真空碳酸盐法脱硫工序改进

在生产炼铁用焦炭和用焦炉法生产城市煤气时，会产生大量有极高毒性的硫化氢和氰化氢，硫化氢的燃烧产物二氧化碳是环境污染的根源之一。为了脱除焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢等有害物质，改善周边地区的空气质量和生态环境，某公司焦化厂从J引进了真空碳酸盐法脱硫脱氰工艺技术。
该工序工艺为：用碳酸盐脱除焦炉煤气中的硫化氢，吸收富液在真空状态下进行解析；解析出的酸气用克劳斯法生产硫磺，此工艺在国内为首创。由于该工艺在真空状态下进行解析，并且使用循环氨水的显热作为蒸馏热源，吸收液的主要成分碳酸钠可以再生，用海成分可以分解，因而具有蒸汽消耗少，过程气量少，运行费用低，占地面积小，环保性好等优点，但该工艺在投入运行后也出现一些问题，主要是管线设备易堵塞，其中脱硫装置堵塞问题尤为突出。
一、脱硫装置的原理
脱硫装置的作用是：将焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢除去以获得净煤气，同时将硫化氢和氰化氢酸性气体回收供给SCL工序。用来脱除焦炉煤气的吸收液的主要成分是碳酸钠，温度约35℃，吸收塔主要反应如下：
Na2CO3+H2S―NaHCO3+NaHS
NaCO3+HCN―2NaCN+NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O―2NaHCO3
通过反应产生脱硫富液，在保持真空状态，塔顶绝对压力为85/Hg，塔底绝对压力为100/Hg的再生塔内，塔顶液体约为51.7℃沸腾，产生的水蒸气与塔顶下来的富液在填料表面逆向接触，析出酸性气体，反应如下：
NaHCO3+NaHS―Na2CO3+H2S
2NaCN+NaHCO3―NaCO3+HCN
2NaHCO3―Na2CO3+CO2+H2O
析出的酸性气体经过降温至27℃由真空泵加压到绝对压力150KPa，在经过冷却分离后送往SCL工序。由于在酸汽产生的同时还要产生一些煤气中夹带的别的物质，如萘及在高温高压下反应的聚合物，而这些物质对所经设备产生一定影响。因此，在吸收煤气时，如何消除这些物质对设备的影响；及尽量脱出这些物质，就成为脱硫设备能否正常运转的关键因素。
二、脱硫装置工艺改进
1.脱硫装置工艺
从洗苯来的焦炉煤气入脱硫吸收塔的底部，与塔顶液体分布器下来的吸收液逆向接触，净化后的煤气经捕雾器后外送。吸收液经富液泵升压，贫富液换热器升温至再生塔顶，富液在再生塔内解析出酸汽，吸收液得到再生。吸收液解析出硫化氢、氰化氢、二氧化碳等酸性气体与水蒸气一起从再生塔顶部逸出，往蒸汽分缩器冷却至42℃，蒸汽冷却至25℃，再经气液分离器后被夹套汽加热升高约2℃，入真空泵后加压，送至酸汽冷却器，酸汽冷却至40℃。经酸汽分离器送往SCL工序。在蒸汽分缩器、蒸汽冷却器、气液分离器内被分离的凝缩水收集到凝缩水槽。凝缩水的的大部分被凝缩水泵升压后送往贫液泵进口，从酸汽冷却器、酸汽分离器出来的冷凝水，以及真空泵泄漏的少量润滑油，经水封槽满流至冷却水槽。冷却液槽内含油的冷凝液，一天一次通过冷凝液泵送往机械化焦油氨水澄清槽。
2.存在的问题及改进
脱硫脱氢装置运行过程中，脱硫脱氢效果好，但由于酸汽中含有萘、油较多，在酸汽降温过程中，萘易结晶集聚在冷却设备酸汽冷却器内，使得系统阻力增大，冷却效果变差，气体中夹带量增加，对后续工序带来不便。
为了解决现有问题，即分析论证，我们对脱硫装置作了一下改进：
1）在洗苯塔后入脱硫装置前加设新捕雾器，减少煤气中夹带的萘及洗油；
2）控制终冷温度，范围在21～23℃，减少煤气中萘的夹带；
3）改造酸汽冷却器，由卧式改为立式冷却器，在出口加装捕雾器，在酸汽分离器底部增设不定期用酸汽冷凝液进行冲洗。
3.改进后的效果
经过一段时间运行后，经分析比较，改造后有以下优点：
1）脱硫装置堵塞现象减少，运行时间增加，由原来的25天到基本消除堵塞现象；
2）由于运行时间增加，减少了检修次数，节省消耗；
3）减少酸汽中的杂质，对SCL各部分运行提供有力保障，减少后续工序堵塞的机率。
三、进一步巩固措施
为了进一步稳定脱硫装置的运行，我们又制定了对酸汽冷却器、新捕雾器进行定期吹扫，既保证风机的正常运行又稳定脱硫的运转。