尾气处理装置中立式塔器设备模块化设计的应用

孙克祥 刘红军 吴爱琴

摘  要：传统的尾气处理装置模块化设计中，塔类设备多划分在模块外，导致现场施工周期长，成本高，质量可控性低，安全风险大。某工程的硫 磺回收装置尾气治理改造装置在设计过程中，将SO2吸收塔和SO2再生塔均放置在模块内，改变了尾气处理装置模块成橇率偏低的弊端，对缩短项目建设 周期、降低现场成本、减少现场安全事故、提高工程建设质量具有一定的参考价值。

关键词：模块化设计;尾气处理;塔器设备

1 前言

重庆天然气净化总厂忠县分厂硫磺回收装置尾气治理改造工程需要在 已建天然气处理厂增加一套尾气处理装置。由于现场装置占地面有限、施工 周期短，施工作业面小，立式塔器设备采用常规布置设计无法满足要求。

为了减少装置占地面积、减少现场施工工作量、降低安全风险、降 低工程费用、提高施工质量，将整个尾气处理装置进行高度集中模块化设 计。而且尾气处理装置最难成橇的设备为SO2吸收塔和SO2再生塔，   因此想 要提高模块化率则SO2吸收塔和SO2再生塔安装方式需突破普通设计观念从 而提升整个装置成橇率提升一个台阶。

2 工艺简述

尾气处理工艺采用氧化吸收工艺，将现有的2套超级克劳斯硫磺回收 装置尾气及液硫池废气通过新建尾气主燃烧炉进行高温焚烧，将尾气中的 各种形态的含硫化合物转化成SO2 ;经冷却后用具有高度选择吸收专利SO2 吸收剂进行吸收，再将再生的高浓度的SO2气体返回硫磺回收装置回收元 素硫。

从SO2吸收塔底部出来的CansolvDS富液经富胺泵增压进入贫/富胺换热 器与SO2再生塔底的CansolvDS贫液换热，  温度升至～ 95℃后进入SO2再生塔 上部，与塔内自下而上的蒸汽逆流接触进行再生，解析出SO2气体。

SO2再生塔顶部的酸性气体经酸气空冷器冷却后，再进入回流分液罐 分离出酸性冷凝水，回流分液罐顶的酸气送至硫磺回收装置。分离出的酸 性冷凝水由再生塔回流泵送至SO2再生塔顶部作回流。

3 SO2 吸收塔和 SO2 再生塔模块化设计方案

忠县尾气处理装置SO2吸收塔尺寸为DN1200mm ×12800mm， SO2再生 塔尺寸为DN500mm ×15800mm ，常规设计中塔器设备均采用裙座方式进 行安装，但是若是将裙座式塔器设备放置于模块内，则会大大降低模块内 部有效利用空间。因此为了将塔设备底部空间充分利用，本项目将SO2吸 收塔和SO2再生塔安装形式改为支耳形式安装于模块框架上。

该项目将SO2 吸收塔和SO2再生塔放置于6.2m （长） × 3.5m （宽） ×21m  （高）的框架内，  SO2吸收塔支撑在15m层框架梁上，  SO2再生塔支 撑在17.5m层框架梁上。整个模块放置于尾气处理装置西南角。由于装置 面积限制，塔器模块的楼梯间采用外挑形式进行布局。

由于SO2吸收塔和SO2再生塔模块尺寸6.2m  （长）× 3.5m  （宽）× 21m （高） 超出了項目运输线路宽高最大尺寸3.8m。因此需要将此模块按照运 输限制拆分为多个撬块。经过多个比选方案，最终将该模块拆分为5个橇 块，且拆分的橇为卧式和立式的混合形式。最下层卧式橇块SKID-1502分 别布置SO2吸收塔和SO2再生塔对应的2台热贫液泵和2台再生塔回流泵;第 二层卧式橇块SKID-1503放置SO2吸收塔和SO2再生塔配套的管阀件及仪表阀 件;第三层西侧立式橇块SKID-1504放置SO2再生塔和再生塔再沸器;第三 层东侧立式橇块SKID-1505放置SO2吸收塔;第四层卧式橇块SKID-1506放置 SO2再生塔塔顶放空阀组。为了将第三层西侧立式橇块SKID-1504和第三层 东侧立式橇块SKID-1505可以单独拆卸下来运输且不增加现场基础及立柱，  需将两个立式橇块中间增加临时运输柱。

SO2吸收塔和SO2再生塔的模橇块化设计将大量的安装、检测、调试等 工作在制造厂完成，减少了施工现场对劳动力的需求;大量的焊接工作在 制造厂完成，模块与外界连接时（管道、结构等）采用有效的机械连接代 替焊接可以减少劳动力和劳动用时。实现了现场、模块制造厂多场地同步 作业，节可有效降低恶劣天气及其他不可控因素对项目进度的影响，从而 大大降低了项目施工周期。

4 模橇块参数

整个SO2 吸收塔和SO2再生塔模块尺寸为6.2m （长） × 3.5m （宽） ×21m  （高），为了满足运输限制和减少运输成本，因此将SO2吸收塔和 SO2再生塔模块拆分为4个满足运输限制的橇块，橇块具体清单见表1。

5 结束语

塔器设备模块化设计是常规模块化设计的一次突破与创新，是常规设

计的升华[2]。如果没有设计人员的匠心专研、勇于突破和手段更新，就难 以实现成橇率质的提升。  SO2吸收塔和SO2再生塔模块化在重庆天然气净化 总厂忠县分厂硫磺回收装置尾气治理改造工程中的成功应用，为天然气处 理厂工程建设开辟了一条新航路。

参考文献：

[1]陈朝明，陈伟才，李安山，等.大型气田地面工程模块化建设模式的优点剖析[J]. 天然气与石油，2016，（2）：8-10.

[2]张春燕，朱明高，刘承昭.浅谈气田集输橇装模块化、标准化设计的优越性[J]. 天然气与石油，2009，27（6）：10-11.