长春东狮集团湿式氧化法脱硫系统承包管理运行探索

一、青岛特殊钢铁有限公司脱硫承包运营管理情况介绍及总结

(一)概述

2010年,青岛市政府决定原青岛钢铁公司整体搬迁至青岛西海岸董家口港区。2015年4月青岛特钢各生产装置单元安装基本结束,初步具备投产条件。为适应新型生产管理经营模式要求,新厂决策机构对原有的生产经营模式进行较大调整,决定对部分关键生产岗位实行“专业化运营外包模式”,以实现通过集中选择成熟先进社会技术力量对青钢某些关键重点岗位进行专业化运行管理,实现青钢生产管理的科学化、集约化、最大化、效益化。通过公开招、投标,长春东狮科贸实业有限公司以其强大的技术管理能力、完善的技术管理团队、及服务社会的责任心,取得对青钢公司焦化作业部脱硫岗位、提盐岗位生产技术运行管理的资格,该岗位的生产运行由东狮公司选派具有专业的生产技术人员进行运行操作管理。脱硫、提盐生产用化工原料完全采用东狮公司现有的成熟技术产品。

依据青岛特钢管理布局结构,脱硫、提盐岗位隶属青岛特钢焦化作业部,作业部下设炼焦、干熄焦、湿熄焦、初冷、电捕、粗苯、脱硫、提盐、蒸氨、水处理等岗位。炼焦炉为7米顶装复热式焦炉130孔,设计焦炭生产能力160万吨,正常焦炉煤气量77100Nm3/h,最高90000Nm3/h。

脱硫工段采用风机前负压脱硫设计,为保证脱硫后煤气H2S≤20mg/Nm3,脱硫装置采用三塔串联设计,任意一台单塔都可独立运行,任意两台可以串联运行,三台塔也可以同时串联运行。脱硫碱源采用由焦炉自产氨气经脱硫液吸收及初冷、蒸氨回收至脱硫的废氨水,催化剂使用长春东狮科贸实业有限公司的“888”焦炉气专用脱硫催化剂。再生槽浮选的硫泡沫经离心机分离后硫膏送熔硫,清液返回至脱硫系统。熔硫废液送提盐岗位。

提盐装置采用一次性转化蒸发、冷却分离技术进行硫酸铵、硫氰酸铵分离产出。设计生产转化能力50m3/d.

(二)工艺流程及设备简介

1、工艺流程介绍

从电捕焦油器来的煤气依次进入脱硫再生塔的脱硫段,与脱硫段顶部喷淋下来的脱硫液逆流接触煤气,吸收煤气中的H2S、HCN(同时吸收煤气中的NH3,补充脱硫液中的碱源)。脱硫后的煤气经鼓风机抽出进入硫铵单元。

脱硫液在脱硫再生塔脱硫段吸收H2S,HCN后汇聚到塔底循环槽,然后用脱硫液循环泵(扬程90米,流量2100-2200m3/h)送入脱硫再生塔顶部的再生段,通过再生段喷射器吸入空气,使溶液在塔内得以氧化再生。

再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫再生塔脱硫段,吸收煤气中的H2S、HCN。浮于脱硫再生塔顶部的硫磺泡沫,利用位差自流入三台泡沫槽(φ3.4米)中,开启搅拌器,利用蛇形盘管对其进行加热,温度控制在50–80℃,使硫颗粒初步长大,易于分离。硫泡沫经泡沫泵(Q=21m3/h H=43m)送至离心机浓缩分离,浓缩后的浆液用浆液泵(螺杆泵Q=9m3/h H=43m)打入熔硫釜(φ1000可连续,可间歇)生产硫磺。熔硫釜排出的清液汇聚到沉淀池再到地下收集槽后,分两路,一路经降温后去脱硫塔底部返回脱硫系统,一路去提盐工段。

蒸氨装置来的浓氨水送至脱硫再生塔脱硫段补充碱源。

再生塔塔顶的尾气经酸洗塔,水洗塔两级洗净塔洗涤后排入大气。

2、主要设备情况介绍

脱硫再生塔:直径8.8米,高度44.815米,(三合一塔);塔内设3段轻瓷填料层,三合一塔液体富液段有效容积320m3;脱硫段高度24m;氧化再生槽高度 7.7m,浮选段直径11.8m。设计单塔气体处理能力77000Nm3∕h。设计单塔阻力<2000pa。

脱硫再生塔一体再生工艺流程示意图

(三)运行情况

青钢焦化2015年7月初投入生产,焦炉煤气量目前77000-84000Nm3/h,至今运行已达16个月生产平稳。焦化作业区脱硫、提盐选用东狮科贸为专业运营合作单位,催化剂为“长春东狮公司研究开发的东狮牌888焦炉气专用脱硫催化剂”、提盐转化催化剂为“长春东狮科贸实业有限公司生产的提盐专业硫代转化催化剂”。在一年多的使用过程中明显体现其性能特点:

1. 催化剂活性强,在较低的碱源条件下,游离氨3.5-4.5g/L,其溶液电位值在0.2-0.3V。在浓度30-40PPM即能满足生产要求,脱硫双塔串联运行,H2S入口5-7g/Nm3;系统出口即可达到20mg/Nm3以下的生产指标要求。

