企业概况
山西海姿焦化有限公司创建于1993年,座落在临汾市尧都区金殿镇河西工业园区,历经十多年的发展已成为规模经济型、现代化技术领先的大型民营企业。目前拥有60万吨/年焦化厂一座,150万吨/年煤矿及相配套的150万吨/年洗煤厂一座,70台大型车辆的运输公司。2009年新建供气供热公司,负责临汾尧都区东城的集中供热。目前,公司已形成了煤、焦、化和煤、电、热完整的循环经济产业链,走出了一条“以煤为主,多元化发展”的路子,成为焦化企业可持续发展的一面旗帜。
1 脱硫工段的发展历程
海姿焦化原始设计是采用ADA脱硫法。开车后,由于工艺及操作管理方面出现一些问题,再加上开开停停,一直没有连续正常运转过,所以,故障不断。其中最突出的就是脱硫塔经常堵塔。2009年7月,我公司选择了与在脱硫行业知名度较高的长春东狮公司进行技术合作,在使用长春东狮公司生产的焦化专用888-—JDS脱硫催化剂的同时,又由东狮公司的技术人员针对当时的具体实际问题,提出了切实可行的检修意见。检修后脱硫效率从原来的95%左右提高到99%以上,化学品消耗降至原来的1/2,收到了令人满意的效果。此后,东狮公司的技术人员对我公司定期进行回访,对脱硫运行中出现的一些问题及时和我公司的生产管理人员进行交流沟通,把问题消除在萌芽状态。同时,从2009年至今的四年多时间里,我公司拒绝了各种诱惑,一直坚持使用东狮公司的888-—JDS脱硫催化剂不动摇,和东狮公司建立了互助互信,团结双赢的良好企业关系。今年四月,东狮公司的技术人员再一次对我公司进行了技术回访,对脱硫工况进一步进行细节调整,达到了稳产增效降耗的目的。现把这次调整措施及效果总结如下。
2 脱硫工段的工艺条件及技术参数
我公司生产规模为60万吨/年,焦炉气量为20000m3/h;硫化氢入口2~3g/m3;出口要求<200 mg/m3;溶液循环量800 m3/h;脱硫塔直径5000mm ,高34000mm,塑料环散装填料:4×3=12m,上部为空塔喷淋;再生槽直径6/7m,高9m,配置东狮公司生产的直径30mm喷射器24支,正常开启16支;一层多孔板分布器;富液槽直径5000mm;高6000mm;贫液槽直径5000mm;高3000mm;离心式硫泡沫过滤机一台。
3 现状及粗略工艺估算
2012年4月8号分析:硫化氢入口:2431mg/m3;出154.8mg/m3;pH值:8.52;总碱度21g/L;888浓度15.5mg/L;总副盐287.1g/L。
在焦炉气量20000m3/h,硫化氢入口2000mg/m3,循环量800m3/h情况下,粗略工艺估算为:
空塔气速:20000/3600/19.6=0.28m/s
液气比:800/20=40 L / m3
喷淋密度:800/19.6=40 m3/m2h
停留时间:151/800×60=11.325moh
日析硫量:20×2×24=960kg
补888量1.5-2kg/天
补纯碱:768kg/天
4 工艺生产评估
工艺设备配置合理,但脱硫塔填料总高度不够,加之顶层空塔喷淋效果不好,传质略显不够(最好改成4层填料加分布器较好)。此外,溶液
再生槽停留时间太短,换而言之再生槽偏小。脱硫塔前无预冷塔,液相也无降温设施。目前,反映的主要问题是消耗高,辅料超量补加,但分析溶液组分中:总碱度、888浓度都很低,出口硫化氢含量很不稳定。(近期每天补碱1.5吨、888 4.5kg)
实地考察:再生槽硫泡沫丰富较好,溶液清亮,煤气温度36-40℃,溶液再生温度40-42℃,系统进口压力10.8KPa,系统出口压力10.0KPa,压差0.8KPa。生产整体运行情况良好,只是细节方面需要调整完善。
附表:工艺调整后的运行数据
5 改进意见
(1)配置的新鲜碱液,由进富液槽改进贫液槽。
(2)配碱槽与贫液槽溶液循环需停止(易使副盐增长过快)
(3)提高再生喷射器液相压力至0.45-0.5MPa(关一支喷射器)。喷射器进风口不能全部封闭,要强化再生,加强硫回收。
(4)碱液配制槽是由低位槽代替,没有搅拌器(可开泵使溶液内循环)需用蒸汽加温加速溶解,槽内大量结块应用人工搅拌溶化,陆续补入系统,要求温度控制在60-80℃之间。此外,应用氨水或软水代替脱硫液制配碱液。
(5)分析需要统一认识(原分析碱度方法需要加温,结果使碳酸钠分析结果为0,碳酸氢钠为0.4-0.5g/L,即使有道理也没有可比性),建议将总碱度控制在0.3-0.5mol/L,PH值8.2-8.8,888浓度控制在15-25mg/L,悬浮硫≤1.0g/L,副盐总量<250g/L。
(6)要关注副盐增长速率,超高排放要求排饱和液或系统沉淀物,尽量减排清液,要精心操作,严格指标控制,从副盐形成机理减少副盐生成。
6 实际效果
在我公司各级领导重视及车间管理人员的辛勤工作下,经过双方技术人员的共同努力,调整收到了较为理想的效果。纯碱每天补充量降至250kg/班,888降至1kg/班,根据分析数据还可逐步调整优化降低。硫化氢出口降至100mg/m3以下。具体分析情况如表所示。
7 建议
2012年6月以后,由于市场形势的变化,我公司采用了高硫煤制高硫焦,这样,焦炉气中的H2S含量由原来的2~3 g/m3增加到6~8 g/m3,显然,无论采取什么措施,目前的脱硫装置都满足不了高硫煤的脱硫任务。东狮公司技术人员根据新的生产形势和任务,又提出了增加一级脱硫,即新增一个脱硫塔;再生槽;贫、富液槽;过滤机等,采取东狮公司的空塔喷淋技术,与原有的填料塔形成两级串联脱硫的新方案,以确保更有效地控制出口硫化氢<50mg/m3。目前,此方案已进入了考察研究与可行性论证阶段。
参考文献
[1] 刘志刚,张彤. 焦炉气湿法脱硫由ADA法改为888法运行总结.《脱硫技术》2010.1-3期125~129
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