HPF脫硫工藝優(yōu)化簡(jiǎn)析

王萬(wàn)廠

摘? 要：介紹了HPF脫硫工藝，在配合煤硫分較高的情況下，脫硫系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整策略，生產(chǎn)過(guò)程中脫硫塔阻力增高，如果有效進(jìn)行沖塔降低脫硫塔阻力。

關(guān)鍵詞：HPF脫硫工藝;脫硫塔前高硫化氫狀態(tài)下系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整;脫硫塔阻力增加沖塔方案。

引言：HPF法脫硫工藝是焦化行業(yè)一種相對(duì)成熟、應(yīng)用較廣的濕法脫硫工藝。HPF 法脫硫工藝的原理： 以煤氣中的氨為堿源，通過(guò)脫硫液再生、循環(huán)噴灑吸收煤氣中的 H2S、HCN 等酸性組分，在再生塔底部鼓入空氣，在氧的作用下將其轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，通過(guò)空氣的浮選作用，硫泡沫由再生塔塔頂溢出進(jìn)入泡沫槽，進(jìn)行硫磺產(chǎn)品的回收，使用的催化劑為對(duì)苯二酚、PDS、硫酸亞鐵組成的醌鈷鐵類復(fù)合催化劑，簡(jiǎn)稱為HPF，HPF 法脫硫工藝具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

1.優(yōu)點(diǎn)

1） 脫硫效率高，單塔效率在75%-83%，雙塔效率在98%以上（如果實(shí)際運(yùn)行工況超過(guò)設(shè)計(jì)，該效率會(huì)明顯下降）;

2） 可以利用蒸氨后10%-12%的濃氨水作為堿源，合理利用資源;

3） HPF催化劑在脫硫和再生過(guò)程中均有催化作用，活性高、消耗少、流動(dòng)性好;

4） 脫硫裝置設(shè)在洗氨、洗苯工段之前，可減輕后序設(shè)備腐蝕;

5） 一次性投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。

2.缺點(diǎn)

1）占地面積大，脫硫塔運(yùn)行一段時(shí)間后要定期對(duì)填料進(jìn)行更換;

2）需要定期置換脫硫液，每天置換量在40m3左右。

一、HPF脫硫工藝流程

焦?fàn)t煤氣經(jīng)預(yù)冷塔預(yù)冷后，焦?fàn)t煤氣冷卻至25-30℃，預(yù)冷后的焦?fàn)t煤氣從底部進(jìn)入脫硫塔，在脫硫塔內(nèi)逆向與脫硫貧液進(jìn)行接觸，脫硫塔內(nèi)設(shè)有四層波紋填料，焦?fàn)t煤氣經(jīng)過(guò)頂部捕霧段后進(jìn)入下一工序，與焦?fàn)t煤氣逆向接觸后的脫硫富液經(jīng)液封槽進(jìn)入溶液循環(huán)槽，然后經(jīng)過(guò)溶液循環(huán)泵輸送至再生塔底部，溶液循環(huán)泵出口的部分脫硫液與溶液換熱器進(jìn)行換熱降低脫硫液溫度，確保夏季最高氣溫的情況下脫硫液溫度不超過(guò)40℃，在再生塔底部鼓入壓縮空氣，壓縮空氣經(jīng)分流后與脫硫液充分接觸，氧化再生脫硫富液中的硫，氧化出的硫單質(zhì)經(jīng)壓縮空氣浮選后進(jìn)入再生塔頂部擴(kuò)大段，然后經(jīng)溢流、自流入泡沫槽內(nèi)，在泡沫槽經(jīng)蒸汽盤(pán)管加熱、攪拌機(jī)攪拌后由泡沫泵輸送至板框式壓濾機(jī)，經(jīng)再生后的脫硫貧液由再生塔頂部U型溢流管溢流進(jìn)入脫硫塔內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入脫硫塔前的閥門(mén)開(kāi)度控制再生塔液位，輔助調(diào)節(jié)溶液循環(huán)泵頻率、壓縮空氣流量微調(diào)再生塔液位，確保最佳溢流效果。

二、脫硫塔前高硫化氫狀態(tài)下系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，焦化生產(chǎn)受市場(chǎng)行情波動(dòng)影響較大，為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)增多廉價(jià)高硫氣肥煤的配入量，當(dāng)過(guò)多的高硫氣肥煤配入后，會(huì)增高煤氣中硫化氫含量，同樣裝煤孔數(shù)的情況下，煤氣發(fā)生量也會(huì)相應(yīng)增加，該情況就會(huì)造成脫硫系統(tǒng)的強(qiáng)化生產(chǎn)，強(qiáng)化生產(chǎn)情況下脫硫系統(tǒng)需要做以下相應(yīng)調(diào)整。

1.適當(dāng)提高脫硫液中揮發(fā)氨含量，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)及時(shí)根據(jù)配合煤硫分調(diào)整脫硫液組分，增加濃氨水的添加量來(lái)調(diào)整揮發(fā)氨指標(biāo)，將脫硫液中揮發(fā)氨、總堿度指標(biāo)按照上限指標(biāo)進(jìn)行控制;

