低压力降新型填料在焦炉煤气PDS 脱硫塔的应用

李应海，邸志涛，马成香

（攀钢钒炼铁厂，四川 攀枝花 617022）

随着国家及地方政府环保要求日益提高，焦化行业生产超低排放已作为环保治理的重点工作，因此焦炉煤气一个重要的质量指标是H2S 含量，现有的焦化企业的焦炉煤气一般都要进行脱硫工艺技术改造。国内焦化企业出厂煤气含H2S一般要求20mg/m3以下，普遍采用碱法湿法催化氧化脱硫（钴系催化+烤胶，简称PDS）工艺，脱硫塔一般有1-3 台不等，采用一塔或多塔串联（多级）脱硫主要是根据企业的允许的阻力降的情况而确定。对煤气鼓风机的能力提升有限的焦炉煤气脱硫升级改造，脱硫塔的压力损失低显得尤为重要。

1 脱硫生产状况

攀钢原有焦炉煤气脱硫为AS 工艺，脱硫塔阻力约800Pa,为了降低出厂煤气H2S 含量，需要采用碱法湿法催化氧化脱硫工艺进行改造，但由于现有煤气鼓风机的压力提升有限，因此要求脱硫改造后系统阻力不能超过800Pa 以确保煤气输送顺畅。为此采用碳酸钠脱硫催化氧化再生技术，其工艺流程见图1

2 脱硫塔及填料的选择

2.1 脱硫塔

一般情况下脱硫塔台数越多脱硫系统阻力越高，因此从控制阻力分析，采用了一台脱硫塔脱硫。

图1 碳酸钠脱硫催化氧化工艺流程图

2.2 填料选择

填料的种类很多[1]，大致可分为实体填料和网体填料两大类。实体填料包括环形填料、鞍形填料、栅板填料、波纹填料等由陶瓷、金属和塑料等材质制成的填料。网体填料主要是由金属丝网制成的各种填料，它们的用途特性各异。

2.2.1 轻瓷波栅填料

国内焦炉煤气脱硫塔采用的填料一般选用轻瓷波栅填料[2]，规格为190×190，填料总体积为479m3。由于轻瓷波栅填料具有耐腐蚀、制造加工简单等优点被广泛应用，但其缺点是压力降较大，一般在60～80 Pa/m，另外轻瓷波栅填料的单位质量较高，塔的支承负荷大。

2.2.2 拉西环填料

拉西环填料于1914 年由拉西发明，其为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，气体通量小，目前工业上应用，通常用陶瓷或金属片做成，其高度与直径相等，常用的尺寸为25mm～75mm（亦有小至6mm，大至150mm 的）。陶瓷壁厚为2.5mm～9.5mm，金属环为0.8mm～1.6mm。

2.2.3 鲍尔环填料

鲍尔环是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右,鲍尔环是一种应用较广的填料。

2.2.4 新型三菱连重环

新型三菱连重环填料是用聚丙烯塑料制作，规格为240×100×2，具有耐腐蚀、制造加工简单、孔隙率高、堆积密度小、阻力降小等优点。

2.2.5 各种填料特性比较

图2 三菱连重环结构图

从表1 的技术参数分析，三菱连重环填料的比表面积、孔隙率、阻力降都较好。

3 低压力降新型填料在焦炉煤气PDS 脱硫塔的实际应用

焦炉煤气处理量90000m3/h，脱硫塔直径Ф8400mm，高H=43.4m，其中三菱连重环填料总高16.5m，分三段安装。三菱连重环填料为规整填料，其安装平面图见图3，其下一层为错层安装，角度为45°。

脱硫塔于2018 年10 月投产以来，在富液再生、贫液脱盐、脱硫温度＜35℃等参数正常的条件下，脱硫效率达到要求,脱硫塔阻力在450～600Pa，2019 年3 月对脱硫塔进行停产检查，三菱连重环填料没有硫膏堵塞现象。

表1 填料特性参数

图3 三菱连重环填料安装平面图

4 结论

新型三菱连重环填料作为焦炉煤气脱硫塔的填料，与普遍采用的比表面积相当的轻瓷波栅填料、拉西环填料、鲍尔环填料等填料相比，具有单位阻力低的特点，满足焦炉煤气脱硫效率要求。