2. 操作弹性大;在实际操作条件下,硫容可达0.25g/L以上。

3. 抗干扰能力强:活性高且稳定,不会因氰化物引起催化剂中毒现象。

4. 脱硫过程中析出的硫结晶颗粒大,易于离心机分离回收,悬浮硫低(当前1.0左右),溶液清亮不堵塔(单塔阻力1100Pa)。

5. “888”脱硫催化剂活性强,用量少,当前气量81000Nm3/h,催化剂用量每天8-10kg(每脱除1KgH2S约消耗0.75克催化剂),催化剂浓度控制在30-40ppm左右。入口H2S含量5~7g/Nm3,系统出口H2S控制在6.7—9.37mg/Nm3,自2015年7月份开车以来,H2S指标合格率达100%(均小于20mg/Nm3)。

6. 提盐转化催化剂用量少(0.004-0.008%),转化速度快(20-30小时)。

(四)问题及差距:

1、由于煤气带入系统杂质较多,随着硫泡沫浮选后,影响硫磺质量。硫磺灰分等杂质含量很多。

2、尾气处理装置由于设计原因,无法运行,需要改造。

3、提盐装置设备腐蚀速度快,部分管道及设备运行三个月就出现了腐蚀穿透情况,需要考虑选择合适的设备材质。

(五)结论与分享:

从实际运行效果看,青岛特殊钢铁有限公司脱硫承包运营模式是成功的。在青钢与东狮公司双方的共同努力下,达到了脱硫运行目标:脱硫出口H2S<20mg/Nm3,脱硫运行平稳,系统阻力稳定。

青岛特殊钢铁有限公司脱硫承包运营模式的成功,笔者认为其经验主要有以下几点:

1、甲方(业主)要具有科学合理的相关管理模式与管理方法。对参与承包运营单位的安全、环保、人员、目标、结算等各项管理要具体全面,同时相关考核奖惩措施要健全。

2、双方都要具有较强的服务与责任意识。化工生产连续性较强,对于出现的问题需要双方共同面对尽快解决,方能保证安全稳定运行。

3、乙方(承包方)要具有较强的脱硫专业技术能力与化工生产管理能力。各个厂家的脱硫设备工艺不同,要达到设计指标要求,需要负责运营的单位有技术支持与改进能力。

4、诚信守约。承包运营涉及到大量人员不间断参与,人员的管理就显得至关重要,及时考核与兑现是其重要条件。

二、湿式氧化法脱硫运行有关问题的探讨

1、对脱硫生产、技术管理的有关认识

开好一套脱硫装置,使之安全、达标、节能、长周期运行,需要各方面的配合与努力。行业里有句话说“化工生产,三分技术七分管理”,可见管理在化工生产中的重要性!

同样的装置在有的企业运行很好,而有的企业出现了这样、那样的问题,除了各自的工艺条件有差异外,很大一部分是管理操作的因素。

根据笔者十多年湿法脱硫技术服务经验以及多年从事化工生产管理经验,就有关理解与认识做以下探讨。

2、对管理的理解与认识

国内知名管理学学者有这么一句话:何为管理?“管”就是把事情管住;“理”是入理,就是把事情管住的同时让人愉快地接受。这是适应新形式管理需求提出的更加人性化的观点。

“理”在化工生产、技术管理过程中首先得保证两点:讲原理、用原理。发现问题、解决问题要依靠运用基本原理,这样才能正确地去寻找解决问题的办法。

同时生产技术管理人员必须做到对脱硫装置的全面了解,并正确领会设计者设计思路,方能正确指导操作运行,保证脱硫装置正常运行。

在生产运行管理过程中要树立:预防为主、主次分明的理念。脱硫装置的主题是“脱硫”,达标是基本要求,在保证安全、环保的前提下要围绕这个主题来进行工作。对于影响因素要有多种解决问题的办法与预案;关键过程要通过严格的管理制度与考核来预防问题的发生。

由于湿式氧化法脱硫技术的特殊性,完全采用自动化替代人工管理目前还不能实现,需要多个人来完成这项工作,这就更要重视对“人”本身的管理与培训。

3、对再生空气量的选择与控制

脱硫再生运行管理是生产、技术管理人员主要参与的过程。脱硫液的组份控制、硫的浮选分离等都是在再生过程中完成的,再生过程的控制与再生效果的好坏直接影响到脱硫是否达标,是否能够保证长周期运行,其中再生空气量是其主要控制因素之一。

理论上脱硫液再生每脱除1kg的H2S消耗空气量为1.57Nm3,而大部分装置实际生产所需的空气量则是理论空气量的10倍以上。这些多余的空气量大多数用作硫单质的浮选,这也是确定再生空气量的主要依据(再生槽或再生塔的吹风强度),但空气量也不是越多越好,其主要就是对副盐的产生有很大影响,所以控制合理的再生空气量是非常有必要的。

调整空气量需要注意的三个问题:

a 保证硫泡沫的浮选与分

b保证脱硫液催化剂的再生

c降低副盐产生

再生空量的调整对设备的要求:a较好的气液传质过程(空气与脱硫液);

d合理的设计(再生喷射器、再生槽)。再生喷射器要满足在低喷射压力下吸入适当空气量的要求。同时再生槽的设计要考虑到低吹风强度的运行,减少单质硫的返混,硫浮选分离正常。

再生空气量的确定与调整最好是在装置设计过程中实现,这样既可以降低功耗,还可以达到减少副反应产生的需求。

结语:

湿法脱硫运行要重视日常管理与考核,在生产指导与工艺调整过程中要科学地去实践。同时要不断的改进提高对湿式氧化法脱硫的认识,全面提升湿式氧化法脱硫在各个行业的应用水平。

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