半水煤气脱硫运行探讨

山西天泽煤气化集团公司煤气化厂异地搬迁“24.40”一期工程于2008年8月建成，经过一系列前期准备工作于当年11月一次开车成功。打通全部流程并逐步加量进行试生产。2008年（45天）共生产合成氨33710t，联产甲醇3173t，尿素56720t。2009年生产合成氨265908t、尿素455449t全面实现设计目标。

在整个开车及一年多的生产过程中，半水煤气脱硫系统是经常有小问题的工段，成为稳定运行的一个难点。为了搞好半脱工作我们辛勤钻研，不断摸索研究、调整操作，并进行部分技术改造，基本实现了系统稳定运行。总结这段工作，颇有收获。(本厂半脱工艺流程图附后，并附主要设备介绍)。

1脱硫前的气体净化

半水煤气中含有部分颗粒尘灰、煤焦油等这些杂质带入脱硫液中，尘灰易形成沉淀物附着填料表面增大阻力，焦油进入溶液中易与单质硫形成粘度较大的混合物，粘于填料及液体分布器上形成堵塞物。本工段设置除尘塔可清除大部分灰尘，除焦器在半脱塔前后各有两台，如将所有除焦器安装在脱硫塔前，可以尽量减少带入半脱塔的焦油，对半脱稳定运行会更好。

2罗茨机的副线

各罗茨机进口阀后，出口阀前设有一条小副线，方便开停机操作。罗茨机出口总管与进口总管就近设有一条大副线，方便加减量操作。罗茨机正常运行一方面给半水煤气提供动力，一方面在增加压力的同时也提高了气体的温度。因大副线直接由罗茨机出口返回进口，成为气体在罗茨机循环的通道，使罗茨机温度不断提高，特别是夏季十分明显，可形成罗茨机超温。有时只好在机壳上加冷却水降温，方能稳定罗茨机温度，实现稳定生产。

正常生产期间：每台罗茨机打气量为460m3/分，每台压缩机打气量为305 m3/分。四台罗茨机不能满足六台压缩机机生产所需气量，开五台罗茨机气量明显过剩，在生产过程中，加上造气供气的变化，天气变化等，罗茨机大副线经常要作调整，返回的气体只是多少的变化，始终是存在的。为解决这一问题，我们将大副线改成由罗茨机出口总管返回除尘塔前，返回气体经过除尘塔水洗降温后再到罗茨机，从而将此问题解决。

3半脱栲胶液成份

半脱塔进出口总管，应有一条副线，本厂开车时没有。在实际生产过程中为适应各种条件变化，确保出口H2S气体指标≥100mg/m3，使用栲胶脱硫液脱硫（按原说明要求总碱度控制在0.4-0.6mol/L）只有降低溶液浓度来实现，当栲胶液总碱度降至0.2mol/L时，溶液的吸收能力和携硫能力尚可，出硫也较好，但出口H2S偏低。当降至0.18mol/L以下时其携硫能力变差，溶液在塔内就会析出单质硫。塔外进行再生时浮硫量减少。当在0.15mol/L时浮硫明显下降，硫黄减少，系统有明显变化。半脱塔阻力呈上升趋势。为搞好半脱生产（防止变换反硫化）征得变换触媒厂武汉化研所同意后，将出口H2S降至80-100mg/m3。半脱塔进出口增加一副线，将总碱度提至0.22mol/L，系统运行比较稳定，产硫黄也比较理想，副线生产时要适当打开调节出口H2S，以防变换受到影响，出现反硫化。

