优化脱硫工艺 促进节能减排

0 概述

我公司是1970年投资建设年产3000吨合成氨小氮肥厂，1974年投产。经过近40年的滚动发展，生产经营规模不断壮大，成为全国著名氮肥企业。现氨醇生产能力达28万吨/年，尿素30万吨/年，甲醇10万吨/年，三聚氰胺2000吨/年，BB肥5万吨/年，发电机组装机容量3.6万千瓦/年，营业性收入10亿元。

从所周知，化肥生产企业是高能耗、高物耗、重污染的企业，随着国家对节能减排工作的重视，节能减排工作已经成为化肥生产企业的工作重点，必须采用和实施“源头削减、过程控制、终端治理”清洁生产工艺，通过改进设计，改善管理，优化工艺，提高资源利用率，削减排放和浪费，发展循环经济，最终实现企业效益的最大化。脱硫作为化肥生产的关键工序，其物料消耗占据的生产成本是比较高的，也是对环境污染的关键岗位，因此优化脱硫生产工艺，加强生产过程管理，改进设备、工艺是降低脱硫生产物料消耗的重要途径。

1 工艺设备情况

我公司只有一套半水煤气脱硫系统，是一台φ6000脱硫塔与两台并联的φ3800脱硫塔二级串联生产，塔内装三层海尔环聚乙烯填料，浮选出的硫泡沫采用连续熔硫技术，清液过滤回收。φ6000脱硫塔配φ9000再生槽，两台φ3800脱硫塔配φ7500再生槽，再生与熔硫均分开。目前共有罗茨鼓风机11台，其中打气量453m³/min的3台，打气量257m³/min的8台。脱硫前设φ3000静电除焦塔三台；φ4500静电除焦塔一台，脱硫后设φ6000静电除焦塔两台，直流电压达45KV以上。变换气脱硫系统共有两套，均为栲胶法碱液脱硫，并加入少量的PDS，变脱塔为φ3000×32000，采用公司的QYD复合高效传质内件，各配再生槽，浮选出的硫泡沫采用连续熔硫，清液过滤回收，出口H₂S可脱至0.01g/m³(标)以下。后串有活性炭脱硫塔。

2 装置存在的问题

自2008年起，由于煤源紧张以及企业节能降耗等多重因素的考虑，原料煤种发生了变化，半水煤气中H₂S的含量从原来的1g/Nm³左右提高到2--3g/Nm³，再加上生产气量的增加,从而使脱硫系统单位时间内脱除硫化氢的量越来越多。在这种情况下，半脱系统阻力一度曾高达70mmHg,塔阻力急剧上升，脱硫效率下降，半脱系统空速曾高达2.0米/秒。脱硫塔、除尘塔带液严重，纯碱及脱硫剂的消耗明显较高。半脱系统成为生产的“瓶颈”，生产被迫减量，严重影响着公司的经济效益和安全生产。因此，对脱硫系统的扩能改造势在必行。

3 半脱系统改造方案

3．1 充分利用原有设备，降低气体空速。

半脱系统由三塔二级串联流程改为三塔三套系统并联运行。

3．2 增强除尘降温。

φ6000脱硫系统增设了一台φ4500的静电除焦塔和两台φ6000雾化除尘塔；同时脱硫循环水由900m³/h扩大到1200m³/h的能力。

3．3 优化硫回收工艺。

取消四台连续熔硫釜改为一台150 m²的板框过滤机，干硫膏直接外售。最大限度的减少了原来熔硫残液对脱硫系统的不利影响。

4 效果

改造于2009年5月结束。开车后系统阻力降至15mmHg左右，出口H₂S含量60-80mg/m³ ；干硫膏产量在10-15t/d；节约蒸汽80-140t/d；纯碱消耗由1.5t/d降至0.5-0.8t/d。配套压缩工段增开两台MD180压缩机。半水煤气脱硫装置能力有了显著的提高，氨醇生产能力提高了30％，且系统运行稳定。大大提高了脱硫装置的能力和操作弹性，为我厂的稳产高产奠定了坚实的基础。

5 日常管理的几点措施

5.1 优化脱硫生产过程，强化生产管理

脱硫生产管理的三大重点：脱硫效率、脱硫塔阻力、副反应的控制。前二者关系到整个生产过程的稳定，显现着脱硫生产管理的水平。后者关系到物料的消耗及腐蚀问题。三者相互影响又互相制约。所以优化脱硫操作，是一项十分重要的工作。我们主要做了以下几点：

(1)作好半水煤气的除尘降温工作：脱硫系统循环水与造气循环水分开，形成单独的水循环系统，防止造气污水对脱硫过程产生不利影响。以后我们还考虑增加脱硫循环水过滤装置。以保证入脱硫系统的半水煤气的洁净度。

(2)控制适宜的溶液温度：当溶液温度过低时，吸收和析硫反应速度均降低，将影响脱硫效率，不利于水平衡，可能出现碱的结晶析出，严重威胁着脱硫塔的阻力控制；若温度过高，则H₂S气体在脱硫液中溶解度将降低，使吸收的推动力变小，气体的净化度降低，同时再生过程氧的溶解度降低，不利于氧化再生，还会造成Na₂S₂O₃副反应的加剧，析硫反应较快，硫颗粒细，不利于分离，溶液的腐蚀性也随温度升高而加剧。因此，我们严格控制溶液温度在40℃左右，一般情况下在35～45℃生产基本正常。在冬季，我们在贫液槽内配有蒸汽间接加温流程，以稳定溶液温度。

(3)再生槽及喷射再生的操作控制：再生槽的操作是脱硫操作中至关重要的部分，直接决定着脱硫效率和脱硫塔阻力的控制。因此，我们强化了对再生槽的管理。不仅要求操作工定期巡检，规定巡检的频率、内容、要点及注意事项，要求及时发现问题并及时处理问题，而且，还加强了对再生槽的监管，要求生产的各级管理人员把再生槽做为巡查的重点。

5．2 大力开展指标竞赛活动，充分调动工人积极性。

小指标竞赛能够及时有效地提高一线工人的工作激情，增加个人收入，有利于装置的高效长周期运行。我们开展的项目有纯碱、脱硫剂、硫黄产量、出口硫化氢、蒸汽消耗等。在竞赛中，也是采取多种形式。比如，对硫黄产量的竞赛，是以班为单位，实行以量定奖，量多奖多；奖励前两名处罚后两名；多奖少罚，弄虚作假的取消奖励资格并给予处罚。而对于纯碱、催化剂等物料消耗，考虑到工艺的连续性，则以整个脱硫岗位为单位，每月统计，按定额进行奖惩。奖金来源于硫黄销售10﹪的提成。

5．3 从源头抓起，控制脱硫的整个过程，防患于未燃。

影响脱硫过程的因素很多，任何细小的疏忽都可能带来难以预料的后果，因此，我们从源头抓起，从原材料的购进，验收，化学品的加入方法及形式，到硫膏的回收，现场的管理等，都有很完善的管理制度。只有规范脱硫系统的各个环节，才能防患于未燃，把事故消灭在萌芽之中，保证脱硫系统的稳定运行。

6 结语

通过脱硫装置设备的配套改造、生产操作的优化、工艺管理的强化，不仅扩大了脱硫装置能力，稳定了脱硫的正常操作，而且降低了物料的消耗，杜绝了溶液的排放，实现了脱硫生产节能减排的目的。