半水煤氣濕法脫硫工藝改造

1 存在問題

2011年，山西陽煤豐喜肥業(集團)有限責任公司平陸分公司(以下簡稱平陸分公司)綜合氨產量75 kt/a。采用Φ2 600/Φ2 800 mm高壓錐形夾套固定層造氣爐制氣、PDS法脫硫，半水煤氣流量為30 000 m3/h(標態)，原料煤為陽泉粒度煤或陽泉塊煤，其中1 kg原料煤中硫含量約為2.0 g。由于入爐的原料煤中硫含量不穩定，造成氣柜出口半水煤氣中H2S質量濃度有時達到3 g/m3；脫硫工段脫硫效率低，變換出口氣中H2S質量濃度有時高達600 mg/m3，使經過變壓吸附脫碳后氣體仍含有少量H2S，進入壓縮機三段進口后，造成三段進口腐蝕嚴重，需經常停機清理三段進口活門。經分析，清理出來的臟物主要成分為FeS。

2 脫硫工藝

2.1 脫硫工段現狀

脫硫工段設計參數：液氣比≥20.0 L/m3，脫硫塔噴淋密度40～60 m3/(m2·h)；脫硫液再生時間理論計算值在15～20 min，但生產實踐經驗數據一般為40～50 min。只要確保上述3個運行參數，脫硫工段運行比較正常。

目前，平陸分公司脫硫工段的液氣比為21.5 L/m3，脫硫塔噴淋密度為40.26 m3/(m2·h)，脫硫再生時間為18.5 min。因此，其液氣比、脫硫塔噴淋密度的理論值與實際值比較接近，但脫硫液再生時間偏短。

2.2 脫硫工藝改造

改造前脫硫工藝：從脫硫塔出來的堿液進入脫硫富液槽，經脫硫再生泵加壓后堿液進入脫硫再生槽和變脫再生槽，再生后的堿液進入貧液槽，再經脫硫泵加壓后進入脫硫塔；從脫硫再生槽和變脫再生槽出來的硫泡沫經硫泡沫機后，殘液進入貧液槽。

此次改造后，脫硫工藝殘液經泵送至造氣循環水系統，

3 改造后效果

經過改造后，入爐煤種不變，半水煤氣中的H2S和其他硫化物含量未發生變化，前、后各工段工況明顯好轉：①進脫硫塔的半水煤氣中H2S質量濃度從原來的2.5～3.1 kg/m3下降至1.5～2.1 kg/m3；②需清理壓縮機三段進口活門臟物次數明顯減少(三段進口氣體中H2S幾乎未檢測出)；③生產系統更加穩定；④徹底消除了甲醇催化劑因H2S而發生慢性中毒現象。

4 結語

目前，造氣循環水的主要工藝參數為：氧氣在水中的溶解度為0.031，造氣循環水堿度為2.3～3.0 g/L，造氣循環水循環一次時間為1 h左右。綜上所述，半水煤氣中部分H2S在造氣洗氣塔中被造氣循環水脫除，造氣循環水中的S2-在長達1 h 的循環中被溶解在造氣循環水中的氧氣氧化成單質硫，最后單質硫沉淀在造氣循環水的沉淀池中。改造后，進入脫硫塔半水煤氣中的H2S含量明顯降低，清理壓縮機三段進口活門的臟物次數明顯減少，生產更趨穩定，聯醇工段的催化劑使用壽命延長。