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焦化厂湿法脱硫系统运行现状的思考

目前焦化厂的焦炉气中的H2S含量一般在4~6g/Nm3之间,超过6g/Nm3的也较为常见。随着企业环保压力的越来越大,焦化企业烟气二氧化硫排放指标逐年紧缩,大多数中小型焦化企业要想生存下去,显然以前配套的脱硫系统的现有设备的出口硫化氢指标已经不能满足现在的环保要求了,所以必须对现有的脱硫系统工艺流程进行调整和改造,满足环保指标,焦化企业仅凭现有的脱硫工艺和设备装置,简单应付宽泛的环保指标的时代已结束,将来能生存下来的企业,都是认真做事的,来不了半点虚假,要脚踏实地,一是一,二是二,南郭先生混饭吃的时代一去不返,要靠数据来说话。


下面是我的几点思考,观点难免幼稚,水平所限,内容肯定会有错误,请老师及同行们批评指正。


1  关于喷射再生和高塔再生


现有焦化采用的脱硫工艺的再生装置流程大体有两种,一是高塔再生流程,二是喷射氧化再生流程。高塔再生流程需用空压机送入空气,进行氧化再生,不但设备庞大,原始投资和动力消耗也很大。我觉得随着目前焦化企业对脱硫出口指标的要求,新设计,新改造,焦化行业由喷射再生等新技术逐渐淘汰高塔再生会成为未来必然的趋势。


多年的一线生产管理和技术服务实践,我是比较倾向于喷射再生流程的,不仅仅是自己在氮肥厂工作的十多年,因为喷射再生工艺技术以其生产强度高,设备容积小,投资费用低,节能效果好,操作简单方便等显著特点而在大、中型化肥厂,煤气厂逐步推广应用。而焦化厂的焦炉煤气脱硫,由于历史原因及行业习惯,仍一直延续着高塔强制通风的再生技术。高塔再生弊多利少,在脱硫喷射再生领域高华教授无疑是伟大的,他用大半生精力研究、开发脱硫喷射器再生技术,使之在全国氮肥厂全面推广应用,便迅速在小化肥厂普遍应用。在不断发展的过程中,该技术以其生产强度高,设备容积小,投资费用低,节能效果好,操作简单方便等显著特点而在大、中型化肥厂,煤气厂逐步推广应用。根据近几年来走访和服务,数家采用喷射再生的焦化厂经过东狮公司局部改造和工艺调整,逐步向着脱硫的精细稳发展,企业用最少的成本取得了成功,达到了长期稳定低成本运行,事实上焦化行业选用喷射再生流程越来越多。


焦化企业脱硫出口煤气指标要求50mg/m3以下,单脱硫塔运行恐难达标,就需要多塔处理焦炉气的硫化氢。很多焦化厂对自己的双高脱硫塔、再生塔可并可串比较得意,并联可减少系统阻力,串联脱硫效率高,但是阻力偏大。细分析,这种工艺原始投资大,运行成本特别是电耗偏高,系统副盐增长很快。其实由脱硫设计工艺流程配置可以联想到合成氨厂的变换岗位的中低低流程:中变提高温度增加化学的反应速度,让大部分CO在中变炉转化成CO2,低低变换降低反应温度提高CO的变换率。万物相通,脱硫的工艺设计原理也是同样道理,联想到脱硫也是前后两塔必然是塔结构和工作原理不一样的设计才对,前面的塔设计或改造选型方案是要把煤气的大部分硫化氢脱除,后面塔提高硫化氢的脱除效率,提高脱硫的精度,这样投资最省,收效最大。两个高塔填料串联的设计,投资大。东狮公司十多年来为企业设计的空塔喷淋与填料塔串联改造流程,就是很好的利用了这个原理,无论是合成氨还是焦化,全国数家企业已经取得了成功,投资省,运行成本低,系统阻力跟单塔一样,有很多改造完运行的企业数年来稳定运行的例子,用事实证明了该技术的工业运用成熟与成功。建议焦化企业在新上脱硫项目或者改造脱硫系统过程中,多收集信息,走出去,请进来,多考察,委托有诚信,技术水平高,实践经验丰富,业绩好的单位承担。东狮公司在脱硫的工程设计方面取得了令人瞩目的成果。其原因,就是在为客户做工程设计时,不仅是按照正规的化工工程设计,而且多年来,为客户技术服务过程中积累了大量的解决实际问题的经验,许多成熟的经验揉进到工程设计中去,从而,保证了脱硫系统的先进性、合理性、实用性,以及操作简单稳定性等。