4温度

栲胶脱硫液脱硫要求在一定的温度条件下进行，一般认为在35-42℃为最佳：在实际生产过程中为达此指标在不同季节要做不同工作。冬季时大气温度一般在0±10℃之间，液体再生时吸入低温空气会使温度下降，不达指标。我们利用冷却塔上水量、罗茨机小副线等调节进塔气体温度。在循环槽增加蒸汽加热盘管来补充液体热量，稳定液体温度。夏季时气体温度偏高，特别是中午温度易上升。我们用冷却塔上水量调节进口半水煤气温度来实现。另外半水煤气温度不能太低，否则会影响脱硫液对各物质的溶解度。任何溶剂对溶质的溶解度都随温度改变有明显变化。栲胶液在一定温度下从半脱塔顶一路吸收H2S下降至下部已是饱和溶液（即富液）应出塔再生。当在下部与低温气体接触时会因温度下降而析出结晶。这种例子很多。一些厂子在冬春季不注意，有的检修开车后，短时间即形成阻力，形成堵塞，就是这种原因引起。所以要保持与其溶解度相应的温度很重要。

5溶液回收

脱硫液在再生时，浮悬硫与部分栲胶液一齐从再生槽上部溢流至泡沫槽，送至熔硫釜进行加热熔硫分离硫黄。分离后的液体中含有正常的碱及钒。栲胶含量高于溶液正常值，正常回收使用对节能环保都大有益处。但是出釜液体温度较高（60-90℃），一般大于60℃并含有盐类杂质，带入系统易形成堵塞。必须采用一些措施将其降温、沉淀、分离，再行回收使用。本厂设有沉降槽，进行降温沉降。但该槽出液管在槽底部，回收时将部分沉淀的杂质又抽入系统，形成影响。对其实施改造时将出液管提高60cm、在槽下部形成沉降区，再回收清液使用，并定期对沉降的东西进行清理。提高了回收清液质量。

6喷淋密度与气液比

我厂半脱塔直径6.6m截面积为：34.2㎡、安装有420m3/时脱硫泵、再生泵各两台，有公共备用泵一台。正常生产期间打液量最大值为840m3/h、喷淋密度为840/34.2=24.6m3/m2·h,按照常规喷淋密度应在36 m3/m2·h，以上明显偏小。液气比正常生产期间半水煤气流量约为120000m3/h（以后还有可能增加气量），此时液气比为840×1000/120000=7 L/m3按一般常规该液气比应在12 L/m3以上，可见偏低对长期稳定运行不利；我们新增一台泵：改为三台脱硫、三台再生，促进了系统稳定。现喷淋密度可达到420×3/34.2=36.8 m3/m2·h液气比：420×3×1000/120000=10.5L/m3。

7 H2S变化的影响

半脱系统在2009年5月13日前生产期间，半水煤气H2S含量稳定在500-600mg/m3,脱硫液量在700-840m3/时运行，脱硫塔压差稳定在3-4KPa.因煤炭紧张，价格上涨，为降低成本本厂决定试验掺烧部分含硫偏高的九号煤。试烧近一个月，H2S基本在650-900mg/m3最高时达1000mg/m3，当时两台脱硫泵全部开完，系统压差不断上升，至6月11日塔压差达到11KPa.不足一个月内上升7KPa.因此必须稳定生产条件，特别是入口H2S含量对稳定半脱生产很重要。

8采用新技术

为了促进系统稳定运行，我们使用泡沫液过滤机后清液较原来明显提高了质量，悬浮硫含量稳定在0.3g以下，蒸汽消耗由原来的约15t/天，减少至约5t/天。采用888脱硫催化剂后运行效果又有明显提高，悬浮硫含量降至0.1g/L以下。硫黄产量明显上升。硫回收率提高，达到98.5%。但是滤液中Na2So4含量较前有上升。（原来在45g/L左右，现达60g/L左右）。暂时无好的解决办法，只能靠液体的部分降温、沉淀来进行清除。

主要设备：

除尘塔：DN6000 H16360

静电除焦器2台：DN5800 H11788，并联在除尘塔后。

脱硫塔：DN6600 H37000，内装三层填料。

清洗塔：DN6000 H21860（六层喷头）。

静电除焦器2台：DN5800 H11788，并联在清洗塔后。

再生槽：9000/7000/12728 V=285m3 附喷射器DN30×26台。

循环槽：DN6000/6805 V=170m3 脱硫泵、再生泵：420m3/时 各两台，共备用一台