WSA硫回收运行中常见问题分析及处理措施

陈燕忠 张红兵 史开琴 陈 厅 李嘉龙

(黔西县黔希煤化工投资有限责任公司，贵州毕节，551500)

黔希煤化工WSA硫回收装置用于处理合成气中脱出的H2S，属于环保装置，其二氧化硫转化率达99.3%，气体中约99.3%硫得到回收。可处理浓度为2%—60%的酸性气，尾气排放二氧化硫含量小于400mg/m3,不需要增加尾气吸收装置，达到了GB31573-2015《无机化学工艺污染物排放标准》排放要求。

1 WSA硫回收装置工艺流程简介

硫回收工艺流程是将气化装置来的酸性气、净化装置变换工段来的酸性气和低温甲醇洗工段来的酸性气作为原料，在焚烧炉过氧燃烧生成SO2工艺气，工艺气进入SO2转化器转化成SO3，在WSA冷凝器的垂直玻璃管内，气态的硫酸被空气冷凝，生产出浓度为98%的成品硫酸，同时副产429℃、4.2MPa(g)过热蒸汽。

2 硫回收稳定运行中常见问题及措施

2.1 负荷高低对装置的影响

2.1.1 系统负荷低时转化炉床层温度高

2.1.1.1 原因

在系统负荷低时，为保证炉膛温度、产品酸浓度，系统会尽量减少燃烧空气用量同时减少燃料气投用量，此时副产蒸汽量小同时转化炉空速小，转化炉床层热量不能及时带走，出现转化炉温度较高。

2.1.1.2 处理措施

(1)在能保证转化炉入口温度的条件下尽量让工艺气走焚烧炉出口换热器主路，适当关小汽包排污，同时可稍降汽包压力，使汽包产相对较多蒸汽，让蒸汽将转化炉床层热量带走。(2)若酸产量太过低则投用燃料气，加大助燃空气用量，以保证炉膛温度、保证转化炉空速，使转化炉各床层温度保持在设计范围。(3)气化适当掺烧高硫煤，以提高硫回收负荷，同时避免长时间低负荷掺烧燃料气使酸浓度降低，加快工艺设备和管道的腐蚀。

2.1.2 系统负荷高时焚烧炉炉膛、转化炉床层温度、副产蒸汽温度过高

2.1.2.1 原因

(1)系统硫含量高，焚烧炉内的燃烧热多、热风机满负荷风量仍不能满足系统需要，导致炉膛温度不能及时带走造成焚烧炉炉膛温度过高。(2)焚烧炉出口换热器换热能力有限，转化炉入口温度过高床层反应剧烈；风量不能继续加大空速不匹配、床层温度不能及时带走；副产蒸汽温度也很高给床层降温效果相对变差，导致转化炉床层超温。(3)系统负荷高，系统整体温度高，降温锅炉水阀全开，加入冷却水量不满足工况，副产中压蒸汽温度过高。

2.1.2.2 处理措施

(1)确认MF/甲醇停用、燃料气停用，并将现场界区手阀关闭。(2)降低助燃空气温度使其进入焚烧炉温度降低。(3)增大冷、热风机负荷，当风机负荷加得比较大不能再往上加时，可以投用MF/甲醇管道上的仪表风来增加炉膛流速和转化炉空速来带走热量。(4)降低汽包压力，让汽包产出更多蒸汽带走转化炉床层热量，同时增大蒸汽管道上降温锅炉水与蒸汽的压差补入更多锅炉水为副产蒸汽降温。(5)可以适当减少汽包排污，让汽包更多产蒸汽来带走床层热量。(6)气化适当掺烧低硫煤，避免系统超负荷运行。