2  关于脱硫分析数据如何结合生产工艺的调整


分析是生产的眼睛,无论企业的管理者,决策者,技术人员,服务单位,设计单位衡量水平高低标准,最直接的就是用数据说话。有的厂脱硫各种分析俱全,项目数据俱全,但是就是没有跟工艺调整很好的结合起来。甚至分析数据不准,有时甚至起了误导生产作用。比如脱硫液里的HS-,经常周期性分析贫液和富液进行横向纵向比对,经验值是多少,跟吸收再生有何关系;还有一分析项目是脱硫液里的溶解氧含量,一个厂就很好利用了这个分析数值,用来指导操作。比如喷射再生,溶液溶解氧也并不是越高越好,太高了副盐生成量就很大,就需要减少过程控制的氧的含量,这时候不是要增加脱硫催化剂用量,而是要减少加入量。有时煤气量减量了,泡沫却不好了,催化剂和总碱度没变,这时也许就是空气量过大了,这时就需要减少空气量。有时企业生产出问题,确实没有利用好分析的眼睛作用。比如脱硫系统的副盐含量,必须要监测,超过一定的量,不仅脱硫效率,泡沫浮选出问题,最为严重的是设备的腐蚀。所以,焦化厂对焦化行业要求的分析数据,很多企业没有完善起来,凭经验操作调整,分析项目没要求的,为了生产的稳定,也要适当增加,如上面提到的贫液和富液的溶解氧,HS-的分析,就是很好地例子。每个企业的生产管理者同时需要摸索适合自己的指标,用心去做好每个细节。


3  关于规范日常的操作的优化管理


亲历一个焦化厂,管理者补加纯碱的方式从补加888催化剂的滴加方式受到启发,由每班一次加碱改为分每小时均匀加入。一年算下,光纯碱就省了十几万。就是一个思路并且实施了,企业的效益就来了。对于大多焦化厂来说,管理工作不细,大撒把,当然操作工只会按照管理者的要求,坚持八小时,下班就没事了。需要管理者在溶液循环量,喷射压力,空气量,溶液成分等方面问题,平时多学习,多思考,多积累,规定指标制度规程,动态管理,即时调正。


4  关于溶液再生问题


脱硫没有再生就没有一切,要根据自己设备配置的特点,摸索出最合适的工艺指标,或者与脱硫设计和服务单位技术人员一起,摸索出一套适合自己设备和工艺配置的技术指标。为什么有的厂就是生产不稳定呢,还是要踏下心来,针对自己情况,比如掌握吹风强度与再生空气量,溶液循环量与再生停留时间和溶液总碱度与PH值,催化剂浓度等最恰当的数值。我觉得脱硫行业有的指标给的一定条件下的数值,而装置运行中工况是变化的。可根据装置运行状况随时调正工艺条件。


5  关于硫回收问题


没有最好,只有更好。就目前焦化行业硫回收,主要有硫泡沫离心、压滤,真空过滤连续熔硫等几种。但是现在离心、压滤,真空过滤硫膏硫饼没人要,可以使用间歇熔硫釜制作成品硫出售,特别提醒的事绝对不能用连续熔硫釜,耗蒸汽量太大了,特别是氨源脱硫,降温措施手段贫乏,运行成本居高不下,脱硫塔出气温度过高,影响了粗苯等化工产品的产量。


6  焦化厂脱硫的副盐问题是企业最过不去的坎


传统的间歇操作其实是化工生产单元操作中最忌讳的操作方法,间歇操作的问题是设备傻大粗笨,投资大,但国内大多数焦化厂还是HPF法脱硫,谁也不能做到副盐不增长,就必须面对副盐增长问题。脱硫系统通过严细精操作和工艺改进,可以减缓副盐增长是肯定的,百万吨焦化,就必须上提盐装置。一提盐单位大包了一焦化厂的副盐提取项目,设计处理废液100吨/天,实际运行才能处理20吨/天,过程曲折,造成了很大浪费。东狮公司在提盐项目利用自身脱硫技术优势,下功夫、克难题,并取得了突破性进展。并通过不懈努力,改进提盐工艺,简化流程,投资少,消耗、运行成本低,精盐纯度高,给企业带来了实实在在的效益。


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