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    焦?fàn)t煤氣絡(luò)合鐵脫硫系統(tǒng)優(yōu)化方案

                          

                          
    
                          
    
                          
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    科研動(dòng)態(tài)

                          

                          

                          
    
                          
    
                          
    
                          
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                          2024-10-29 14:13
                          

                          

                          
    
                          
    
                          
    
                          
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                          目前，國(guó)內(nèi)已有多家絡(luò)合鐵催化劑供應(yīng)商，現(xiàn)有焦?fàn)t煤氣脫硫裝置中的一部分裝置面臨著PDS類催化劑向絡(luò)合鐵催化劑的更換。云南某焦化廠焦?fàn)t煤氣脫硫化氫是以氨為堿源的HPF法脫硫裝置，為提高脫硫效率并降低脫硫廢液排放，直接由絡(luò)合鐵催化劑替換了原有的PDS類催化劑，但使用以來還是出現(xiàn)了塔后H2S嚴(yán)重超標(biāo)、脫硫塔塔阻力持續(xù)升高等問題，后于2023年3月改用GLT絡(luò)合鐵脫硫催化劑，在經(jīng)過相應(yīng)的技術(shù)改造和優(yōu)化調(diào)整后，目前脫硫裝置運(yùn)行平穩(wěn)。
                          

                          


                          

                           
                          


                          一、脫硫裝置運(yùn)行狀況及問題分析
                          


                          脫硫裝置前期由PDS 催化劑更換成了某絡(luò)合鐵催化劑，脫硫塔兩塔串聯(lián)脫硫，裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，塔阻力到了2.2~2.4kPa，脫硫后焦?fàn)t煤氣H2S含量超標(biāo)嚴(yán)重，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，脫硫后焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量超過600mg/Nm3，脫硫效率只有85%～90%，這給后續(xù)煙氣脫二氧化硫帶來了很高的壓力。另一方面，脫硫裝置在大量排液的情況下，脫硫液三鹽總量高達(dá)400g/L，貧液換熱器常有堵塞情況，有時(shí)不得不降低循環(huán)液量；另外，2個(gè)噴射再生槽的硫泡沫稀少，硫泡沫層較薄，溢流的硫泡沫帶較多清液，2臺(tái)過濾面積為100m2的板框壓濾機(jī)每天只產(chǎn)出2板框約5t左右硫膏，硫磺回收率只有50%～60%。經(jīng)分析此絡(luò)合鐵催化劑使用過程中存在如下問題：
                          

                          


                          

                           
                          


                          （1）所使用的絡(luò)合鐵催化劑穩(wěn)定性較差，脫硫液中無效鐵含量偏高而有效鐵含量不足，同時(shí)脫硫液中有氫氧化鐵膠體。絡(luò)合鐵催化劑穩(wěn)定性不足、有效鐵含量偏低，脫硫液中催化劑的濃度偏離了脫硫裝置處理的焦?fàn)t煤氣硫化氫負(fù)荷，不僅降低了脫硫裝置的脫硫效率，而且會(huì)導(dǎo)致脫硫液副鹽增加。
                          

                          


                          （2）兩級(jí)串聯(lián)脫硫的第一級(jí)脫硫?qū)?yīng)的再生嚴(yán)重不足，無法達(dá)到絡(luò)合鐵脫硫化氫要求的吸收負(fù)荷和再生負(fù)荷的平衡，加劇了脫硫液副鹽含量的增加。
                          


                          （3）脫硫塔作為第二級(jí)脫硫裝置時(shí)，脫硫液絡(luò)合鐵催化劑的有效鐵濃度嚴(yán)重偏離了脫硫裝置處理的焦?fàn)t煤氣的硫化氫負(fù)荷，導(dǎo)致在脫硫塔填料上直接生成了黏附性很強(qiáng)的S8，由此造成填料硫磺堵塞。
                          


                          （4）煤氣預(yù)冷塔老舊，運(yùn)行時(shí)阻力增加快，切換塔沖洗頻繁，無法對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行有效洗滌降溫，導(dǎo)致進(jìn)入脫硫塔的焦?fàn)t煤氣帶輕質(zhì)焦油等雜質(zhì)較多，由此脫硫液含有較多焦油，進(jìn)一步導(dǎo)致硫泡沫層較為稀疏。
                          


                          

                           
                          


                          二、系統(tǒng)優(yōu)化方案
                          


                          2.1　脫硫液絡(luò)合鐵催化劑調(diào)整
                          


                          經(jīng)過核算，本脫硫裝置需要進(jìn)行一定量的GLT絡(luò)合鐵催化劑的初投，一方面調(diào)整現(xiàn)有脫硫液中絡(luò)合鐵催化劑的穩(wěn)定性，消除脫硫液存在的氫氧化鐵膠體，另一方面需要提升脫硫液催化劑含量以達(dá)到設(shè)計(jì)的催化劑濃度，從而匹配現(xiàn)有脫硫裝置所需要處理的焦?fàn)t煤氣H2S負(fù)荷。GLT絡(luò)合鐵催化劑初投分多批次進(jìn)行，投加過程中需及時(shí)檢測(cè)脫硫液的性質(zhì)并觀察再生槽硫泡沫的變化。
                          

