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QYD復合型塔高效傳質內件在延化變脫系統的應用
作者:謝龍 周憲京 王長寶 發布人:admin   來源:河南晉開集團延化有限公司 長春東獅科貿實業有限公司   發布時間:2018-09-14  瀏覽次數:2513

 


1 概述

河南晉開集團延化化工有限公司是以生產合成氨、甲醇和尿素為主,兼產熱電、塑料編織袋等產品的綜合性化工企業,最初由一個年產3000噸的合成氨小廠經近幾年來的滾動式發展,現已達到總醇氨年生產能力28萬噸,其中甲醇12萬噸,尿素30萬噸,年發電2億度的中型氮肥企業。特別是受晉開集團控股后,為公司注入了強大的發展后勁?,F公司的“6080”項目立項審批階段已結束,2012年底項目即可進行實施。公司歷年來一直很重視硫化氫的脫除工作,但由于隨著生產能力的擴大和原料煤種的變化,變換氣中H2S含量明顯增加,導致變換氣脫硫后H2S控制時有超標。而且由于變脫塔負荷加重,導致堵塔較頻繁,被迫停車扒塔清洗填料,影響生產十分嚴重。

2 技術方案的確定

由于現運行的¢3800的變脫塔體腐蝕較嚴重,公司決定更換新塔。在新塔采用的結構形式上,公司成立了由技術開發處、生產處、變脫車間等單位組成的項目論證組,到兄弟廠家進行了詳細考察。經過反復論證,決定對新變換氣脫硫塔采用長春東獅科貿實業有限公司自主研制開發的無填料塔技術-QYD復合型高效傳質內件。根據長春東獅科貿實業有限公司所提供的改造技術方案,利用2011年末系統檢修時間來實施。

3 主要技術參數

變換氣流量:        65000m3/h

變脫塔操作壓力:  0.8MPa

變換氣H2S含量:    ≤350mg/Nm3

變脫出口H2S含量:  ≤10mg/Nm3

變脫塔阻力:        ≤30KPa

變脫泵:  流量315 m3/h,揚程150米。

4 QYD復合型傳質內件結構與工作原理

根據變換工藝實際情況,其進口硫化氫較高,為達到更為理想的效果,本變脫塔在設計上采用QYD內件技術與空塔噴淋技術相結合的復合式塔結構形式。塔內上半部設置三層QYD內件,塔下半部設置空塔噴淋段,配置20只高效霧化噴頭。該塔的工作原理如下所述:

QYD復合型內件由氣體分布裝置、氣泡再布裝置、降液管以及組裝后形成的持液段等四個部分組成。該裝置的氣體走向是:首先變換氣自塔底部進入,向上與噴淋段噴頭所噴灑的霧化脫硫液進行逆向接觸吸收,使變換氣得到初步凈化。然后變換氣進入塔內第一層氣體分布裝置直接與從上而下的脫硫液在持液段內鼓泡傳質吸收,此時氣體中的硫化氫迅速與脫硫液發生鼓泡吸收反應。之后氣體自下而上迅速依次進入第二、第三層氣液分布裝置,完成與第一層相同的硫化氫吸收反應,此時的氣體脫硫效率已達到95%以上。最后氣體經除沫器除去氣沫夾帶的液滴后,出塔進入下道工序。塔內的液體走向是:脫硫液由塔上部的液體分布器進入第三層持液段氣液鼓泡吸收反應,吸收部分H2S后溢流至降液管,經降液管引入至第二層持液段,吸收后的脫硫液再經降液管溢流引出,進入第一層持液段,完成同樣的氣液傳質吸收,最后脫硫富液由塔底出來減壓至氧化再生槽。

5技術方案的實施

2011年11月初,公司利用年度檢修機會對變脫塔內件進行安裝。同時東獅公司派王工現場技術指導,配合安裝公司進行了¢3800變脫塔內件的安裝。塔內安裝基本情況為,塔下部設置空塔噴淋段(均布二十支高效霧化噴頭)。QYD型氣液傳質裝置三層布置,每層持液段設置1米高,每層兩根¢426降液管。于11月10日系統開車,進塔變換氣流量:55000m3/h,H2S含量320390mg/Nm3,出塔H2S含量510mg/Nm3,變脫塔

 

阻力22KPa左右,且塔下部的噴淋段不開。但隨著生產負荷的增加,在進塔變換氣流量達65000m3/h左右時,出塔H2S含量在1520mg/Nm3,已偏離了設計值(變脫出口H2S含量:≤10mg/Nm3)。塔下部的噴淋段由于再生槽出液管偏小暫不能運行。同東獅公司王工溝通,認為現應用的催化劑不適應脫高硫。于今年五月初更換了催化劑,經近一個月的運行觀察,在系統滿負荷情況下,進塔H2S含量在250mg/Nm3左右,變脫出口H2S含量在68.5 mg/Nm3,塔阻力在22 KPa左右。至今變脫系統運行一直較穩定??紤]到今后煤種的硫化氫將要增加到400 mg/Nm3左右,為適應化工生產,公司計劃利用檢修機會,對再生槽出口管進行改造,同時增加一臺200m3/h的脫硫泵專供噴淋段,使變脫系統長周期穩定運行。

6實際運行效果

6.1 原填料變脫塔運行情況見下表


微信截圖_20180914090300.png

6.2 采用QYD復合型傳質內件變脫塔運行情況見下表

晉開延化公司于201111月變脫系統開車至今,達到了較為令人滿意的效果,下表為 20126月份的運行情況:


微信截圖_20180914090325.png

6.3 物料消耗與經濟效益

由于變脫后H2S的降低,使活性炭脫硫劑由原來使用三個月到現在使用一至二年,年節約100~200萬元。更重要的是QYD復合型高效傳質內件的獨特設計更有效地防止了堵塔,避免了系統停車扒填料,故它給企業帶來的間接經濟效益是非??捎^的。

7 結束語

總之,QYD復合型高效傳質內件在晉開延化公司的應用是比較成功的。該內件充分利用了H2S和堿溶液快速的化學反應機理,集傳統的鼓泡塔、泡罩塔、篩板塔、旋流板塔、填料塔等諸多傳質內件的優點于一身,更加強化氣液傳質過程,使氣液之間動態接觸,湍動傳質,增加了氣液接觸面積,極大的提高了氣體的凈化度。更為重要的是它從根本上解決了脫硫塔堵塔的問題。該內件不僅適用于舊塔改造,而且用于新塔設計時,投資費用將節省30%左右。故,QYD復合型高效傳質內件是目前在變換氣脫硫塔中最有推廣價值和使用價值的氣液傳質內件。


 


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