NHD脱硫脱碳装置生产问题及改造策略探究

文章以NHD脱硫脱碳装置生产问题及改造策略为中心话题，首先分析了NHD溶剂的脱硫脱碳机理、NHD溶剂的工业应用特点，接着较为全面的分析了NHD脱硫脱碳装置生产问题，组合根据存在的问题提出了相应的改造策略，希望能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对NHD脱硫脱碳装置的改造发挥借鉴指导作用。

聚乙二醇二甲醚是一种新型的、高效的脱硫脱碳溶剂。其运用实践表明，该工艺技术的操作流程简单，操作弹性大，一次性净化程度高，总能耗低，受到了化工行业的广泛关注，并得到了广泛运用，取得了良好的经济社会效益。

一、NHD溶剂的脱硫脱碳机理

NHD溶剂是一种优良的物理吸收溶剂，它的脱硫脱碳性能良好，对H2S、CO2、COS等气体具有很强的吸收能力，并且能够有选择性的吸收H2S，还具备一定的脱油、脱水功效。NHD法的脱硫、脱碳过程具有典型的物理吸收特征，H2S、CO2在NHD溶剂中的溶解度能够较好的服从亨利定律，随着压力的升高、温度的降低而增大。所以，对于H2S和CO2的吸收过程，适宜在高压、低温情况下进行。当系统压力降低、温度升高的时候，溶液中溶解的气体释放出来，实现溶剂的再生过程。

二、NHD溶剂的工业应用特点

将NHD溶剂应用到工业生产中，具有多方面的显着特征，具体来说表现在以下几个方面：NHD溶剂具有良好的热稳定性，不氧化，不降解;NHD溶剂蒸汽压很低，在25℃的时候为0.093MPa，挥发损失少，粘度小，流动性好;NHD溶剂操作稳定，运用时不起泡，对金属材料无腐蚀作用，无臭、无毒，能被生物降解，发生泄漏也不会污染环境，综合效益良好。合成氨原料气净化的方法包括改良热钾碱法、碳丙法、NHD法，通过三种方法的对比分析，可以得知，NHD法能耗低、净化度高、溶剂性质稳定。在中小型氮肥厂改造和扩建的时候，应该优先考虑NHD法。

三、NHD脱硫脱碳生产问题分析及改造策略

1.NHD脱硫生产问题分析及改造策略

第一、溶液循环量问题。脱硫指标不好不仅影响后系统的安全生产，还制约了系统高负荷运行。影响脱硫塔出口指标的主要原因是溶液流量计存在问题，发现问题之后，将溶液量加到设计值，脱硫塔出口H2S控制在3.8mg/m3，满足规定要求。

第二、贫液H2S贫度的控制问题。贫液再生度设计值为0.33mg/L，在生产过程中，溶液贫度只需要满足工艺生产就可以。生产表明，脱硫贫液再生度设计值过高，只需要≤10mg/L就能够满足生产要求，如果过高，就会影响脱硫塔出口指标，主要原因是煮沸器热力循环不正常。针对这种情况，对煮沸器溶液入口总管进行加粗，将溶液再生塔液位向上提升，从而保证了煮沸器正常的热力循环，改造之后，溶液再生度出现明显好转，满足工艺生产的要求。

第三、NHD溶液中水含量的控制问题。水含量较低的时候，NHD吸收能力强，有利于脱硫塔吸收，所以在装置设计的时候，需要将NHD贫液水质量分数控制在3%之内。但是，将水质量分数控制在3%之内的时候，往往会造成NHD损耗，引起回流水中H2S污染环境。此外，如果溶液水含量控制过低，会影响溶液的再生度。将水质量分数指标放到5%之后，再生塔底操作温度出现明显的下降，变换热利用率提高，NHD溶液再生度得到了提高，NHD损耗和环境污染得到了控制。然而，含水量并不是越高越好，如果超过5%之后，就会影响对溶液的吸收能力，影响脱硫塔出口指标。此外，含水量的增加，导致溶液的粘度变小，降低了换热器的换热效率。

第四、NHD的污染问题及处理。系统运行一年多之后，NHD溶液出现灰黑色悬浮的微小固体颗粒，通过分析，可以得知这与脱硫采用的碳钢材质设备、管道有关。设备和管道较为松散的氧化层与H2S发生反应，生成灰黑色的硫化物颗粒，导致溶液受到污染。在分支的回流水流程上也设计使用石英砂过滤器，减少了污染物被带入系统当中。此外，还可以将部分溶液移出系统，进行静置沉淀，这样能够彻底除去NHD溶液中的固体颗粒。

第五、材质选择。NHD没有腐蚀性，在工程建设的时候，为了节约成本，大部分设备、管道可以采用碳钢材质，部分高温、高湿设备和管道可以选用不锈钢或者耐腐蚀钢。

第六、板式换热器的使用问题。为了满足换热的需要，该化工厂选用了七台板式换热器。但是效果不太理想，垫片及密封胶容易造成泄漏，需要大检修，并且检修费用很高。经过测试和分析，得知导致泄漏的原因是国产板式换热器材质不过关，其处理方法包括：做好对板式换热器的维护、保养工作，有选择性的进口国外产品，积极开发合格的国产板式换热器，保证质量合理。