脱硫系统采用喷淋空塔与填料塔复合工艺改造小结

0 企业概况
河南省某公司经过多年的不断发展，现已成为河南省化肥生产骨干企业和国有独资大型一类化工企业。公司年产合成氨18万吨，尿素30万吨，甲醇2万吨，复合肥5万吨，液体高纯氩1800立方米。并配有2.4万千瓦热电厂一 座。近年来，集团以市场为导向，以科技为依托，大力发展支农化工、基础化工和精细化工，走出了一条“以化养肥、多种经营、规模发展”的健康之路。
1 改造背景
集团高硫煤炭储量较为丰富。随着国家环保形势的日益严峻，高硫煤作为燃料煤，存在着严重的环境污染问题。但作为合成氨制气原料，因脱硫工艺具有无污染、环保、高效等优势，高硫煤逐渐应用于合成氨制气工艺。为尽快从根本上与集团的产业链连接起来，实现原料本地化，提高公司市场竞争能力，公司现计划对一期合成氨气体净化系统进行改造，改造后达到年消化集团公司高硫焦炭20万吨，基本实现原料本地化。而要实现这个目标，首当其冲的就是要对半水煤气脱硫系统进行改造。如果半水煤气脱硫不能达标，则一切无从谈起。在此情况下，我们公司经过慎重考虑，选择了与在国内脱硫行业久负盛名的长春东狮科技（集团）有限责任公司进行技术合作，由东狮公司代为进行工程设计。
2 设计工艺指标及参数
半水煤气处理量：56000Nm3/h
半水煤气气体成分：H2S＜7g/Nm3
有机硫含量：＜100mg/Nm3
脱硫系统出口H2S＜100mg/Nm3
3 主要工艺流程简介
（1）气相流程：
原流程：由气柜来半水煤气经1#2#3#电除尘、经D—750风机到半脱塔、经半脱分离器到4#5#电除尘到压缩
改造后流程：由气柜来半水煤气经1#2#电除尘、经罗茨风机进入降温塔、经预脱塔、到半脱塔、经半脱分离器、到洗涤塔、经4#5#电除尘、去压缩
（2）液相流程：
预脱塔、半脱塔底部引出的富液分别经富液槽、富液泵加压至0.6MPa经富液泵出口送到再生槽喷射器。富液高速通过喷射器喷嘴时，喷射器吸气室形成负压自动吸入空气，富液与空气两相并流经喷射器喉管、扩散管由尾管排出并由再生槽底部并流向上流动。此时，富液中的悬浮硫颗粒被空气浮选形成泡沫飘浮在再生槽上部。清液与泡沫分离后经液位调节阀、贫液槽进入贫液泵入口总管。贫液泵加压至0.6 MPa并联送到两脱硫塔。分离出的硫泡沫经泡沫泵送入高位槽后进入脱硫离心机，将硫膏脱出。
4 主要设备（见表一）

5 存在问题
原来我分厂脱硫能力只能在半脱进口在H2S＜1500mg/Nm3，再加上设备的老化，半脱出口频频超指标，只能大量提高组份来维持生产，消耗严重偏高。脱硫的正常都难以维持，更别说要适应脱高硫。因此，对脱硫技术改造刻不容缓。
6 改造主要内容
6．1增加喷淋空塔做为预脱塔，后面串联填料塔，形成二级复合的脱硫工艺。
由于原料煤中硫含量较高，且有机硫含量也很高，单级脱硫很难满足较高的脱硫效率，因此二级脱硫是优先考虑的主要选择。
同样是考虑到半水煤气中硫含量波动很大，有时会很高，如果全部使用填料塔，则第一级脱硫塔填料易堵的弊病暴露的更加明显，日后生产的正常管理有一定难度，同时，也是出于对东狮公司技术与产品的信任，便在增设的预脱塔中使用了东狮公司的空塔喷淋技术。
6．2 增加除尘与降温设备，完善流程
对脱硫系统的前后分别增加了除尘和降温设备，不仅使进脱硫塔的气体温度在控制范围之内，而且也保证了脱硫系统出口气体的洁净、低温，对于提高压缩机的连续运行及有效打气量，从而提高产量都是有益处的。
7 改造效果
在长春东狮和我公司技术人员的共同努力下，改造取得了令人满意的效果。主要体现在以下几方面：
（1）经济效益：技改后，我分厂脱硫能力大大提高，给生产带来很大空间，过去只能烧低硫煤，现在可以烧高硫煤，两种煤的差价为200元，如果全部改烧高硫煤的话，以我公司目前的生产能力，全年仅此一项就可以节省原料成本四千多万元。
（2）脱硫效率：技改后，脱硫效率一直较高。我们在2009年12月至2010年4月对预脱塔共开4次，时间分别为2009年12月1日—18日、2010年1月22日—2月 18日、2月20日—22日、3月1日—18日，预脱塔共有5层喷头，本次试验开了3层喷头，就达到了预期的目的。运行的主要参数请看表二


8 总结
我公司半水煤气脱硫系统的改造实践充分说明，在半水煤气脱高硫的情况下，采用喷淋空塔串联填料塔的复合工艺是稳妥、可靠、经济、可行的。特别是对于半水煤气中的H2S含量在5g/Nm3以上的，更应该采用这种工艺。其优点主要体现在：一是可以更好的保证脱硫效率；二是可以有效的保证系统阻力，防止堵塔；三是操作弹性大，喷淋空塔可以随着生产负荷和入口硫含量的变化，任意调节开启组数。目前我公司因市场原因半水煤气中的H2S含量在1.5g/Nm3左右，预脱塔没开，已达生产所需。
我公司此次脱硫系统的技术改造，不仅完全达到了预期目的，而且为企业烧高硫煤打下了良好的基础，解决了原料困难的问题。从而也为企业带来了更大的发展空间。