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真空碳酸鹽法脫硫工序改進

在生產煉鐵用焦炭和用焦爐法生產城市煤氣時,會產生大量有極高毒性的硫化氫和氰化氫,硫化氫的燃燒產物二氧化碳是環境污染的根源之一。為了脫除焦爐煤氣中的硫化氫和氰化氫等有害物質,改善周邊地區的空氣質量和生態環境,某公司焦化廠從日本引進了真空碳酸鹽法脫硫脫氰工藝技術。

該工序工藝為:用碳酸鹽脫除焦爐煤氣中的硫化氫,吸收富液在真空狀態下進行解析;解析出的酸氣用克勞斯法生產硫磺,此工藝在國內為s*創。由于該工藝在真空狀態下進行解析,并且使用循環氨水的顯熱作為蒸餾熱源,吸收液的主要成分碳酸鈉可以再生,用海成分可以分解,因而具有蒸汽消耗少,過程氣量少,運行費用低,占地面積小,環保性好等優點,但該工藝在投入運行后也出現一些問題,主要是管線設備易堵塞,其中脫硫裝置堵塞問題尤為突出。

一、脫硫裝置的原理

脫硫裝置的作用是:將焦爐煤氣中的硫化氫和氰化氫除去以獲得凈煤氣,同時將硫化氫和氰化氫酸性氣體回收共給SCL工序。用來脫除焦爐煤氣的吸收液的主要成分是碳酸鈉,溫度約35℃,吸收塔主要反應如下:

Na2CO3+H2S―NaHCO3+NaHS

NaCO3+HCN―2NaCN+ NaHCO3

Na2CO3+CO2+H2O―2NaHCO3

通過反應產生脫硫富液,在保持真空狀態,塔頂絕對壓力為85/Hg,塔底絕對壓力為100/Hg的再生塔內,塔頂液體約為51.7℃沸騰,產生的水蒸氣與塔頂下來的富液在填料表面逆向接觸,析出酸性氣體,反應如下:

NaHCO3+NaHS―Na2CO3+H2S

2NaCN+ NaHCO3―NaCO3+HCN

2NaHCO3―Na2CO3+CO2+H2O

析出的酸性氣體經過降溫至27 ℃由真空加壓到絕對壓力150 KPa,再經過冷卻分離后送往SCL工序。由于在酸汽產生的同時還要產生一些煤氣中夾帶的別的物質,如萘及在高溫高壓下反應的聚合物,而這些物質對所經設備產生一定影響。因此,在吸收煤氣時,如何消除這些物質對設備的影響;及盡量脫出這些物質,就成為脫硫設備能否正常運轉的關鍵因素。

二、脫硫裝置工藝改進

1.脫硫裝置工藝

從洗苯來的焦爐煤氣入脫硫吸收塔的底部,與塔頂液體分布器下來的吸收液逆向接觸,凈化后的煤氣經捕霧器后外送。吸收液經富液泵升壓,貧富液換熱器升溫至再生塔頂,富液在再生塔內解析出酸汽,吸收液得到再生。吸收液解析出硫化氫、氰化氫、二氧化碳等酸性氣體與水蒸氣一起從再生塔頂部逸出,往蒸汽分縮器冷卻至42℃,蒸汽冷卻至25 ℃,再經氣液分離器后被夾套汽加熱升高約2℃,入真空泵后加壓,送至酸汽冷卻器,酸汽冷卻至40℃。經酸汽分離器送往SCL工序。在蒸汽分縮器、蒸汽冷卻器、氣液分離器內被分離的凝縮水收集到凝縮水槽。凝縮水的的大部分被凝縮水泵升壓后送往貧液泵進口,從酸汽冷卻器、酸汽分離器出來的冷凝水,以及真空泵泄漏的少量潤滑油,經水封槽滿流至冷卻水槽。冷卻液槽內含油的冷凝液,一天一次通過冷凝液泵送往機械化焦油氨水澄清槽。

2.存在的問題及改進

脫硫脫氫裝置運行過程中,脫硫脫氫效果好,但由于酸汽中含有萘、油較多,在酸汽降溫過程中,萘易結晶集聚在冷卻設備酸汽冷卻器內,使得系統阻力增大,冷卻效果變差,氣體中夾帶量增加,對后續工序帶來不便。

為了解決現有問題,即分析論證,我們對脫硫裝置作了一下改進:

1)在洗苯塔后入脫硫裝置前加設新捕霧器,減少煤氣中夾帶的萘及洗油;

2)控制終冷溫度,范圍在21~23 ℃,減少煤氣中萘的夾帶;

3)改造酸汽冷卻器,由臥式改為立式冷卻器,在出口加裝捕霧器,在酸汽分離器底部增設不定期用酸汽冷凝液進行沖洗。

3.改進后的效果

經過一段時間運行后,經分析比較,改造后有以下優點:

1)脫硫裝置堵塞現象減少,運行時間增加,由原來的25天到基本消除堵塞現象;

2)由于運行時間增加,減少了檢修次數,節省消耗;

3)減少酸汽中的雜質,對SCL個部分運行提供有力保障,減少后續工序堵塞的機率。

三、進一步鞏固措施

為了進一步穩定脫硫裝置的運行,我們又制定了對酸汽冷卻器、新捕霧器進行定期吹掃,既保證風機的正常運行又穩定脫硫的運轉。

標簽: 真空  

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