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目前绝大多数湿法脱硫的变脱塔基本采用填料塔,填料塔以其气液传质面积大、脱硫效率高而被得到认可,在行业内广为应用。但近几年来,随着企业生产规模的不断扩大,改烧高硫煤以及后工序生产的需要,企业对脱硫要求也越来越严格,填料塔暴露出的弊病日益突出,塔径越做越大,溶液循环量越来越高,而净化度却不尽人意,很难完全满足生产需要。
这主要是塔径大,气液难分布均匀所形成的。而堵塔问题,更是脱硫行业的较普遍问题。从长春东狮科贸实业有限公司的脱硫技术协作网所收集的资料来看,变脱比半脱堵塔的几率要高,而且,变脱压力等级越高,堵塔几率就越大。基于此,长春东狮科贸实业有限公司净化技术研究中心,根据多年的研究、探讨、分析,并为厂家的塔内件进行多次调整和改造,久之,便形成一套成熟的经验,最终推出适合脱硫这一特殊介质的塔内件结构——QYD型加压复合气液传质装置,简称无填料塔。
一、技术简介
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,极大的提高了气体的净化度,而且以此传质装置取代填料,从而彻底解决了行业脱硫多年来悬而未决的问题--脱硫塔堵塔问题。
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极大的改善,溶液中NaHCO3的生成率也将大大降低,从而提高了贫液质量,促进溶液循吸收能力,因此,溶液循环量可降低50~60%,节能效果明显。该装置由气体分布装置、气泡再布装置、降液管以及组装以后形成的持液段等四个部分组成。在塔内可分多层组装(一般为三到四层,可依据气体中硫化氢含量高低来确定使用层数)。该内件结构简单,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。
该装置实施方式有两种:一种是新塔设计,另一种是旧塔改造。该装置在旧塔改造时,极为便利,在原装置不动的情况下,只把原塔填料扒出,再把本装置安装在原填料支撑装置上即可,不改变原任何内外部结构。安装极为简便,投资又少,且操作与填料塔相同,以后检修也更为方便。
二、工业化应用取得成功
2.1在山东某化工变换气脱硫中的应用
2.1.1基本情况
山东某公司,是在3000吨合成氨/年能力的基础上,经过多年的工艺设备技术挖潜改造,目前已具备11万吨合成氨醇/年能力,企业效益大幅度提高。该厂变换采用中串低流程,变换气流量约50000m3/h,变脱采用纯碱为吸收剂,888为催化剂。变换后的气体经塔前气水分离器分离出液滴后,气体进入变脱塔,在变脱塔内与脱硫液逆流接触,吸收气体中的硫化氢,使变换气得到进一步净化后,从变脱塔顶部出来,进入塔后气水分离器后,气体返回压缩机三入。吸收硫化氢后的溶液(此时称之为富液),利用塔内的压力(0.8MPa),由变脱塔底部经闪蒸槽和喷射器进入两个并联的再生槽,进行硫泡沫的浮选和888催化剂再生。之后,进入贫液槽,再由贫液泵送至变脱塔,再生槽浮选出的硫泡沫进入硫泡沫槽,硫泡沫被送往熔硫釜做成硫黄块出售。
2.1.2主要设备参数
变脱塔:φ3000×29982,共装φ50海尔环散装填料三层,填料每层高6米共一台。
再生槽:φ3500×7000两台并联,各六只喷射器,正常各开三只。
闪蒸槽:φ2400×10933,V液=41.9m3,共一台
贫液槽:φ4000×5000共一台
贫液泵:Q=288m3/h,h=129米,共两台,正常开一备一,不正常时间断开两台
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