东狮脱硫技术协作网 脱硫回访学习调查小结(1)
由东狮脱硫技术协作网技术委员会部分委员和东狮公司有关工程技术人员组成的回访学习调查组,在今年的4月中旬,对河南的安阳化肥厂、豫北化工公司(卫辉化肥厂)、河南中科公司(以原新乡市燃料化工总厂为主组成的)、江苏徐州润丰生化公司(以原铜山化肥厂为主组成的)、安徽龙盛公司(定远化肥厂)、江苏华昌公司(张家港化肥厂)的脱硫情况进行了回访学习调查(以下分别简称为安阳厂、卫辉厂、新乡厂、铜山厂、定远厂和张家港厂),现将回访学习调查的情况汇报如下。
一、基本情况
1.产能
这6个厂,除定远厂外,产能都还比较大。安阳厂总氨产能240kt/a;卫辉厂产能:合成氨140kt/a,甲醇120kt/a;新乡厂总氨产能200kt/a;铜山厂总氨产能160kt/a(其中一套80 kt/a装置刚建成);定远厂总氨产能80kt/a;张家港厂总氨产能450kt/a。
2.工艺
6个厂的脱硫工艺流程大同小异,只是在硫黄回收做法上有些区别,有的采用间歇熔硫工艺,有的采用连续熔硫工艺,还有个别厂未搞硫磺回收。
3.吸收剂及催化剂
吸收剂多数为纯碱液,只有铜山厂用氨水。
脱硫催化剂单一用“888”的有3家厂(卫辉厂、铜山厂、定远厂); “888”与栲胶混合用的有1家(安阳厂);栲胶与PDS混用的有1家(新乡厂);只用栲胶的有1家(张家港厂)。
4.主要单元设备
脱硫塔均为散装填料塔(只有个别厂在塔的底部份用格栅填料),填料的型号也大同小异,采用公称直径DN≥70填料的厂家较多,再生均用自吸空气再生氧化槽。
5.主要工艺指标控制
为确保安全生产,各企业对净化度控制得比较严,只要变换不是全低变工艺,半脱后的硫化氢指标能控制在≤70mg/Nm3(铜山厂当前大于这一值),好几家厂都在30mg/Nm3以下。变脱后的硫化氢也都能控制在10mg/Nm3以下。
6.工艺材料消耗
关于消耗情况,安阳厂每小时脱硫处理的气量:(1)合成氨55000Nm3/h~60000 Nm3/h;甲醇约30000Nm3/h。半水煤气(水煤气)未脱硫前的H2S含量(平均计):1200mg/Nm3,也有高的情况,约2500 mg/Nm3。脱硫后的H2S含量3 mg/Nm3。每天加栲胶25公斤,加“888”约 1公斤,加碱300公斤。
卫辉厂湿法脱硫每小时处理的气量60000 Nm3/h~70000Nm3/h。半水煤气(水煤气)未脱硫前的H2S含量(平均计):500mg/Nm3,脱硫后的H2S含量30mg/Nm3~50mg/Nm3。每班加碱350公斤,加“888” 1.5公斤。
铜山厂以一套4.5万吨/年和3.5万吨/年来计,每天耗氨135公斤,耗“888”1公斤。
定远厂以总氨能力8万吨/年计,脱硫前半水煤气的硫含量为2500mg/Nm3 ~1500mg/Nm3 ,脱硫后的指标为≥50mg/Nm3,每天加碱750公斤 ,加“888” 2公斤。
张家港厂总氨能力以45万吨/年计,半水煤气脱硫前的硫含量为1500 mg/Nm3~2000mg/Nm3,脱硫后为18 mg/Nm3~34mg/Nm3 ,每天加碱3000公斤,栲胶200公斤,五氧化二钒10公斤。
二、若干建议
1.领导重视,提高脱硫重要性的认识
