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    焦爐煤氣絡合鐵脫硫系統(tǒng)優(yōu)化方案

        

        
    
        
    
        
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    發(fā)布時間：

        
    
        2024-10-29 14:13
        

        

        
    
        
    
        
    
        
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        目前，國內(nèi)已有多家絡合鐵催化劑供應商，現(xiàn)有焦爐煤氣脫硫裝置中的一部分裝置面臨著PDS類催化劑向絡合鐵催化劑的更換。云南某焦化廠焦爐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嚴重超標、脫硫塔塔阻力持續(xù)升高等問題，后于2023年3月改用GLT絡合鐵脫硫催化劑，在經(jīng)過相應的技術改造和優(yōu)化調(diào)整后，目前脫硫裝置運行平穩(wěn)。
        

        


        

         
        


        一、脫硫裝置運行狀況及問題分析
        


        脫硫裝置前期由PDS 催化劑更換成了某絡合鐵催化劑，脫硫塔兩塔串聯(lián)脫硫，裝置運行一段時間后，塔阻力到了2.2~2.4kPa，脫硫后焦爐煤氣H2S含量超標嚴重，根據(jù)現(xiàn)場檢測結果，脫硫后焦爐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400g/L，貧液換熱器常有堵塞情況，有時不得不降低循環(huán)液量；另外，2個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臺過濾面積為100m2的板框壓濾機每天只產(chǎn)出2板框約5t左右硫膏，硫磺回收率只有50%～60%。經(jīng)分析此絡合鐵催化劑使用過程中存在如下問題：
        

        


        

         
        


        （1）所使用的絡合鐵催化劑穩(wěn)定性較差，脫硫液中無效鐵含量偏高而有效鐵含量不足，同時脫硫液中有氫氧化鐵膠體。絡合鐵催化劑穩(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爐煤氣硫化氫負荷，不僅降低了脫硫裝置的脫硫效率，而且會導致脫硫液副鹽增加。
        

        


        （2）兩級串聯(lián)脫硫的第一級脫硫?qū)脑偕鷩乐夭蛔?，無法達到絡合鐵脫硫化氫要求的吸收負荷和再生負荷的平衡，加劇了脫硫液副鹽含量的增加。
        


        （3）脫硫塔作為第二級脫硫裝置時，脫硫液絡合鐵催化劑的有效鐵濃度嚴重偏離了脫硫裝置處理的焦爐煤氣的硫化氫負荷，導致在脫硫塔填料上直接生成了黏附性很強的S8，由此造成填料硫磺堵塞。
        


        （4）煤氣預冷塔老舊，運行時阻力增加快，切換塔沖洗頻繁，無法對焦爐煤氣進行有效洗滌降溫，導致進入脫硫塔的焦爐煤氣帶輕質(zhì)焦油等雜質(zhì)較多，由此脫硫液含有較多焦油，進一步導致硫泡沫層較為稀疏。
        


        

         
        


        二、系統(tǒng)優(yōu)化方案
        


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


        經(jīng)過核算，本脫硫裝置需要進行一定量的GLT絡合鐵催化劑的初投，一方面調(diào)整現(xiàn)有脫硫液中絡合鐵催化劑的穩(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到設計的催化劑濃度，從而匹配現(xiàn)有脫硫裝置所需要處理的焦爐煤氣H2S負荷。GLT絡合鐵催化劑初投分多批次進行，投加過程中需及時檢測脫硫液的性質(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充的氨水的調(diào)整
        


        鑒于原有預冷塔十分老舊，對焦爐煤氣洗滌降溫效果較差，后期新增1臺新預冷塔，兩塔做到1開1備運行，交替使用，最大程度地保證了入脫硫塔焦爐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，勢必會造成脫硫液含油量高，會導致硫泡沫性質(zhì)惡化及脫硫液密度的增加，為此，還有絡合鐵催化劑同脫硫裝置的工況條件的不匹配性原因，因此需要從絡合鐵催化劑和脫硫裝置工況條件兩方面進行系統(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
        


        對于噴射再生槽的調(diào)整涉及2個方面，其一是通過2個塔循環(huán)液量的分配調(diào)整和噴射再生槽上噴射器吸風口的調(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，從而保證了絡合鐵脫硫過程的再生需求；其二是通過配備單獨的壓縮空氣管到噴射再生槽噴射器吸風口以達到增加噴射器吸風量和強化再生的目的。
        

        


        

        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)結晶堵塞時，勢必導致脫硫液循環(huán)液量，亦即噴淋密度的降低，不僅會造成脫硫液在填料表面的不均勻分布，進而嚴重降低脫硫塔內(nèi)焦爐煤氣中H2S的脫除，而且脫硫塔長期低噴淋密度的運行減少了脫硫液對填料表面的沖刷，將會導致脫硫塔塔阻力的增加。為此，在貧液換熱器的溶液進出口前后增加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、結論
        


        通過對脫硫裝置的運行狀況和問題進行分析，在更換使用GLT絡合鐵催化劑后，針對脫硫裝置存在的問題提出了相應的技術優(yōu)化改造方案，實踐運行結果表明：
        

        


        （1）脫硫塔兩級串聯(lián)時，可保證塔后焦爐煤氣H2S含量在100 mg/Nm3以下，同時對脫硫貧液管道優(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，并可保證脫硫后焦爐煤氣H2S含量不超過100mg/Nm3。
        


        （2）在GLT絡合鐵催化劑反應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，脫硫液副鹽總量由400g/L降至360g/L。
        


        （3）在脫硫裝置改造后運行的近7個月內(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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