硫化氢制酸应用中的技术要点(1)

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1、李国鹏硫化氢制酸应用中的技术要点 6 7 硫化氢制酸应用中的技术要点 李国鹏 ( 云天化国际富瑞分公司，云南昆明) 硫化氢气体主要来源于煤化工、石油化工等 工艺过程，处理方法主要有吸收法、氧化法等。硫 化氢气体可以用超级克劳斯工艺转化处理成硫 磺，也可以直接燃烧成二氧化硫气体，少量时可用 简单的碱洗方法处理，视其数量和质量而定。硫 化氢气体处理装置的稳定、安全对环境保护和节 能减排有着重要意义。本文以云天化国际富瑞分 公司硫化氢制酸装置为例，重点讨论以煤气化合 成氨过程硫化氢气体的处理方法和控制要点。这 是国内第一套建成并运行的此类硫化氢处理装 置，2 0 0 8 年6 月2 7 日化工投料，

2、至今运行正常。 1硫化氢气体流量及组分 硫化氢年供给量1 0 5 8 1 0 4t ( 折1 0 0 H ：s ) ，主要来自云南天安化工有限公司5 0 0k L a 合成氨装置：( 1 ) 低温甲醇洗单元再生气，( 2 ) 煤 气化气提气，( 3 ) 变换闪蒸气。减压后通过管道 送至合成氨装置内的缓冲罐，硫化氢气体分液罐 的压力为1 8k P a 。三种硫化氢气体的主要参数及 组成如表l 所示。 袁l天安化工有限公司硫化氢主要参数及组成 2 硫化氢制酸工艺原理 硫化氢制酸工艺原理为：含有H ：S 的酸性气 在硫化氢焚烧炉内与空气混合焚烧，产生含S O ：过 程气，酸性气中的硫化氢完全燃烧成二

3、氧化硫，经 洗涤净化、干燥后，送人富瑞分公司原3 0 0k L a 硫磺制酸装置生产硫酸。硫化氢焚烧炉内的主要 化学反应为硫化氢的燃烧： 2 H 2 S + 3 0 2 = 2 S 0 2 + 2 H 2 0 + 1 2 4k c a L m o l 反应放出的热量大部分被废热锅炉回收。 除上述主要反应外，酸性气中的烃类杂质燃 烧生成C O ：和水，氨在高温下氧化生成氮和水。 另外焚烧炉中还可能发生生成单质硫或三氧化硫 的反应，这将增加硫的损失，但在正常操作条件下 这些副反应都能得到控制。 3 设计考虑要点 3 1 工艺流程 置 工艺设计上注意： a 开车长明火的考虑( 硫磺、柴油) ； b

4、停车时吹扫管线的设计； c 硫化氢气体中水分的处理、硫化氢气体压 力的考虑； d 物料平衡混合气组成：8 9 8 2k m o L h ， 2 0 1 1 9 4 m 3 h 。硫化氢2 5k m 0 L h ，按2 4 1 空气过 6 8 第2 9 届全国硫酸工业技术交流会论文集 剩系数计算，硫化氢气体燃烧后妒( s O ：) 5 1 2 ， 流量4 3 1 3 7k m o L h 。 e 水平衡，主要考虑急冷塔绝热蒸发的量来 平衡，通过控制酸浓不宜超出8 ，实践中每班进 行一次置换； 主要控制指标为干燥酸浓度、稀酸浓度、 急冷塔出口气温、锅炉压力。 3 2 系统压力 负压点的设计，考虑3

5、 0 0k a 硫酸装置风机 压头，压力零点在间冷器与急冷塔的中间管道。 电雾前系统设置水封，防止过压损坏玻璃钢管道、 设备。 3 3 热量平衡 第一要掌握维持燃烧炉温度的方法，在硫化 氢燃烧的热量不能维持焚烧炉温度时，要增加热 量，主要是靠掺烧柴油或硫磺来保证；第二要在急 冷塔上部增加应急水，防止稀酸泵故障烧坏玻璃 钢设备；第三当硫化氢气体流量出现波动时，缓冲 罐应起到重要作用。 3 4 设备选型 注意玻璃钢设备、管线的保护，从气体组分， 主要是酸性气体和热量平衡来考虑。 风机的能力、密闭性能，主要是s O ：风机壳体 的密封要好，压头要超出硫磺制酸装置的风机压 头。考虑选择两级电除雾，以增

6、加除雾效率。干 燥塔设计要从干燥酸的酸浓选择、阳极保护等方 面考虑。 4 生产控制考虑要点 4 1 水平衡 循环水：主要是间冷器的问接换热。由于此 设备列管属铅制，循环水的控制相当重要。急冷 塔：主要控制稀酸浓度和液位定期进行置换，其目 的是为了保证绝热蒸发的效果及循环酸的酸浓。 4 2 负压 间冷器人孔的作用。开车时，由于先并人 S O ：风机与3 0k L a 硫酸装置的空气，操作过程中 应先保证并气的成功。此时前系统的鼓风机还没 有运行，保证焚烧炉温度至关重要，因此需要打开 间冷器入孔，增加负压。 电除雾器应不定期冲洗，否则压力升高后会 冲开水封，导致电除雾器短路，无法保证小于1 0 m

7、 g m 3 的酸雾指标。 4 3 锅炉压力 锅炉压力等级设计成6 0M P a 是基于硫化氢 燃烧产生的水分比硫磺燃烧多，为了防止露点腐 蚀，提高锅炉压力等级。 4 4 酸浓控制目的 干燥酸浓控制在埘( H ：S O 。) 9 3 ，主要原因 是减少S O ：在循环酸中的溶解，流程已经决定了 酸浓的控制。 4 5 并气操作 在硫磺制酸装置主风机上增加空气循环管， 用阀门操作来实现并气的目的，并气成功后关闭 循环阀。同时要操作好净化系统补充空气阀的开 度，防止s o ：风机喘振，损坏设备。 5 结论及改进措施 5 1 避免产生升华硫。由于硫化氢气体燃烧可 能会产生单质硫，如果空气过量系数和温度

8、控制 不好。会造成大量升华硫，堵塞电除雾器，使系统 发生事故。 5 2 系统控制主要由联锁来实现，要考虑合成氨 装置故障、硫化氢装置故障、3 0 0k L a 硫酸装置故 障的联动性；系统跳车要保证设备安全，要考虑环 境保护等问题。 5 3 要考虑对硫磺制酸的影响。由于硫化氢装 置送来的气体温度低，妒( S O ：) 只有5 1 2 ，进入 3 0 0k L a 硫酸装置后会使原来的产能下降7 左 右，这基于硫磺制酸装置风机能力有限的情况下。 5 4 装置应选用可靠可调控制阀，重要的是气相 管道上的阀门，从鼓风机风量调节阀到3 0 0k a 硫酸装置焚硫炉前的并气阀门。 5 5 风机的选型及试车。重要的是要考虑S O ： 风机的压头、风量适合硫磺制酸装置的风机压头。 试车中一定注意风机的喘振区域。 5 6 两台S O ：风机的在线切换。硫化氢装置实 现s O ：风机运行时切换，以保证装置长周期运行， 目前还没有更好的方法，这一功能还不能实 现。