节能减排是现阶段中国社会和经济发展的最强音。搞好化肥企业的脱硫,是节能减排的一项重要任务。先前小氮肥行业有一个二十项工艺指标,其中有16项与净化有关,而硫
的“净化”为重中之重。在上世纪七八十年代,对小氮肥行业来说脱硫是很头疼的事,因此对脱硫是很重视的。不然那会有那么多脱硫方法应运而生呢?在八十年代底和九十年初开始,人们的注意力主要放在“两煤变一煤”,比较多地强调能量平衡,实现合成氨生产蒸汽自给的节能技改上了。同时,好多厂也尽量去寻找低硫煤,以解决脱硫带来的麻烦。不过脱硫还是不断地进步的。例如在催化剂、脱硫塔的内件、硫磺回收等方面还是做了不少工作的。
不过近几年来,多数企业的领导已认识到气体净化,特别是脱硫在合成氨和甲醇生产过程中的重要性,它关系到全系统的安全运行、消耗高低以及环境保护等至关重要的问题。在技术改造和科学管理上抓得比较紧,使得脱硫效率高,能用高硫煤(气体中H2S在4g/Nm3以上)制的水煤气,脱硫工序运行良好,做到稳定高负荷生产。
通过东狮脱硫技术协作网的几次会议以及几次调查研究表明,实际上化肥厂的脱硫问题(这里只指“半脱”和“变脱”)是不少的。对有些厂来说,脱硫是困扰他们的主要问题之一。
通过东狮脱硫技术协作网的本次调查研究,深深感到:一是脱硫问题依然不能乐观,待解决的技术问题还是不少;二是只要领导重视,加强操作管理,措施到位,责任到位,脱硫工作就搞得好。例如安阳厂,有一套严格操作管理制度和经济激励机制,利用“栲胶+888”脱硫工艺的工业装置可将煤气中的H2S(1.2 g/Nm3~2.5 g/Nm3)一次稳定的脱到3 mg/Nm3以下,纯碱消耗0.5Kg/t(氨醇),化学品费用2.5元/t(氨醇)(按2008年四月份计算)。副产硫磺纯度为98%,在当前硫磺位居高价(4000元/t)条件下,脱硫装置的运行更加经济。该厂的脱硫消耗和成本低,走在行业的前列。又如定远厂,从厂部领导、中层干部、到车间操作工都很重视脱硫,有完善的操作管理制度和监督措施。例如生产科每月都组织对脱硫系统的温度和压力等参数进行测定。拿温度测定来说,他们对气柜出口、气柜出口冷却塔、静电除焦塔、罗茨机、第一冷却塔、一次脱硫塔、二次脱硫塔、系统出口洗涤塔、变脱塔等单元设备都进行测定。建有完整的《脱硫系统温度测定分析、评价表》和《脱硫系统压力测定分析、评价表》。他们说这样做的目的:一是让管理人员心知肚明;二是及时校正现场仪表;三是对操作岗位起监督作用。因此,该厂的脱硫也搞得很好。
在本次回访学习调查中也遇到个别情况,把脱硫摆到最次要位置,从事脱硫工作的人们成为“弱势群体”,导致该厂的脱硫状况目前就很不理想。因此,呼吁领导要重视, 提高脱硫重要性的认识是仍有必要。
2.积极摸索 因地制宜优化
这次回访学习调查中,安阳厂告诉我们:以前他们厂未用“888”脱硫剂,单用栲胶时,每天加碱600公斤,采用“栲胶+888”法后,碱耗降到每天只加碱300公斤,并且副盐低,脱硫效果好,不堵塔,四年没清塔过。如不是这次大修,还可用下去,以前每年至少要清塔一次。这也给了我们一个很好的启迪。
从理论上来说,目前的几种成熟脱硫方法,都能单独用好,也有实践例子。然而,因各厂的“个体差异”,有宏观原因,也有微观原因,特别是微观原因,对于企业来说很难搞清楚。像安阳厂用比较直观的办法进行摸索寻优,得出好结果,也是一条好经验。
