半水煤气湿法脱硫工艺改造

1 存在问题

2011年，山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司平陆分公司(以下简称平陆分公司)综合氨产量75 kt/a。采用Φ2 600/Φ2 800 mm高压锥形夹套固定层造气炉制气、PDS法脱硫，半水煤气流量为30 000 m3/h(标态)，原料煤为阳泉粒度煤或阳泉块煤，其中1 kg原料煤中硫含量约为2.0 g。由于入炉的原料煤中硫含量不稳定，造成气柜出口半水煤气中H2S质量浓度有时达到3 g/m3；脱硫工段脱硫效率低，变换出口气中H2S质量浓度有时高达600 mg/m3，使经过变压吸附脱碳后气体仍含有少量H2S，进入压缩机三段进口后，造成三段进口腐蚀严重，需经常停机清理三段进口活门。经分析，清理出来的脏物主要成分为FeS。

2 脱硫工艺

2.1 脱硫工段现状

脱硫工段设计参数：液气比≥20.0 L/m3，脱硫塔喷淋密度40～60 m3/(m2·h)；脱硫液再生时间理论计算值在15～20 min，但生产实践经验数据一般为40～50 min。只要确保上述3个运行参数，脱硫工段运行比较正常。

目前，平陆分公司脱硫工段的液气比为21.5 L/m3，脱硫塔喷淋密度为40.26 m3/(m2·h)，脱硫再生时间为18.5 min。因此，其液气比、脱硫塔喷淋密度的理论值与实际值比较接近，但脱硫液再生时间偏短。

2.2 脱硫工艺改造

改造前脱硫工艺：从脱硫塔出来的碱液进入脱硫富液槽，经脱硫再生泵加压后碱液进入脱硫再生槽和变脱再生槽，再生后的碱液进入贫液槽，再经脱硫泵加压后进入脱硫塔；从脱硫再生槽和变脱再生槽出来的硫泡沫经硫泡沫机后，残液进入贫液槽。

此次改造后，脱硫工艺残液经泵送至造气循环水系统，

3 改造后效果

经过改造后，入炉煤种不变，半水煤气中的H2S和其他硫化物含量未发生变化，前、后各工段工况明显好转：①进脱硫塔的半水煤气中H2S质量浓度从原来的2.5～3.1 kg/m3下降至1.5～2.1 kg/m3；②需清理压缩机三段进口活门脏物次数明显减少(三段进口气体中H2S几乎未检测出)；③生产系统更加稳定；④彻底消除了甲醇催化剂因H2S而发生慢性中毒现象。

4 结语

目前，造气循环水的主要工艺参数为：氧气在水中的溶解度为0.031，造气循环水碱度为2.3～3.0 g/L，造气循环水循环一次时间为1 h左右。综上所述，半水煤气中部分H2S在造气洗气塔中被造气循环水脱除，造气循环水中的S2-在长达1 h 的循环中被溶解在造气循环水中的氧气氧化成单质硫，最后单质硫沉淀在造气循环水的沉淀池中。改造后，进入脱硫塔半水煤气中的H2S含量明显降低，清理压缩机三段进口活门的脏物次数明显减少，生产更趋稳定，联醇工段的催化剂使用寿命延长。