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從三個典型的實例闡述新型複合傳質技術在加壓脫硫的應用效果
作者:王長寶 發布人:admin 來源:東獅脫硫技術協作網 發布時間:2017-06-30 瀏覽次數:3221

1新型複合傳質技術開發背景

新型複合傳質技術是長春東獅科貿實業有限公司於2015年研發並推廣的實用於加壓脫硫塔的高效傳質技術,其技術核心采用我們公司的專利技術改進型QYD高效傳質內件和組合反應技術。此技術開發的目的是徹底解決加壓原料氣中高含量的硫化氫和二氧化碳的脫硫問題。

我們知道,隨著化工企業原料氣中H2SCO2含量的大幅度增高(H2S高達4g/l左右,CO2高達43%左右),這樣就給濕法脫硫塔的選型及H2S的脫除帶來了不小難度。選用行業內較成熟的填料塔固然可行,但因原料氣中H2SCO2含量較高,極易產生塔堵。而且由於原料氣中較高含量CO2的存在,堿液在吸收H2S的同時,就不可避免的吸收了CO2而生成了大量的NaHCO3,使脫硫液中有效成份Na2CO3的組份大幅度下降,勢必會造成堿和脫硫催化劑的消耗上升。所以選擇一種既不堵塔又能減少化工物料消耗的脫硫塔型就成為這個工藝的核心。為了徹底解決較高含量的硫化氫和二氧化碳的加壓原料氣脫硫問題,我們公司在脫硫塔的設計上采用了新型複合傳質技術,即把QYD內件傳質技術與組合反應技術或填料段有機的融合在一起。該技術在化工企業推廣應用後,取得了令人滿意的效果。

2新型複合傳質技術工作原理及結構形式

2.1工作原理

新型複合式傳質脫硫塔的工作原理是,首先原料氣在塔下部同組合反應器進行預脫硫(脫硫效率達30-50%),再經過二到三層的QYD傳質內件進行二次脫硫後,達到出口硫化氫指標要求。若原料氣中硫化氫含量較高(在≥500mg/Nm3,而且有的廠家已達3500mg/Nm3以上),我們將根據其工藝狀況,再設置一定高度的填料段來作為最後把關,保證脫硫後的硫化氫含量達到工藝指標要求。

2.2新型複合脫硫塔的結構形式

新型複合傳質脫硫塔結構形式主要是依據客戶所提供的工藝參數,因地製宜地進行新塔設計或者舊塔改造。新型複合傳質脫硫塔的結構形式主要有以下幾種:組合反應器+QYD內件,QYD內件+填料段,組合反應器+QYD內件+填料段等,而QYD內件的層數和填料段高度是根據原料氣中的硫化氫和二氧化碳含量高低來確定的。

3新型複合傳質脫硫塔技術特點

較填料塔相比,占地麵積小,投資小,可減少30-50%的設備投資。

用於新塔設計時,塔的高度要比填料塔低10m左右;用於舊塔改造時,改造工期短,見效快。

溶液循環量小,脫硫效率高。而且氣液接觸時間較短,大大減輕了原料中CO2對脫硫係統所產生的影響。

內件安裝簡便,操作彈性大,不堵塔。

4新型複合傳質脫硫塔工業化應用

4.1應用實例1:在山東某化工公司舊塔改造的應用

變脫係統基本情況:變換氣總流量100000Nm3/h,操作壓力2.0MPa。兩台並聯的Φ2600變脫塔運行,變換氣H2S≤800mg/Nm3,要求變脫後H2S≤20mg/Nm3。我們經工藝計算,兩台Φ2600變脫塔單塔空速較高,屬超負荷下運行。不僅變換氣硫化氫含量較高(正常在600-800mg/Nm3),而且CO2含量也較高(30 %左右)。故我們在其改造設計上,采用了新型複合傳質脫硫技術。即在變脫塔的上部設置了一段

4.2應用實例2:在湖北某化工公司的新塔設計中的應用

變脫係統基本情況變換氣流量14.5Nm3/h,操作壓力2.0MPa。變脫係統兩台變脫塔A塔和B塔並聯運行,兩塔均為填料塔,直徑均為4.0,高34。三台450Nm3/h的脫硫泵,兩開一備。新增一台直徑為3.0,高度在27的變脫塔C,該塔采用新型複合傳質脫硫塔。塔內上部采用一段5高的填料,下部采用三層改進型QYD傳質內件。C塔設計氣量為5.8Nm3/h,變換氣H2S含量150-200mg/Nm3,出口H2S≤20mg/Nm3。係統新增C變脫塔的目的是甩掉A塔或B塔便於檢修,即C塔同A塔或B塔並聯運行來滿足生產要求。C變脫塔結構如下圖。

變脫開車運行情況:通過近一周的運行情況來看,在生產滿負荷14.5Nm3/h的狀況下,C塔進口硫化氫在150mg/Nm3時,出口硫化氫穩定在3mg/Nm3B14-20mg/Nm3波動;C塔循環量205m3/h左右,B塔循環量395Nm3/h左右。通過以上數據對比不難看出,C塔脫硫效率明顯優於B塔。且C塔循環量僅205m3/h左右就能滿足生產要求,而B塔循環量卻在395m3/h左右。故C塔節電效果亦優於B塔。


應用實例3:在浙江某化工公司新塔設計的應用

主要工藝參數如下:變換氣流量22000Nm3/h,變換氣壓力1.10MPa,變換氣中H2S≤3500mg/Nm3CO2含量43%,要求變脫後H2S≤20mg/Nm3。因其變換氣中H2S含量高達3500mg/Nm3,而且CO2含量43%較高。因此我們公司在其變脫塔的設計上,采用了噴淋空塔串聯新型複合傳質技術脫硫工藝,即一台∮2800的噴淋空塔串聯一台∮2800的新型複合傳質脫硫塔。其中新型複合傳質脫硫塔的結構形式為,塔上部設置三段5000mm的散裝填料,塔中部設置了三層QYD傳質高效內件。

新變脫塔運行情況:今年十一月中旬開車,經調試完全達到了設計要求。變換氣流16000-22000Nm3/h,變換氣壓力1.10MPa,變換氣中H2S3500mg/Nm3左右,最高達4300mg/Nm3變脫後H2S9-17mg/Nm3,溶液循環量為350Nm3/h。由於新上的280Nm3/h的脫硫泵暫不具備運行條件,2800的噴淋空塔尚未投入運行

5結束語

新型複合傳質技術的研發成功,從根本上解決了加壓脫硫塔令人頭疼的堵塔難題。而且改造時間短,投資小,脫硫效率明顯提高,節能效果顯著。東獅公司始終根據用戶反饋來的信息,在不斷地改進、優化、拓展QYD傳質內件技術,使其發揮最佳的應用效果。新型複合傳質技術必將為各化工企業帶來更好的經濟效益!


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