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5 对于加压脱硫塔(变换气脱硫塔)的改造,采用无填料塔技术,可从根本上解决塔堵问题
我们知道,虽然半脱和变脱脱除H2S的反应机理是一样的,但压力不同,气体组分不一样,特别是CO2含量差别较大(变换气CO2含量为28%左右而半水煤气中CO2的含量仅为8%左右)。而在加压条件下CO2的溶解度将增大,溶液中CO2的浓度当然也会随之升高。因此由于CO2的存在使脱硫液选择性吸收H2S受到很大的影响,基于CO2和H2S在碱液中的吸收特性,我们在变脱中就要选择高空速,短接触时间来选择性吸收H2S。而现行的变换气脱硫塔,大多套用半脱塔的设计,没有从根本上解决气体中CO2对变脱系统运行产生的干扰。从东狮脱硫技术协作网所收集的资料来看,变脱比半脱堵塔几率要高,变脱压力等级越高,堵塔机率就越大。
基于此,我公司气体净化技术研究中心的技术人员根据多年的脱硫技术经验,经过多次试验,终于推出了QYD型气液传质装置。该装置是集传统的诸多塔内件的优点于一身,更加强化气液传质过程,它充分利用了脱硫反应机理---H2S和碱溶液快速的化学反应的原理,采用气液直接接触,并依据H2S含量高低设置特殊的气液接触装置、气泡再布装置,使气液之间动态接触,湍动传质。这不仅大大增加了气液接触面积,使气体在极短的时间内与液体充分混合接触,提高了气体的净化度,而且以此传质装置取代填料,从而解决了行业脱硫多年来悬而未决的问题,即硫塔堵塔问题。另外,由于气液接触时间大大缩短,使脱硫原料气中CO2对碱溶液吸收的影响将得到很大的改善,溶液中NaHCO3的生成率也将大幅度降低,从而提高了贫液质量,促进溶液循吸收能力。该气液传质装置结构简单,安装简便,操作弹性大,塔阻力降低,且投资小,见效快。不仅适应于旧脱硫塔改造,更适用于新塔设计。该技术已获得了国家专利。2008年年底,全国化工合成氨设计技术中心站组织业内专家在使用现场进行过评审,专家们对该气液传质装置给予了充分肯定和很高的评价。
该气液传质装置自2007年11月份在山东宁阳飞达化工有限公司使用以来,其理想的脱硫效率、显著的节能效果、简便的操作维修以及最佳的投入产出比都得到了行业界的普遍关注。近年来先后在山东、河南、安徽、山西、河北、湖北、江西等数十家化肥行业得到成功应用。
应用实例1:河北河间瀛州化工有限公司于2008年10月利用年度停车检修机会,将操作压力为0.8MPa的¢3800的变脱塔进行了改造,采用QYD型气液传质装置,取消塔内填料。改造后运行数据见表5-1。
表5-1 改造后运行数据
在运行QYD内件的半年多的时间里,变脱系统一直在低碱度和低催化剂浓度下运行,运行费用明显降低,同时,对溶液的循环量也进行了摸索和调整,电耗大幅下降,工艺得到进一步优化。
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