来说,每停车一次,企业将会有数十万元的经济损失。 2.3 2006年—2007年:鼓泡塔。由于填料无法满足生产要求,2006年大修时,我们改用了某公司提供的鼓泡塔技术。开启后,脱硫效率很低,在入口硫基本不变的情况下,出口硫始终在100 mg/m3 以上。后来,虽经该公司多次改造,仍无法使出口硫降到100 mg/m3以下。 2.4 2007年—2008年:空塔喷淋加填料复合型。2007 年,我们选用了某公司复合塔技术。把变脱塔改造为六层喷淋装置,一段鼓泡。这样虽然解决了堵塔问题,但另一个问题又暴露出来了,那就是脱硫效率太差。在入口硫300—400 mg/m3情况下,出口硫始终在150 mg/m3 以上。被逼无奈,后来我们自己又在该塔的下段装了一段填料,形成鼓泡、空塔喷淋、填料的复合型塔,才勉强使出口硫控制在80--110 mg/m3。同样也给生产带来了比较被动的局面。 3. 改造方案的确定和技术背景 由于复合塔型远远不能满足工艺要求,那么,变脱的的改造就势在必行。考虑到单台φ2600塔的气速过大,而且进口硫又太高,因此,公司决定再增上一台φ2600塔,两塔并联运行。那么,新增塔采用何种内件,是改回到原来的填料塔、鼓泡塔,还是仍延用喷淋和填料的复合型呢,正当技术人员犹豫不决时,全国第五次东狮脱硫技术经验交流会在江苏徐州召开了,就是在这次会议上,齐鲁一化的技术人员了解到东狮公司新研究开发并已成功应用的qyd高效节能型液相脱硫塔复合传质内件的情况,随后,对有关qyd传质内件的使用厂家进行了考察。经多方考察与论证,认为qyd传质内件有以下优点: 3.1 不堵塔。多年来,堵塔一直是脱硫行业的焦点和难点,这是由于脱硫的特殊工艺所决定的。尤其是在加压脱硫过程中,硫化氢分压大,吸收推动力大,反应速度快,析硫的速度也加快,析出的单质硫,黏附性很强,很容易黏附在填料表面,时间一久,必然造成堵塔。而qyd传质内件完全克服了填料塔的缺点,它在反应区内着重加强了气体的分布,气泡的再布,依靠气液直接接触,完成气液的传质反应,从而把传统的依靠填料为介质的气液传质反应向无填料气液直接接触的反应的转化,这样就从根本上杜绝了堵塔现象。 3.2 净化度高。qyd传质内件充分利用了脱硫反应机理---h2s和碱溶液快速的化学反应的原理,采用气液直接接触,使气液之间动态(鼓泡)接触,湍动传质,从而更加强化气液传质过程。塔内液体扰动剧烈,气液充分乳化混合,气液之间的传质由静态转化为动态,大幅度提高了传质速度。在考察以前的应用厂家中,变脱塔出口硫大都在10 mg/m3以下。 3.3 溶液循环量小。一般来说,溶液循环量的大小取决于脱硫液的硫容。影响脱硫液的工作硫容原因是多方面的,和催化剂的质量、反应时间、再生情况等都有很大关系。由于qyd传质内件的特殊结构使它的气液接触时间较填料塔大大减少,这样脱硫原料气中co2对脱硫液的影响将得到改善,更加有利于脱硫液对硫化氢的选择性吸收、溶液的再生、硫泡沫的浮选等。大大提高了溶液的工作硫容,溶液循环量也得以大幅减少,节电效果明显。更何况,对于填料塔来说,即使溶液的工作硫容很高,也要满足一定的循环量(即一定的喷淋密度),否则会因喷淋不足而造成填料干区,引起堵塔。 3.4 该内件结构简单、安装方便、操作简单,运行稳定,而且,也易于检查与检修。 4. 运行情况 变脱塔经改造为qyd传质内件开车后,一开始并没有达到预期效果,主要对进口400 mg/m3左右如此高的硫估计不足,在设计时有些保守。后来,齐鲁一化和东狮公司两家的技术人员反复研究,相互配合,对该塔作了改造,在原来三层传质内件的基础上又增加了两层内件,同时对局部作了调整。重新运行后,在气量50000 nm3/h,循环量200 m3/h情况下,当入口硫200-250 mg/m3时,出口硫为20 mg/m3;当入口硫300—450 mg/m3时,出口硫为40 mg/m3。虽然净化度仍有些偏高,但与以前比已有大幅降低。另外,无论是溶液循环量、电耗、化学品消耗等方面都比原来有所减少。 5. 存在问题及处理 5.1 净化度不能令人满意。合同指标是出口硫要达到20 mg/m3以下,但现在尚未达标。其原因,主要是设计问题。因为在之前qyd的应用厂家中,变脱塔入口硫大都在250 mg/m3以下,所以三层传质内件就能保证出口硫在10 mg/m3以下,但齐鲁一化入口硫经常在400 mg/m3左右,三层传质内件显然不能满足要求。后来,虽然增加了两层,但是,由于在改造过程中,为了避开横梁、降液管,在安装升气管时迫不得已占用了一定的吸收支管,这样反应面积减少了许多,严格来说,五层传质内件实际上只起到四层内件的作用,这就影响了吸收效果。今后,对于入口硫在250 mg/m3以下,三层内件就可满足生产需要,在250-350 mg/m3时,塔内需要有四层传质单元,在350-450 mg/m3塔内要有五层传质单元。 5.2 在气量过大时,有带液现象。在变换气量50000 nm3/h,循环量200 m3/h时,该塔运行较为稳定,但是,当变换气量加到60000 nm3/h以上时,变脱塔偶尔会有带液现象。初步分析可能是两个原因,一是降液管稍小,二是因为在上部又加了一层内件,所以上部分离空间不够。有待于在今后加以改正。 6. 结语 总的来说,qyd作为目前脱硫行业最具推广价值和使用价值的传质内件,虽然还存在着需要完善之处,但其新颖性、先进性和实用性还是很明显的。其节能、环保、防堵塔的技术特性也再一次得到了验证。我们有理由相信,由于qyd传质内件节能降耗十分显著,并且已经在实际应用中发挥了巨大作用,它的开发和应用必将给企业带来更大的经济效益.。查看更多
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简介
职业:上海益丝科贸有限公司 - 设备维修
学校:山东丝绸纺织职业学院 - 染化工程系
地区:山西省
个人简介:真正的友谊无论从正反看都应一样,不可能从前面看是蔷薇而从后面看是刺。查看更多
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