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八年经验老工程师呈上变换气脱硫系统设备、工艺的改造方案

水煤气经安全水封进入脱硫工序的水洗塔,经水洗塔除尘、降温后进入干式静电除焦油器,除掉水煤气中的部分粉尘、焦油等杂质后进入煤气鼓风机加压之后水煤气进入冷却塔与自塔顶喷淋下来的污水进行逆流接触,降温后自塔顶部出来,从脱硫塔下部进入,在塔内经填料层与脱硫液逆流接触,脱除水煤气中的部分H2S,煤气从塔顶部出来。再进入另一台脱硫塔,水煤气从下部进入,在塔内经填料层与脱硫液逆流接触,进一步脱除水煤气中的H2S,气体从塔顶出来后,再经气液分离器分离掉气体夹带的脱硫液,进入另一台干式静电除焦油器,进一步清除煤气中的粉尘、焦油等杂质,送入煤气压缩机工序。


由于水煤气内的硫化氢气体为酸性气体,在脱硫液输送的过程中会严重腐蚀设备及管道。



根据变换气脱硫塔出现硫堵、塔壁腐蚀、脱硫效率低等问题,对变换气脱硫塔的塔壁进行全方位的测厚,问题较为严重,原厚度20mm,现在腐蚀的最薄厚度为7mm。



现出方案重新设计采用湍流式变换气脱硫塔代替填料塔,变换脱硫塔的出口硫化氢含量可以控制在10mg/Nm³以下,可以达到行业的先进指标,但是可能存在脱硫液组分偏离指标:碳酸钠、碳酸氢钠比例失调,碱耗偏高、出口硫化氢指标不稳定等情况,为实现更大的突破使出口硫化氢的含量低于5mg/Nm³,继续提出以下改造措施:


1、利用原变换脱硫塔改造为闪蒸槽,降压使用,操作压力为0.2MPa,设计压力按照0.6MPa,原设备的管口方位不变,充分利用原设计管道加自调阀或遥控及杨程为55m管道用离心泵,并同时设置管道旁路阀和系统旁路阀,以便故障切除时使用,闪蒸槽新增中压置换氮气管线及阀门,原进气管口用标准的盲板封闭,闪蒸气出口管线设置气动遥控放空阀引入DCS系统。


2、闪蒸槽设计时同时考虑具备反应槽的功能,闪蒸槽底部储液段增高,远传液位计上提,脱硫液在槽内的时间按照15-20分钟设计。


3、为了节约改造费用,在设计闪蒸槽时使用旧的聚丙烯阶梯环,即在闪蒸段设置一层高度为2m的填料层,以增加脱硫液的闪蒸面积,提高二氧化碳的闪蒸效果。


4、闪蒸槽内部的防腐采用聚脲防腐,在闪蒸槽设计时同步考虑,设备内部整体喷砂处理,清除原有损坏失效的涂层,喷砂金属本体,点腐蚀、凹坑部位重点喷砂,喷砂使用的压缩空气要经油水分离器处理后干燥无油,除锈后钢材表面达到GBT8923标准,凹坑部分用泥状料直接填补增厚,恢复到原始厚度,设备内部处理结束后喷涂底涂料,要确保底涂料全部渗透基层,无漏涂现象,防腐施工工作安排在设备内件焊接结束后。


5、如上述措施采用后仍然达不到预期的脱硫效果,下一步可以考虑增加脱硫液加温的闪蒸系统,即在变换脱硫泵出口引出部分脱硫液经过加热器,将脱硫液的温度提高到90摄氏度,使碳酸氢钠分解,排除二氧化碳气体,用来维持碳酸钠和碳酸氢钠的平衡问题,然后返回系统,控制脱硫液中碳酸钠的浓度符合工艺指标要求。

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