PDS脱硫流程的改进

PDS脱硫流程的改进

赵忠强1 黄成忠 2 孙鸿赓12

（1山东盛隆煤焦化有限责任公司, 2微山县同泰焦化有限公司， ）

、

山东滕州盛隆煤焦化有限责任公司（简称盛隆公司）与微山县同泰焦化有限公司（简称同泰公司）均建有剩余焦炉煤气制甲醇的装置。因此，煤气中焦油、氨、苯、硫化物（硫化氢和有机硫）的净化质量对甲醇生产影响值大。其中硫化物的含量高低直接影响到甲醇车间精脱硫装置中价格昂贵的脱硫剂的使用周期。甲醇生产要求原料气中H2S≤20 mg/Nm3,总硫≤400 mg/Nm3。为了确保上述指标，因此化学工业第二设计院在给盛隆公司化产车间脱硫工段的设计思路是煤气在二组串联的脱硫装置中进行二级脱硫，以满足甲醇生产对煤气质量的要求。其PDS脱硫流程见图一。

煤气至甲醇车间气柜 脱 脱 再 再 湍 硫 硫 生 生 S泡沫 球 塔 塔 塔 塔 粗苯来 塔 A B A B 的煤气 PDS Na2CO3 PDS Na2CO3 溶液循富液槽 半富 环槽 液槽 ○ ○ ○ 溶液循环泵 富液泵 半富液泵 空压站来的压缩空气 图一 盛隆公司脱硫工段设计流程图

设计时，一级脱硫采用湍球塔。湍球塔是近年来新发展的强化的传质、传热和除尘设备。它将流化床的概念发展到汽液传质设备中，使填料处于流化状态，因而使过程能够得到强化。其特点是：气速高，处理能力大，塔的重量轻，气液分布比较均匀，不易被固体及粘性物料堵塞等。采用湍

球塔有以下二点好处：①设备投资省。塔内填料采用?38聚丙烯空心球，它在煤气气流的带动下呈悬浮状并剧烈湍动，脱硫液喷淋在空心球的表面而使传质过程得以强化，所以能够较大地缩小吸收塔的塔径及降低塔高。同样是46380Nm3/h的煤气处理量，湍球脱硫塔的塔径Φ2600/3400，塔高为24m；而填料脱硫塔的塔径Φ5600 塔高为37m。湍球塔的填料为Φ38聚丙烯空心球约13 m3，而填料脱硫塔的填料为轻瓷花环填料约258 m3，从而可节约基建投资。②脱硫效率高。盛隆公司脱硫生产的化验报告统计分析，其脱硫效率在50%以上（见表1），因此降低了二级脱硫装置的负荷，对防止填料脱硫塔的堵塞有利。

湍球塔的平均脱硫效率与煤气含硫的关系 表1

湍球塔前H2S含量＞11 11～10 10～9 9～8 8～7 （g/m） 平均脱硫效率（%）

煤气至甲醇车间气柜 ① 脱 脱 再 再 湍 硫 硫 生 生 S泡沫 球 塔 塔 塔 塔 粗苯来 塔 A B A B 的煤气 350.94 51.88 56.88 57.86 70.44

PDS Na2CO3 PDS Na2CO3 溶液循富液槽 半富 环槽 液槽 ○ ○ ○ 溶液循环泵 富液泵 半富液泵 空压站来的压缩空气 图二 修改后的脱硫流程

湍球塔的唯一缺点是由于操作气速高（2.43m/s），因此塔阻较大，但投产以来塔的操作阻力稳定在 kPa。

为了在脱硫塔B堵塞的情况下能维持二级脱硫的继续进行，我们从再生塔B至脱硫塔B的脱硫液管线上接出一条交通管（阀）与脱硫塔A的脱硫液入口管线沟通（见图二中粗线条①）。可利用富液泵与半富液泵之间的备用泵管线维持生产，进行脱硫B塔的清塔。

该流程于2005年2月投产，自投产至2006年7月塔后煤气中硫化氢指标波动，经常出现超标。2006年 月在催化剂厂家的建议下，将半富液泵的出口管与富液泵的出口管连通（见图三中粗线条②），利用管线①构成半富液泵、富液泵各自抽取半富液槽、富液槽的脱硫液送再生塔B进行脱硫液再生，再生后的脱硫液分别自流入脱硫塔A、脱硫塔B的脱硫流程。此时整个脱硫工段实质上是进行三级脱硫。修改后的流程见图三。

煤气至甲醇车间气柜 ① 脱 脱 再 再 湍 硫 硫 生 生 S泡沫 球 塔 塔 塔 塔 粗苯来 塔 A B A B 的煤气 PDS Na2CO3 ② PDS Na2CO3 溶液循富液槽 半富 环槽 液槽 ○ ○ ○ 溶液循环泵 富液泵 半富液泵 空压站来的压缩空气 图三 盛隆公司脱硫工段三级脱硫流程图

由于采用了三级脱硫，情况有了改观（见表2）。由于受再生塔的限制，当湍球塔前煤气中硫化氢含量高的时候，脱硫B塔后的硫化氢含量就超标，

正常情况下可达到检测不到的程度。

盛隆公司开工初期煤气脱硫数据表 表2

单位（mg/cm3）

时 间 05年3月 05年4月 05年5月 05年6月 05年7月 05年8月 05年9月 05年10月 05年11月 05年12月 06年1月 06年2月 06年3月 06年4月 06年5月 06年6月 06年7月 06年8月 06年9月 06年10月 06年11月 06年12月 07年1月 07年2月 07年3月 07年4月 07年5月 07年6月 07年7月 湍球塔前 最大值 7500 7028 7311 3398 4813 7501 8191 9475 9963 9254 9077 11691 10782 9970 8935 8732 9065 最小值 6536 4855 6212 2399 1653 5776 6218 7421 6556 7755 7171 7108 7152 7283 6307 8032 8381 平均值 7003.7 5941.5 6855.7 2884 3349.78 6632 7171.17 8629.63 8034 8426.75 8281.2 9135.5 9541.63 8482.26 7743.71 8259.5 8711.43 脱硫B塔后 最大值 4020 980 640 33 1188 1265 1897 2799 1949 2096 4495 2825 3105 1431 1408 3480 544 1019.66 2989 145 59.95 16.52 48.66 106.97 18.17 40.88 30.71 214.25 最小值 43.76 270 250 11 22 14 10 6 19 17 78 2061 9 2 4 4 0.06 微量 微量 微量 微量 微量 微量 微量 微量 微量 微量 微量 平均值 1564 471 407 24 542 371 331.3 179.7 885.3 887.095 2367.41 2429.50 448.27 189.05 118.60 132.70 33.75 31.06 61.82 5.68 3.099 0.61 2.48 7.85 1.59 1.99 1.19 9.72 同泰公司原有脱硫工段的设备能力按30万吨焦炭/年设计、建设。由于同泰焦化厂的生产规模从30万吨焦炭/年扩大到70万吨焦炭/年，煤气处理能力翻了一番，为此必须对脱硫工段进行整体改造。在流程选择时，考虑原有脱硫工段是钠法PDS脱硫，具有一定的操作实践经验，建议采用钠法PDS钠法的脱硫流程。同时借鉴盛隆公司的经验，同泰新脱硫工段的推荐