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氨法脫硫技術在硫回收裝置中的應用

文檔作者：楊興彥朱廣勝周軍邱峰文檔來源：陜西未來能源化工有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年04月13日
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10氨法脫硫技術在硫回收裝置中的應用楊興彥 朱廣勝周 軍邱峰(陜西未來能源化工有限公司 陜西榆林719000)山東兗礦國泰化工有限公司(以下簡稱國泰公司)300 kt／a甲醇系統的硫回收裝置采用克勞斯脫硫工藝，存在尾氣處理加氫反應和尾氣洗滌等裝置運行不穩定、排放尾氣中SO：質量濃度高(1 300～2 600 mg／m3，標態)等問題。為滿足環保要求，國泰公司新建了1套氨法脫硫裝置脫除硫回收裝置尾氣中的S0，，以實現硫回收裝置尾氣穩定達標排放。硫在投資、運行成本、脫硫效果等方面具有明顯優勢，同時副產品資源化率高、裝置運行穩定，因此，最終決定新建氨法脫硫裝置脫除硫回收裝置尾氣中的S0：。表1 原尾氣處理裝置改造與新建氨法脫硫裝置的投資及運行成本對比項 目 原尾氣處理裝置改造氨法脫硫裝置萬方數據式新型水煤漿氣化爐制氣，制得的煤氣由NHD脫硫系統脫除H：S；NHD富液在再生塔中解吸出的H：s氣體在克勞斯硫回收裝置中生產硫磺產品；尾氣經噴水、降溫、增濕后進入吸收塔中下部，與上部噴淋而下的吸收液充分接觸，脫除sO：的凈化尾氣從吸收塔頂部排放。噴淋吸收段布置有4層經特殊設計的噴淋層，吸收液經循環泵加壓后從噴淋層上部分布的噴嘴高速噴出，形成大量大比表面積的脫硫霧滴。上升尾氣與逆向高速運動的脫硫霧滴接觸，產生強烈紊流作用，氣液兩相進行充分傳質、傳熱，尾氣中的SO：被大量吸收。由于分布合理，4層噴淋層上的噴嘴產生的噴淋霧錐對脫硫塔截面的覆蓋率達200％以上，可確保SO，的脫除效率。脫硫吸收液是由(NH。)2SO，／NH4HS03和(NH。)：SO。／NH。HSO。組成的緩沖溶液體系，其中亞硫酸銨是吸收SO：的主要組分。吸收塔底部循環池布置了氧化空氣分布器，對吸收液進行氧化，將亞硫酸銨氧化成硫酸銨。由于不斷吸收SO：，吸收塔底部循環池中循環吸收液的硫酸銨濃度逐漸增大，當質量分數達到30％左右時，通過硫酸銨泵將吸收液輸送至濃縮塔中濃縮結晶，得到的硫酸銨結晶再經脫水、干燥、包裝后作為產品出售。3氨法脫硫裝置的設計及應用3．1設計原則及規模氨法脫硫裝置在原克勞斯硫回收尾氣處理裝置基礎上進行部分改造，在滿足尾氣排放要求的前提下，盡可能利用原有裝置和設備，以減少設備投資。按工藝流程劃分，氨法脫硫裝置設置在尾氣處理裝置前，按脫硫效率97％設計，脫硫后排放尾氣量為10 502 m3／h(標態)、SO：排放質量濃度738 mg／m3，以保證排放尾氣中的sO：濃度滿足《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297--1996)最高允許排放質量濃度限值960 mS／m3的要求。按年運行330 d計，S02放總量為61．4 t／a，同時副產硫酸銨3 960 t／a。3．2裝置設計氨法脫硫裝置采用質量分數99．6％的液氨為吸收劑，主要包括sO：吸收、吸收劑供應、工藝水、硫酸銨后處理及檢修排空5個系統。硫回收裝置尾氣參數見表2，主要原輔材料、燃料動力消耗見表3。表2硫回收裝置尾氣參數項目 參數煙氣量／(n13·h～，標態)煙氣溫度／"e煙氣壓力／kPa尾氣成分／％(體積分數)N2C02S029 044180255445I注：1)含微量單質硫。表3主要原輔材料、燃料動力消耗(1)sO，吸收系統。在尾氣吸收塔中設置4層吸收噴淋層，吸收硫回收裝置尾氣中的SO：生成亞硫酸銨溶液；亞硫酸銨在吸收塔底部被氧化空氣氧化成硫酸銨溶液，送往濃縮塔濃縮結晶。通過控制送往濃縮塔的吸收液濃度(質量分數≤30％)，可保證保持吸收塔內沒有硫酸銨固體，使溶液系統穩定，保證吸收效果。(2)吸收劑供應系統。吸收劑供應系統主要是保證將貯存在氨罐(20 In3)中的液氨通過管道穩定地送入吸收塔內各加氨點。(3)工藝水系統。工藝水系統設有工藝水槽、工藝水泵以及沖洗水泵等，由調節閥和聯鎖系統控制。工藝水主要用于吸收塔補水、除霧器和管道的沖洗。(4)硫酸銨后處理系統。硫酸銨后處理系統的主要設備有旋流器、離心機、干燥機、包裝機、料液槽和料液泵等，其作用是將脫硫系統所生成的硫酸銨漿液經分離、干燥、包裝后得到產品硫酸銨，分離得到的硫酸銨母液返回脫硫系統循環利用。(5)檢修排空系統。檢修排空系統主要設備包括事故槽、過濾泵、板框壓濾機、地坑和地坑泵萬方數據12等，其主要作用是收集、貯存硫酸銨后處理系統、尾氣脫硫裝置在檢修、沖洗過程中產生或泄漏的液體，同時能夠容納吸收塔故障狀態下產生的所有液體，實現全裝置無廢水外排。3．3主要設備選型及改造裝置布置采用室內集中與室外分散相結合的吸收塔利用原裝置洗滌塔進行改造(內表面采用玻璃鱗片防腐，塔內安裝吸收液噴淋層及除霧器)，吸收液循環泵等設備也是對原運轉設備改造后使用；新建硫酸銨廠房、液氨罐；檢修排空系統布置于硫回收裝置南側空地，硫酸銨廠房內設置硫回收裝置尾氣脫硫與硫酸銨后處理系統集中原則。充分利用原有硫回收裝置的設備及場地。 控制室。氨法脫硫裝置主要設備選型見表4。表4氨法脫硫裝置主要設備選型4運行效果 設，2012年2月投運。2012年3月對該裝置進行了168 h效能考核，各項工藝指標良好，運行穩定，達到國泰公司氨法脫硫裝置于2010年底開始建 設計要求。氨法脫硫裝置性能考核數據見表5。表5氨法脫硫裝置性能考核數據¨注：1)性能考核期間，硫酸銨產品均達到GB 535--1995的一級品標準。5結語(1)氨法脫硫技術應用于克勞斯硫回收裝置后，硫回收裝置尾氣中SO：質量濃度可由1 300～2 600 mg／m3(標態)降至800 mg／In3(標態)以下，能夠滿足《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297--1996)最高允許排放濃度限值960 mg／m3(標態)的要求。(2)由于氨具有較高的反應活性，且硫酸銨極易溶解，因此脫硫塔不易結垢。(3)氨法脫硫技術對煤中硫含量適應范圍廣；由于脫硫副產物價值較高，煤中硫含量越高，脫硫副產品硫酸銨的產量越大，經濟效益越好。(3)脫硫液全部循環使用，事故狀態時的液體及泄漏廢液也可全部收集使用，無二次污染。(收到修改稿日期2012-08-26)

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