1、脫硫廢液提鹽系統(tǒng)的調(diào)試及優(yōu)化方案 我公司為年產(chǎn)焦炭200萬噸的煤化工企業(yè)，其煤氣脫硫工序以氨為堿源，采用HPF復(fù)合催化劑的濕式氧化法。該工藝具有脫硫效率高和成本低等優(yōu)點(diǎn)，但存在著脫硫液中副鹽含量高的問題，使脫硫效率降低，影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。脫硫系統(tǒng)于2012年6月投產(chǎn)運(yùn)行，運(yùn)行5個月后，副鹽的質(zhì)量濃度達(dá)到300 g/L。為保證脫硫效果，于2013年引進(jìn)了處理能力為100 t/d的脫硫廢液提鹽項(xiàng)目，解決了脫硫系統(tǒng)脫硫廢液處理的難題。然而，脫硫廢液提鹽系統(tǒng)在調(diào)試后期出現(xiàn)了各種問題，直接影響系統(tǒng)滿負(fù)荷的生產(chǎn)運(yùn)行。為此，對脫硫廢液提鹽系統(tǒng)提出了改造方案，并探討了優(yōu)化方案。 1 脫硫廢液提鹽系統(tǒng)調(diào)試

2、期間的運(yùn)行情況1.1 脫硫廢液提鹽系統(tǒng)的工藝流程 脫硫廢液提鹽系統(tǒng)工藝流程示意圖見圖1。如圖1 所示，從脫硫地下槽來的脫硫廢液首先進(jìn)入脫色釜，加入活性炭后，常壓下攪拌并加熱至95100。利用活性炭的吸附作用，將脫硫廢液中的懸浮硫、焦油和催化劑等脫除，隨后活性炭和清液一同進(jìn)入活性炭壓濾板框過濾出的廢活性炭。所得清液進(jìn)入濃縮釜，在真空負(fù)壓攪拌狀態(tài)下，被蒸汽加熱至6070進(jìn)行減壓濃縮。在濃縮過程中，緩慢添加離心后的母液，逐步提高濃縮釜內(nèi)脫硫清液中的副鹽濃度。當(dāng)濃縮至一定溫度和濃度時，用壓濾板框?qū)饪s液進(jìn)行熱過濾，分離出的副產(chǎn)品即為硫代硫酸銨混鹽。過濾清液進(jìn)入結(jié)晶釜，冷卻至2325，再次結(jié)晶后進(jìn)入離心

3、機(jī)分離，得到的主要產(chǎn)品是硫氰酸銨。離心機(jī)分離的母液返回濃縮釜。濃縮釜產(chǎn)生的氨氣經(jīng)冷凝冷卻器冷卻后進(jìn)入氨水回收罐，送回脫硫系統(tǒng)。通過真空泵負(fù)壓抽取的氨氣經(jīng)尾氣洗滌系統(tǒng)處理后，實(shí)現(xiàn)無污染的排放。圖1脫硫廢液提鹽系統(tǒng)工藝流程示意圖1.2調(diào)試運(yùn)行前期、中期及后期的運(yùn)行情況 脫硫廢液提鹽項(xiàng)目于2013年56月進(jìn)行了調(diào)試。在調(diào)試期間，脫硫液中的副鹽含量逐漸降低，其質(zhì)量濃度由300 g/L以上降至200 g/L以下，最低時達(dá)到了140 g/L，副鹽濃度達(dá)到了預(yù)期的要求。根據(jù)對產(chǎn)品硫氰酸銨的化驗(yàn)結(jié)果，硫氰酸銨純度達(dá)到97%，達(dá)到了預(yù)期要求。調(diào)試階段的脫硫液副鹽濃度變化曲線見圖2。圖2調(diào)試階段脫硫液中副鹽的濃度

4、變化曲線 從圖2可看出，在調(diào)試運(yùn)行后期，脫硫液中副鹽濃度急劇上升，最高達(dá)到了275 g/L，最終穩(wěn)定在230g/L左右。副鹽濃度的升高，導(dǎo)致脫硫效果降低，對后續(xù)甲醇生產(chǎn)造成影響。通過對脫硫廢液提鹽系統(tǒng)運(yùn)行狀況的分析，脫硫液副鹽濃度升高的原因是提鹽系統(tǒng)處理量的降低。因此，需要對提鹽系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行全面分析，以解決影響提鹽系統(tǒng)正常運(yùn)行的問題，保證煤氣脫硫效率達(dá)到要求，滿足后續(xù)甲醇生產(chǎn)正常運(yùn)行。2提鹽系統(tǒng)存在的問題2.1活性炭用量大 添加活性炭的作用是吸附脫硫液中的懸浮硫、焦油和催化劑等物質(zhì)，保證產(chǎn)品顏色潔白純正。由于從脫硫地下槽來的脫硫廢液未經(jīng)任何過濾設(shè)施，直接進(jìn)入脫色釜，導(dǎo)致脫硫廢液中的懸浮硫

5、、焦油等被活性炭吸附，消耗了大量的活性炭。特別是在脫硫廢液中催化劑含量高的情況下，活性炭的用量增加至正常情況下的23倍，且延長了脫色時間，直接導(dǎo)致脫硫廢液的處理能力下降，造成脫硫液中的副鹽濃度升高。2.2低溫下管道易堵塞 脫硫廢液經(jīng)過減壓濃縮后，母液的飽和度升高，在低溫的條件下容易結(jié)晶，在環(huán)境溫度較低的情況下，需采取管道伴熱保溫措施，以保證濃縮后的母液不易析出結(jié)晶。黃陵地區(qū)晝夜溫差大，在調(diào)試期間，曾出現(xiàn)結(jié)晶堵塞管道的現(xiàn)象，經(jīng)常需停工疏通管道，造成系統(tǒng)無法連續(xù)運(yùn)行，使脫硫廢液的處理能力下降。2.3減壓蒸發(fā)后的蒸汽損失 經(jīng)活性炭過濾后的脫硫液進(jìn)入濃縮釜，由釜內(nèi)的蒸汽盤管加熱進(jìn)行減壓蒸發(fā)。濃縮釜產(chǎn)生

