湿式氧化法煤气脱硫工艺装备的优化配置

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1、湿式氧化法煤气脱硫工艺装备的优化配置序言上世纪三四十年代，从国外进口一种银白色粉状物质，取其少量撒进田间，并随之浇水，几天之后，弱小的禾苗就茁壮生长。是碳铵、硫铵、硝铵还是复合肥，却无从考证，农民给其取的中国名——“肥田粉”。几年之后，制造“肥田粉”的装备也有所引进，并在应用中不断改进，进而研发并创新。短短半个世纪，就形成了相当规模，且较为完善的工艺装备体系。回顾我国合成氨、合成甲醇，以及其它煤化工的脱硫工艺发展史，从年产千吨级到万吨级、十几万吨级到上百万吨级的大型、特大型的高知名度企业，无不与脱硫工艺装备的引进、改进、研发及其创新息息相关，无不与脱硫工艺技术含量，特别是其核心技术含量的不断

2、提高息息相关。1、综述湿式氧化法脱硫是十分复杂的系统工程，不仅需要工艺条件的合理选择，工艺过程的科学管理，优质催化剂的适量配加，特别是工艺装备的优化配置。其工艺装备可称脱硫生产的主体，而气液相际之间的传质，则是脱硫工艺技术的核心。因此，强化传质过程，提高传质效率，才是脱硫工作者关注的焦点。由上述要项组合的运行综合体，可确保脱硫—再生—硫回收三大工艺环节可调、可控、均衡、稳定，以保持脱硫液长周期的正常运行。2、脱硫脱硫塔是脱硫生产的主要设备，脱硫过程是在脱硫塔内完成的。经过半个多世纪的应用、改进及不断发展，目前已形成多种塔型，以满足不同工况条件下，脱除工艺气体中硫化氢的工艺要求。塔型通常按塔内

3、件的结构分类，与之相称且目前常用的塔型分两大类：板式塔、填料塔（又分散装与规整两类）2.1板式塔塔体内装有一定数量的塔盘，工艺气以喷射或鼓泡的形式穿透（过）塔盘的液层，完成气液相际之相的传质过程，气液两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式的变化。工艺气中的H2S含量阶梯式降低，而脱硫液中的HS-含量则阶梯式增多。2.2填料型脱硫塔(1)规整型填料塔（含垂直筛板塔）：初始投运，气液的传质效率较高，运行一段时期，因多种原因则逐渐下降，而塔阻力则相应的增加，一但堵塔，清塔后再回装就比较困难，目前多数企业已弃用。(2)散装型填料塔：塔内装一定段数、一定段高、一定数量的填料，脱硫液沿填料的表面自上而下呈液膜状流

4、动，且时有不均匀甚至断档的现象，呈不连续相，与自下而上呈连续相的工艺气，逆向完成传质过程。这种不均匀或断档现象，也成为此后填料段堵塞的重要成因之一。而由此造成的塔阻力增长，脱硫效率下降，物料损耗增多，塔拦液带液等，终将导致系统的减负荷或被迫停车。几乎所有环型填料，脱硫液初始淋洒在其表面的分散度较好，脱硫液下移，而再分布的性能就较差，这是其环型结构所固有的，这也是此后填料塔堵塞的重要原因之二。而其弯向环心的叶片，却可增大气体的喘动功能。2.3新开发工艺之空塔喷淋塔型工艺由于诸多因素，填料塔渐进式的堵塞是不可避免的，目前已知的堵塔成因有二三十种之多，且多为混合型堵塞。但有两个主要的成因必须同时存

5、在，即：附着物（或堵塞物）与被附着主体（或被堵塞主体）。“二者缺一”，就不会造成塔堵。“皮之不存，毛将焉符”，基于上述机理，东狮公司研发了空塔喷淋型半水煤气脱硫塔和“QYD型”加压变换气脱硫塔。投入运行后较好的解决了堵塔问题，也强化了气液相际间的传质过程。空塔喷淋型半水煤气脱硫塔,该塔型原属除尘及降温的塔系，由于其结构简单，塔体利用率高，气液相际间的传质效率高，运行成本低等优势。特别是其不会造成堵塔的特性。近年来被引入脱硫塔系列，并在投运后很快就获得了业内以及企业的高度关注。空塔喷淋型脱硫塔的关键部件是高功能的雾化喷头，依据工艺气的气量及硫化氢含量，以及对硫化氢的净化度要求，合理配置其塔型，

6、喷头的层数及其支数，以及脱硫泵的扬程及流量等相应的装备，特别强调的是，为防喷头的堵塞，应在贫液槽的出口配置并联的“一开一备”的管道过滤器，此应成为重要的塔系副件。或者采用不停车就可清理的组合式的套装喷头。工艺气从塔底进入，经气体分布器上行，与高密度、高均匀度、高强度的雾化脱硫贫液，逆向流动，完成传质过程，而后经除沫器出塔，进入下一个工序，而下行的脱硫富液，则经塔底的液封装置流出塔外（如果喷淋空塔后面是串联的填料塔流程，则喷淋空塔可不设置除沫器）。工艺过程高密度的液相球型小颗粒，展开有极大的表面。气液逆向流动有较强的动能，以及足够长的时间及适宜的温度，较好的满足了气液传质的四要素。因此，气液相

7、际间的传质效率高，脱硫效率高，该塔型可单独配置，也可与填料塔复合式的配置，属液相主导传质。2.4新开发的QYD型传质内件应用于变换气脱硫塔QYD型传质内件的加压变换气脱硫塔的核心技术是分层规整排管式的多孔鼓泡工艺技术。加压变换气由塔底部进塔后，直接入气体分布器，而后进入持液段，完成气液相际之间鼓泡式的传质过程。脱硫液经液封流出，完成第一个生产单元；而出持液段的气体呈夹带液状的气液泡上升，经气泡再分布装置进入上