1 改造背景及技術來源

廣西柳州化工股份有限公司是集化肥、化工、建材等為一體的國家大型一檔企業，主要產品有合成氨、濃硝酸、硝酸銨、尿素、甲醇、甲醛、純堿、氯化銨等，其中合成氨年生產能力達60萬噸。公司自從將造氣改造成富氧制氣后，半水煤氣中H₂S含量提高較多（最高達7g/Nm³）。為滿足生產工藝的要求，需要重新上一套預脫硫系統與現有半水煤氣脫硫塔進行串級脫硫。由于現有風機出壓的制約，風機出口至半脫塔出口阻力降必須≤300mm水柱。為此，公司經過多次討論，決定利用自身的技術經驗，對脫硫系統進行改造，并新增1^#預脫硫系統（預脫塔采用長春東獅公司的空塔霧化噴淋技術），具體由分廠負責實施。

2 改造前的狀況

2．1改造前流程示意圖

2．2改造前運行狀況

見下表：2010年1~6月份有關數據（富氧氣化開車而1^#預脫硫系統未開車）

在2010年1月～6月生產運行當中，1^#半脫塔因壓差高停車清理2次，2^#半脫塔因壓差高停車清理2次，3^#半脫塔因壓差高停車清理2次。

由以上看出，（1）富氧氣化開啟后，半水煤氣中CO₂含量升高（最高達20%），導致脫硫溶液中NaHCO₃含量上升，Na₂CO₃含量下降，脫硫效率低；（2）脫硫塔阻力問題造成各塔過氣量不平衡。這些因素造成脫硫系統的生產負荷過重，半脫出口H₂S較高，嚴重威脅著后工序生產的安全運行，且半脫塔壓差波動較大，堵塔清塔頻繁，嚴重制約著高負荷生產的長周期安全穩定運行，阻礙著生產能力的進一步提高，因此必須盡快將1^#預脫硫系統投用運行。

3 改造方案的確定及實施

3．1主要方案

我分廠經過詳細的理論計算，實地考察，認真討論之后，向公司匯報決定利用公司現有的條件，根據自身的技術、經驗對脫硫系統進行改造，新增1^#預脫硫系統。改造的原則是：在不影響生產正常運行的情況下改造，利用短停和大修機會碰頭。具體改造如下：

（1）、引進長春東獅科貿實業有限公司的空塔霧化噴淋技術設計預脫硫塔（Ф7000，H=34102）采用空塔霧化噴淋技術并與現有半水煤氣脫硫塔進行串級脫硫，有效的降低了生產系統的阻力降（預脫硫塔阻力≤50mm水柱）；

（2）、增設兩個預脫富液槽

（Ф7000 H=7000）；

（3）、增設一個預脫再生槽

（Ф10000/Ф10800/Ф11600）

（4）、增設一個預脫貧液槽

（Ф8000 H=7000）

（5）、增設三臺脫硫泵供1^#預脫硫塔用，保證脫硫泵能兩開一備。

（6）、增設三臺再生泵供預脫再生槽用，保證再生泵能兩開一備。

（7）、D110崗位風機出口總管配兩路(Ф1020×10)煤氣管線匯入1^#預脫塔煤氣進口總管（Ф2020×10）；D300崗位風機出口總管配一條 (Ф1620×10)煤氣管線匯入1^#預脫塔煤氣進口總管（Ф2020×10）。

注：1^#預脫硫系統所有的工藝配管均由分廠負責設計

3．4 改造擴建的創新點

（1）、1^#預脫硫塔設計為空塔霧化噴淋并與現有半水煤氣脫硫塔進行串級脫硫，有效的降低了生產系統的阻力降（預脫硫塔阻力≤50mm水柱）；且1^#預脫硫塔（Ф7000）單塔設計處理半水煤氣量為108000Nm³/h，進口H₂S含量≤7g/Nm³，處理能力居國內栲膠脫硫前列。