                          


                          

                          2.2　入塔煤氣的洗滌降溫和脫硫裝置補(bǔ)充的氨水的調(diào)整
                          


                          鑒于原有預(yù)冷塔十分老舊，對(duì)焦?fàn)t煤氣洗滌降溫效果較差，后期新增1臺(tái)新預(yù)冷塔，兩塔做到1開1備運(yùn)行，交替使用，最大程度地保證了入脫硫塔焦?fàn)t煤氣的冷卻降溫和洗滌除油效果。除此之外，蒸氨塔氨水含有一定量的輕質(zhì)焦油類物質(zhì)，若直接加入脫硫裝置，勢(shì)必會(huì)造成脫硫液含油量高，會(huì)導(dǎo)致硫泡沫性質(zhì)惡化及脫硫液密度的增加，為此，還有絡(luò)合鐵催化劑同脫硫裝置的工況條件的不匹配性原因，因此需要從絡(luò)合鐵催化劑和脫硫裝置工況條件兩方面進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。將蒸氨塔氨水改到前端循環(huán)氨水槽，脫硫裝置所需的氨由煤氣帶氨即可。
                          

                          


                          

                          2.3　噴射再生槽的調(diào)整
                          


                          對(duì)于噴射再生槽的調(diào)整涉及2個(gè)方面，其一是通過2個(gè)塔循環(huán)液量的分配調(diào)整和噴射再生槽上噴射器吸風(fēng)口的調(diào)節(jié)，提升噴射再生槽的噴射壓力至0.41～0.45 MPa，提高了噴射壓力可以增加空氣的吸氣量，從而保證了絡(luò)合鐵脫硫過程的再生需求；其二是通過配備單獨(dú)的壓縮空氣管到噴射再生槽噴射器吸風(fēng)口以達(dá)到增加噴射器吸風(fēng)量和強(qiáng)化再生的目的。
                          

                          


                          

                          2.4 脫硫貧液管道的優(yōu)化
                          


                          脫硫貧液由貧液泵加壓后流經(jīng)DN350的貧液主管，再經(jīng)過DN250的管線進(jìn)入貧液換熱器，出換熱器的管線亦為DN250，然后再回到DN350的貧液主管，這樣若換熱器出現(xiàn)結(jié)晶堵塞時(shí)，勢(shì)必導(dǎo)致脫硫液循環(huán)液量，亦即噴淋密度的降低，不僅會(huì)造成脫硫液在填料表面的不均勻分布，進(jìn)而嚴(yán)重降低脫硫塔內(nèi)焦?fàn)t煤氣中H2S的脫除，而且脫硫塔長(zhǎng)期低噴淋密度的運(yùn)行減少了脫硫液對(duì)填料表面的沖刷，將會(huì)導(dǎo)致脫硫塔塔阻力的增加。為此，在貧液換熱器的溶液進(jìn)出口前后增加DN350的管道和閥門與貧液主管道連接，從而可保證進(jìn)脫硫塔貧液循環(huán)量的穩(wěn)定，也更有利于換熱器的檢修。
                          

                          


                          

                           
                          


                          三、結(jié)論
                          


                          通過對(duì)脫硫裝置的運(yùn)行狀況和問題進(jìn)行分析，在更換使用GLT絡(luò)合鐵催化劑后，針對(duì)脫硫裝置存在的問題提出了相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)化改造方案，實(shí)踐運(yùn)行結(jié)果表明：
                          

                          


                          （1）脫硫塔兩級(jí)串聯(lián)時(shí)，可保證塔后焦?fàn)t煤氣H2S含量在100 mg/Nm3以下，同時(shí)對(duì)脫硫貧液管道優(yōu)化而提升循環(huán)液量和噴射再生槽吸氣管道優(yōu)化調(diào)整增加吸氣量后，脫硫裝置可改為單塔脫硫，并可保證脫硫后焦?fàn)t煤氣H2S含量不超過100mg/Nm3。
                          


                          （2）在GLT絡(luò)合鐵催化劑反應(yīng)特性匹配脫硫裝置的工況條件后，脫硫液副鹽含量得到控制，并保持了降低趨勢(shì)，脫硫液副鹽總量由400g/L降至360g/L。
                          


                          （3）在脫硫裝置改造后運(yùn)行的近7個(gè)月內(nèi)，脫硫塔阻力保持穩(wěn)定。
                          


                          （4）硫泡沫性質(zhì)穩(wěn)定，硫膏產(chǎn)量由5t提高到了9.5t以上， 硫磺回收率大幅提升。
                          

                          

                          
 
                          

                          
    
                          
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