0 概況

安徽昊源化工集團有限公司是國內一家大型煤化工企業，目前擁有4套“18·30”合成氨裝置，其中1^#系統由原12萬噸/年合成氨裝置改擴建而成的。該系統脫硫工段由1^#、2^#均為Ф5M的填料脫硫塔并聯運行。1^#塔高25m，共兩段填料約13m高，均為Ф76的鮑爾環；2^#塔高28.5m。兩個脫硫塔分別配置兩個Ф7m的再生槽，并配有480 m³/h的貧液泵與富液泵。

1 存在問題

隨著生產能力的提高，該系統逐漸暴露出兩大問題，一是脫硫效率低。只能維持半水煤氣中的硫化氫指標在0.5～0.9g/m³的低硫情況下運行，當脫硫前的H₂S≥1g/ m³時脫硫后的H₂S即超標，沒有調控手段，而且此指標已遠遠不能適應對目前原料煤的要求。二是堵塔嚴重。一般情況下檢修開車約5～6個月左右，塔的阻力開始上升，15～18個月就必須停車扒塔。不僅無法保證生產的長周期連續運行，而且對環保造成一定影響。所以，對該脫硫系統的改造勢在必行。

2 改造思路

考慮到今后進一步提高半水煤氣中硫化氫的可能性與必然性，為了增加脫硫系統的生產彈性，昊源公司決定把原來的兩塔并聯改為兩塔串聯，并在經過充分的考察論證后，決定在改為預脫塔的1^#塔中采用我公司開發研究的空塔噴淋技術。并由我公司給予提供技術改造方案。兩塔由并聯改為串聯后，單塔氣量要比原來增加一倍，經工藝估算，對填料脫硫塔來說，空塔氣速偏高了些，但也僅是在高限，并沒有超出很多。而對空塔而言，空塔氣速范圍是可以適當大一些的。所以，這也是兩塔由并聯改為串聯的前提條件。

3 技術參數

昊源化工提供技術參數如下：

處理半水煤氣流量：       74000N m³/h

進口H₂S：                 ≥4g/ m³  

要求改造后的1#塔出口H₂S：≤1.0g/m³

保證1#塔改造的后阻力：  ≤10gmmHg

保證脫硫效率與系統阻力三年內變化≤10%。

脫硫液損失量：  V_損失≤V_循環×0.5%/天。

4 技術方案

根據昊源化工提出的技術參數與技術要求，我公司制定如下改造方案：

（1）利用原1^#Ф5m舊脫硫塔進行改造，將原填料塔改為空塔噴淋，經計算共需安裝我公司所研制并生產的DSP—18型高效霧化噴頭80套件，每個噴頭的流量為18～20 m³/h，共需要溶液循環量約1600m³/h。

（2）新上三臺流量為800 m³/h，揚程70m的脫硫泵（開2、備1），原泵可做再生泵用。

（3）由于溶液循環量大幅增加，原有的再生槽的再生停留時間已不足，經計算需要配置Ф9000的再生槽，配置Ф30的噴射器34只，再生停留時間約15分鐘。

（4）配置與工藝相匹配的貧液槽與富液槽。

（5）硫回收系統：由于改造后單位時間內處理的硫化氫大幅增加連續熔硫后回收的殘液量很大，建議對硫泡沫過濾后再熔硫，同時也減少對噴頭的堵塞。

5 現場實施

在雙方技術與生產管理人員的共同努力下，改造方案于2011年2月下旬開始實施，歷時40天，安裝結束。實際改造情況與改造方案不相符之處有：

（1）從盡量滿足脫高硫煤的角度考慮，在塔的下段填裝約高1m左右的Ф76的鮑爾環。

（2）為了解決氣沫夾帶而帶來的溶液損失量大，沒有拆卸塔上部的旋流板除沫器。

（3）由于場地受限及其它原因，昊源化工沒有按照我公司的建議新建1個Ф9000的再生槽，也同樣加大貧液槽和富液槽，只是新上三臺800 m³/h的貧液泵。

6 效果

安裝結束后，該脫硫系統于5月初并網投入使用，即雙塔串聯。運行后，脫硫塔進口H₂S1.5g/ m³左右時，在僅開一臺泵42個噴頭的情況下，脫硫后H₂S在0.5g /m³，脫硫效率在60%以上。同時塔阻力≤10mmHg，基本達到了設計效果以及昊源化工的技術要求。

2012年9月，筆者再次來到昊源化工做技術回訪時，當時脫硫前H₂S已達到2g/ m³以上，在只開一臺泵，噴頭開70支時，脫硫效率在75%左右。而且，在運行了幾個月后，塔的阻力仍在10mmHg，沒有塔阻力上升的跡象。從公司領導到車間管理人員都反映較為滿意。

7 問題與探討

由于塔徑較大致使上環管的直徑更大，且上液總管只有1根，從而造成環管末端的噴頭容易堵塞，筆者建議當直徑大于4.5m的塔改造時應考慮采用2根上液管，從而避免環管的末端堵塞的現象。

8 結語

空塔噴淋串聯填料塔的復合工藝在昊源化工1^#系統的成功應用，再一次證明了我公司開發的空塔噴淋技術是成熟的，穩妥的，具有較高的推廣價值。