2.2 运行过程中玻璃管易损坏

2.2.1 原因

玻璃管冷凝器两侧压差控制阀为手动控制，当热风机跳机时，玻璃管两侧压差容易高，使玻璃管损坏。

2.2.2 处理措施

当热风机跳机时，应及时开大压差控制阀，同时应增加热风机跳车联锁压差控制阀自动打开和冷风机自动降频运行。

2.3 排放尾气酸雾超标

2.3.1 原因

(1)X2391(硅油气化装置)用的燃料气为深冷分离的甲烷，且从甲烷压力控制阀后导淋引管，其燃料气量易受到管网压力波动影响，造成X2391温度过低或过高，引起酸雾超标。(2)在系统开停时波动较大,X2391温度波动大，酸雾易超标。(3)转化炉床层温度达260℃、转化炉出口达200℃时，X2391未正常投用。(4)玻璃管损坏，冷空气将酸雾吹出。

2.3.2 处理措施

(1)生产中，控制燃料气管网压力的岗位发现燃料气压力波动要及时告诉硫回收岗位，同时深冷岗位在调节外送甲烷时要及时和硫回收岗位沟通且避免大幅度调节。(2)酸雾控制器为一开一备，若A运行但其温度不在指标范围而B温度在指标范围，可将A切换到B运行，岗位及时调整A温度。(3)停车时将燃料气管道引管改到深冷甲烷压力控制阀前导淋来减小燃料气管网压力波动的影响，使X2391工况平稳。(4)控制好酸雾控制器温度和及时调整酸雾控制器硅油加入量，并严格遵守开车时转化炉床层在260℃，转化炉出口温度在200℃前正常投用酸雾控制器；停车时转化炉床层低于260℃、其出口温度低于200℃再停酸雾控制器。(5)控制好酸冷凝温度，避免温度过高，硫酸冷凝效果差。(6)若出现玻璃管破，则在满足生产条件下，适当提高玻璃管两侧压差，减少酸侧往风侧漏。

2.4 设备管道易腐蚀发生泄漏

2.4.1 原因

(1)由于硫酸对工艺设备管道具有腐蚀性，正常运行期间，转化炉出口温度偏低，有液态硫酸造成设备腐蚀。(2)在开停车过程中，由于投用燃料气，使硫酸浓度降低，加剧设备腐蚀。(3)停车时未彻底扫硫，系统温度降低后酸冷凝在设备上，腐蚀设备。(4)氮氧化物生成，生成稀硝酸，腐蚀设备管道。

2.4.2 处理措施

(1)控制好转化炉出口温度，避免液态硫酸生成腐蚀管道，烟囱酸雾控制合格避免腐蚀烟囱。(2)开停车过程中，严格按照操作要求，尽量缩短开、停时间，避免长时间燃烧燃料气而使酸浓度降太低。(3)长期停车严格执行扫硫程序。(4)生产中尽量提高硫酸浓度和降低硫酸温度，并将焚烧炉温度控制在1000℃左右，降低氮氧化物生成，这样就可以降低酸对管道的腐蚀。

2.5 MF管道易超压

2.5.1 原因

MF是根据乙二醇工况定期投用，而MF中亚硝酸甲酯在3.5%左右，其沸点-12℃，再加上其停用时净化和乙二醇的阀门均关闭，随着环境温度升高，气化的亚硝酸甲酯引起管道超压。

2.5.2 处理措施

(1)将管道压力设置0.5MPa压力高报警，当压力出现高报时，岗位人员进行报警确认，及时将进焚烧炉阀门打开，将压力卸掉。(2)在乙二醇关闭阀门后，进焚烧炉阀门常开或进焚烧炉阀门关闭而乙二醇外送阀门常开。 (3)增设23PI0202压力高联锁开23XV4011，将管道压力卸到焚烧炉。

3 结语

通过对黔希化工WSA硫回收装置运行过程中出现问题的总结分析，发现负荷高低对装置的影响、运行过程中玻璃管易损坏和排放尾气酸雾超标等问题，有针对性地提出防范措施，并取得以下成效：(1)可以实现系统负荷低至20%左右运行时，转化炉床层温度在控制要求范围内。(2)系统负荷在130%左右时，焚烧炉、转化炉和副产中压蒸汽温度在控制要求范围内。(3)通过适当提高玻璃管两侧压差，有3根玻璃管损坏时，负荷不大于95%的情况下，酸雾指标仍合格。