2.調(diào)整預(yù)冷塔后煤氣溫度、脫硫液溫度，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐過(guò)程發(fā)現(xiàn)，當(dāng)預(yù)冷塔后煤氣溫度在25℃左右，脫硫液溫度在33-35℃左右時(shí)，該工況下脫硫系統(tǒng)脫硫效率最大，但是過(guò)低脫硫液溫度也會(huì)影響再生，需要統(tǒng)籌考慮，避免顧此失彼;

3.優(yōu)化催化劑添加方式，催化劑一定要經(jīng)徹底活化后均勻添加，避免短時(shí)間內(nèi)大量添加，造成再生塔液位頻繁波動(dòng)，如果再生塔液位調(diào)整不及時(shí)將會(huì)造成泡沫槽溢槽，同時(shí)為降低再生塔液位將開(kāi)大再生塔進(jìn)脫硫塔溢流閥門(mén)，造成再生過(guò)程中硫泡沫過(guò)多的進(jìn)入脫硫塔，在煤氣驅(qū)動(dòng)力的作用下，硫泡沫被脫硫塔捕霧段捕捉，逐漸累計(jì)的脫硫泡沫將造成脫硫塔阻力增加;

4.及時(shí)化驗(yàn)脫硫液組分，確保硫代硫酸銨、硫氰酸銨兩鹽含量不大于250g/L，如果脫硫液中兩鹽含量超標(biāo)，要定期置換脫硫液，確保兩鹽指標(biāo)穩(wěn)定，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中兩鹽濃度控制在200g/L以下效果較好;

5.理論上氧化1kg硫化氫空氣用量在2m3左右，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中考慮到浮選脫硫泡沫的作用，再生塔的鼓風(fēng)強(qiáng)度一般控制在60-100m3/㎡.h。

三、脫硫塔阻力增加沖塔方案及控制措施

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于強(qiáng)化生產(chǎn)、懸浮硫指標(biāo)控制不當(dāng)、再生塔液位不穩(wěn)定等諸多因素會(huì)導(dǎo)致脫硫塔阻力增加，當(dāng)脫硫塔阻力達(dá)到1.0KPa左右，而且還有持續(xù)上漲趨勢(shì)時(shí)，就要根據(jù)脫硫塔阻力監(jiān)測(cè)情況定期對(duì)脫硫塔進(jìn)行沖塔，現(xiàn)將沖塔方案和控制措施分析如下：

1.適當(dāng)提高脫硫液溫度至39℃左右，緩慢開(kāi)沖塔閥門(mén)同時(shí)根據(jù)再生塔液位同步調(diào)整溢流閥門(mén)開(kāi)度，密切注意脫硫塔阻力，控制沖塔時(shí)脫硫塔阻力在4.0KPa左右，根據(jù)系統(tǒng)阻力和后續(xù)工段要求調(diào)整風(fēng)機(jī)后煤氣壓力，確保系統(tǒng)穩(wěn)定;

2.沖塔過(guò)程中應(yīng)確保再生塔液位穩(wěn)定、壓縮空氣壓力穩(wěn)定，避免因再生塔液位波動(dòng)而不斷調(diào)整溢流閥門(mén)開(kāi)度，影響脫硫塔沖塔效果;

3.如果條件允許可以單塔運(yùn)行，打開(kāi)要沖洗脫硫塔煤氣旁通閥門(mén)減少進(jìn)脫硫塔煤氣量，適當(dāng)開(kāi)大沖塔閥門(mén)開(kāi)度，根據(jù)再生塔溢流情況調(diào)整再生塔液位，開(kāi)啟煤氣旁通閥可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)沖塔效果，但是要綜合考慮環(huán)保在線檢測(cè)要求，避免在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)超標(biāo);

4.為確保最優(yōu)沖塔效果，沖塔時(shí)長(zhǎng)一般控制在8-12小時(shí)，具體沖塔時(shí)間根據(jù)沖塔后脫硫塔阻力下降情況來(lái)確定;

5.沖塔后為避免阻力快速增加，建議：控制好再生塔液位避免液位頻繁調(diào)節(jié);控制好塔前硫化氫和煤氣量，避免長(zhǎng)時(shí)間強(qiáng)化生產(chǎn);控制好壓縮空氣流量，建議按照80m3/㎡.h左右控制，適當(dāng)延長(zhǎng)一下再生時(shí)間;密切注意脫硫液指標(biāo)確保懸浮硫、兩鹽指標(biāo)合格，定期置換脫硫液。

四、結(jié)語(yǔ)

HPF法脫硫工藝是焦化行業(yè)一種相對(duì)成熟、應(yīng)用較廣的濕法脫硫工藝，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中煤氣溫度、脫硫液溫度、催化劑濃度、兩鹽含量、揮發(fā)氨、總堿度等綜合作用影響脫硫效率和脫硫效果，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中要完全滿足所有工藝指標(biāo)要求，有時(shí)候針對(duì)具體的一家企業(yè)確實(shí)很困難，每個(gè)企業(yè)都會(huì)根據(jù)自己的生產(chǎn)成本、環(huán)保要求、安全等因素綜合分析評(píng)判，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)確保脫硫系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合效益最大化。

參考文獻(xiàn)

[1] 于振東，現(xiàn)代焦化生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)[M]，北京： 冶金工業(yè)出版社，2009： 761 -767;

[2]孫帥、梅冠宇、賈昆明，HPF法脫硫工藝的對(duì)比與優(yōu)化，燃料與化工2018。