（2）、針對煤氣管線進行改造，在預脫硫塔煤氣進、出口總管上增設了煤氣副線，若預脫硫塔有問題需檢修，則使煤氣走副線正常供12機滿生產負荷運行。

（3）、1^#預脫系統投用后，三個半脫塔的過氣量不平衡的問題可以得到有效的控制（預脫塔氣體出口至三個半脫塔的煤氣進口均裝有碟閥，用來調節氣量）。

（4）、預脫再生槽（Ф10000/Ф10800/Ф11600）采用刀型閥進行硫泡沫溢流調節，與傳統的硫泡沫溢流調節器相比具有占地小、操作彈性大等優點。

4 改造后的運行情況

1^#預脫硫系統的改造工作于2010年3月中旬全部完成，并且一次開車成功但因生產負荷及H₂S低的原因，暫不開車運行，直至2010年7月才正常投用運行。

改造后2010年7～12月份有關數據見表三和表四

在2010年7～12月生產運行當中，7～9月因壓差波動1^#半脫塔清塔兩次，3^#半脫塔清塔一次；10～12月三個半脫塔運行平穩，未清過塔。

5 1^#預脫系統投用前后的比較

    根據以上1^#預脫系統投用前后脫硫系統運行狀況的數據統計可看出，1^#預脫系統投用后，半脫溶液組份能明顯的降低，脫硫效率明顯提高，半脫塔出口的H₂S含量均能控制在指標內，減輕了對后工序的生產和設備影響，穩定了半脫系統的壓差。在改造投用后的7～9月份由于分廠系統溶液管理存在一些問題，故半脫塔壓差波動還稍大，在10～12月份經過分廠加強系統溶液管理之后，脫硫塔壓差一直都很穩定。至此可說明經過改造和加強管理之后，半脫塔壓差已能穩定下來，延長了半脫塔的生產使用周期。

目前的問題主要是：（1）、原料煤的質量差（煤焦油）以及型煤粘結劑對脫硫系統的影響很大。（2）、預脫硫系統開車投用以來由于煤氣氣質以及熔硫清液的影響（熔硫殘液只回預脫系統），造成預脫再生系統運行不正常，一方面溶液發泡嚴重循環量加不上，嚴重影響預脫的脫硫效率（如果循環量達到預期的設計值，則預脫的效率還要高）；另一方面由于再生泡沫不正常，預脫系統脫除的硫難拉出系統，造成預脫溶液再生效率不好惡性循環。

針對存在問題分廠準備采取的改進措施是：（1）、做好對煤氣氣質的監控工作，減輕煤氣氣質差對脫硫系統的影響。（2）、對預脫系統進行工藝調優，計劃新增硫泡沫過濾裝置以及向系統添加“888”脫硫劑進行試驗，解決預脫再生系統存在的難題。

6 經濟效益、社會效益分析報告

6．1 直接經濟效益

1^#預脫系統投用后，有效地減少了半脫塔的清塔次數以及因H₂S含量高減負荷生產的情況，以每次清塔影響產值150萬元計算（2010年7~12月，相對上半年減少清塔次數3次）：

經濟效益=150萬元×3=450萬元

6．2 間接經濟效益

（1）、1^#預脫系統投用后，脫硫系統生產能力得到了提高，為公司2010年順利完成50萬噸合成氨的生產任務作出了貢獻。

（2）、1^#預脫系統投用后，半脫塔出口H₂S均能控制在指標內，平均在 70mg/Nm³，減輕對后工序工藝生產和設備運行的影響，保證了高負荷生產的長周期安全穩定運行。

（3）、1^#預脫系統投用和加強管理之后，半脫塔壓差已能穩定下來，延長了半脫塔的生產使用周期，且減少了因停車清塔而造成的產量損失和檢修費用增高。

（4）、由于半脫塔壓差能穩定下來，清塔次數減少，則相應減少了污染排放，對公司的環保工作起到促進作用。

7 結語

在常壓脫硫系統中，采用長春東獅科貿實業有限公司的空塔霧化噴淋技術，不失為脫硫行業一個有益的探索和嘗試。對于使用高硫煤的企業，在首級脫硫中采用空塔霧化噴淋技術，既具有較高的脫硫效率，又起到降溫除塵的效果，同時減輕了半脫系統的負荷，有效的防止了堵塔。該技術在脫硫中運用，充分顯示了其節能、環保、防堵塔技術特性，其意義十分重大。