6、的蒸汽進(jìn)入冷凝器冷卻，蒸汽的熱量傳遞給了制冷水，沒有返回提鹽系統(tǒng)進(jìn)行再利用，加大了系統(tǒng)的蒸汽耗量，又增加了制冷水的用量，使運(yùn)行成本升高。2.4無產(chǎn)品烘干裝置 提鹽系統(tǒng)的主產(chǎn)品是硫氰酸銨、副產(chǎn)品是硫代硫酸銨。分別由離心機(jī)和壓濾板框除去水分，沒有產(chǎn)品的烘干裝置，故水分含量較大，造成產(chǎn)品質(zhì)量降低，且增加了運(yùn)輸費(fèi)用。2.5無副產(chǎn)品分離工藝 提鹽系統(tǒng)的副產(chǎn)品硫代硫酸銨和硫酸銨的混合物，市場銷售差，導(dǎo)致副產(chǎn)品的存放和去向無法解決，產(chǎn)品庫房無法滿足這些副產(chǎn)品的存放要求。2.6設(shè)備選型落后 提鹽系統(tǒng)的設(shè)備和管道在脫硫液和氨氣的作用下極易腐蝕。在調(diào)試后期，碳鋼類的設(shè)備、管道和閥門出現(xiàn)了嚴(yán)重銹蝕，造成跑冒滴漏和設(shè)

7、備故障，檢修率增加，造成系統(tǒng)處理能力下降。另外，過濾設(shè)備如壓濾板框、三足式離心機(jī)等選型落后，操作繁瑣，需要大量的人力和時間來保證生產(chǎn)，人力成本升高，生產(chǎn)周期長，影響系統(tǒng)的處理能力。2.7操作環(huán)境惡劣 由于脫離液中含有氨水等揮發(fā)性刺激性物質(zhì)，雖然通過減壓蒸發(fā)可除去部分氨水，但是無法完全除去。因氨水易揮發(fā)，在活性炭的板框壓濾和硫代硫酸銨壓濾時，母液中的氨水揮發(fā)出來，造成環(huán)境的污染。3改造方案3.1增加前置過濾裝置 活性炭用量多的原因是大部分活性炭用于吸附硫泡沫和焦油等雜質(zhì)。因此，可增加1套物理過濾裝置，將脫硫廢液中的硫泡沫和焦油預(yù)先過濾后再進(jìn)入活性炭過濾系統(tǒng)。這樣就可減少活性炭的用量和縮短脫色時間

8、，以提高脫硫廢液的處理能力。3.2增加管道伴熱裝置 硫氰酸銨溶液的結(jié)晶溫度較低，造成了低溫環(huán)境下管道易堵塞。增加管道伴熱措施可提高管道內(nèi)母液的溫度，防止低溫結(jié)晶。另外，將水平布置的管道適當(dāng)增加下傾角度，使管道內(nèi)的母液易于流動，防止流速過慢，使結(jié)晶沉積，造成管道堵塞。3.3增加換熱器 濃縮釜減壓蒸發(fā)過程中產(chǎn)生蒸汽的熱值較高，為回收這部分熱量，可增加一套換熱器，使其與進(jìn)入濃縮釜前的脫硫廢液進(jìn)行換熱量，可大幅度減少蒸汽耗量，降低生產(chǎn)成本。3.4增加產(chǎn)品烘干裝置 離心機(jī)分離出產(chǎn)品的水分含量較高，為降低水分，提升產(chǎn)品品質(zhì)，降低運(yùn)輸費(fèi)用，可在離心機(jī)后，增加一套烘干裝置。3.5增加副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化裝置 為解決副產(chǎn)

9、品硫代硫酸銨的銷售問題，必須要對副產(chǎn)品進(jìn)行重新加工轉(zhuǎn)化。硫代硫酸銨經(jīng)空氣氧化生成硫酸銨后，即可解決其銷售難的問題。因此，可增加一套硫代硫酸銨轉(zhuǎn)化成硫酸銨的空氣氧化裝置。3.6對管道和設(shè)備進(jìn)行更新 由于脫硫廢液和氨氣會對設(shè)備和管道造成嚴(yán)重腐蝕，需將提鹽系統(tǒng)中的碳鋼類設(shè)備、管道和閥門全部更換為316L不銹鋼材質(zhì)，以延長使用壽命，降低檢修率。另外，對于操作繁瑣、勞動強(qiáng)度大的硫代硫酸銨壓濾板框，可增加粗分離用的離心機(jī)，以減少板框數(shù)量和降低工人勞動強(qiáng)度?？蓪⒘蚯杷徜@脫水用的間歇操作三足式離心機(jī)更換為自動進(jìn)料、出料的連續(xù)式離心機(jī)，以降低生產(chǎn)周期和提高處理能力。3.7增加負(fù)壓蒸氨系統(tǒng) 為了降低脫硫廢液中的氨水濃度，減少生產(chǎn)過程中揮發(fā)出的氨氣，可在脫色前，對脫硫廢液進(jìn)行負(fù)壓蒸氨。通過負(fù)壓蒸氨，使脫硫廢液中的氨含量降低至較低水平，有效避免了后續(xù)操作中氨氣的揮發(fā)，改善工作環(huán)