这次回访学习调查中,江苏的一个厂目前的脱硫情况就很像安阳厂的先前情况。建议类似的企业,也能像安阳厂那样进行因地制宜摸索,提高脱硫水平,降低消耗。
3.加强脱硫循环液的管理和硫磺回收
加强脱硫循环液的管理,主要是指脱硫和再生过程中的循环液管理和硫磺回收过程的管理。
在这次回访学习调查中遇到这样的一些情况:一是脱硫液和副盐的分析项目不全;二是脱硫液组成不分析,PH值也不分析;三是副盐中的NaCNS很高(200 g/L);四是循环液管道腐蚀严重;五是不会用纯碱作为吸收剂的碱源,只能用氨作碱源;六是硫黄回收耗蒸汽特别高或硫黄不回收。
从这六种情况看出,脱硫的问题还是不少。因此建议:
(1)对脱硫液进行全项分析
要学习一些原“中型厂”的严谨作风,像我们这几年调查中遇到的安阳厂和齐鲁一化厂等,脱硫溶液的分析搞得相当完整,对脱硫液进行了全项分析,碱液的分析除总碱度和pH值外,Na2CO3、NaHCO3、NaHS等项均作分析;副盐中的Na2SO4、Na2S2O3、NaCNS等项及电位都有分析数据。这些数据为搞好脱硫液的管理提供了基础条件。对那些脱硫液组成不分析,pH值也不分析的企业务必汲取教训,尽快整改。在分析上还应探讨“888” 与拷胶或其它催化剂混合使用时的分析准确性,应有量化的较正系数。
(2)密切注意副盐指标
从发现副盐中的NaCNS高得惊人(200 g/L)的情况来说,我们的脱硫工作的视野还要拓宽些,像这类问题要从源头抓起。像2006年调查总结中的肥西厂那样,从煤场管理抓起。煤场上的每一个煤仓都标明含硫和含炭等数据,“配煤即配碳和配硫”。我们这次调查中遇到的NaCNS高得惊人的情况很可能是煤的问题或气化条件所造成的。大家知道,副盐中的NaCNS高,不仅增加碱的消耗(每生成1公斤的NaCNS,耗碱1.31公斤),而且会恶化脱硫循环液,影响整个脱硫系统。遇到这种情况,应去积极去应对,并及时解决,不能“以不变应万变”,拼消耗来应对。副盐指标一般应控制在:(Na2SO4+Na2S2O3+NaCNS)<100g/L。
(3)以纯碱作为脱硫吸收剂的碱源
用纯碱作为吸收剂的碱源,这已是很成熟的和普遍的使用的技术,建议还只能会用氨作碱源的企业,尽快掌握用纯碱作为吸收剂碱源的技术,以降低脱硫成本。
(4)控制好脱硫液的主要工艺指标
1.采用“888”脱硫催化剂,浓度控制在15mg/L左右。
2.控制合适的总碱度及pH值,氨水为吸收剂时,氨水浓度12tt~18tt;以纯碱为吸收剂时,总碱度为0.3N~0.6N,pH值一般在控制8.2~8.6。
3.脱硫液温度比较合式的范围是,加NH3时为25℃~35℃,加Na2CO3时为35℃~40℃。
4.熔硫出液温约在度700C~900C,降温和分离后,残液的悬浮物<2g/L,回收至系统时温度≤50℃。
(5)要有硫磺回收装置
4月份,国内98%硫酸主流平均价格达到l500元/吨,环比上涨8.7%,同比上涨200%。国际硫磺市场价格大幅上涨,带动国内硫磺价格攀升。4月中旬,国内硫磺主流平均出厂价格突破5000元/吨.达到5060元/吨。在这种形势下,降低蒸汽消耗,采用新技术新工艺搞好硫磺的回收意义重大,未回收硫磺的企业要及早建硫磺回收装置。