半水煤气脱硫系统硫堵浅析41386

1、半水煤气脱硫系统硫堵浅析1.概述：近年来无烟煤供应紧张，使用高硫煤的厂家较多，半水煤气中硫化氢也不断升高，硫化氢含量高（一般0.510g/Nm3），若采用干法脱硫，脱硫剂硫容低，使用寿命短，脱硫剂的使用空速均要求较低，一般在300700h-1，最大不超过1000h-1，半水煤气脱硫需用的设备多、投资大、占地面积多，更换脱硫剂的劳动强度和费用大，部分脱硫剂对地下水质污染严重，对于能再生的脱硫剂其成本居高不下，因此干法脱硫一般只适用于进口硫化氢120mg/Nm3的脱硫，因此干法脱硫不是变换气脱硫的最佳方法。而脱硫通过优良的脱硫塔内件和优质的、高硫容的脱硫液，既能减少系统循环量节约电耗，又能通过大气

2、量、高硫化氢的气体，无堵塔、低阻力、长周期运行、降低成本的良好效果。但是在半水煤气湿法脱除硫化氢中，由于种种原因仍有一些企业或重或轻地发生硫堵，尤为严重者 停车处理，严重地影响企业生产的正常运行和经济效益的提高。分析其硫堵的常见现象一般有脱硫塔堵、清洗塔堵和再生塔堵及其它因素引起的堵塞；探讨其发生的原因一般有设备存在问题、脱硫剂质量、生产操作管理因素和工艺技术等原因；为防止脱硫系统堵塞，现对影响因素及有关措施进行技术分析探讨，以达到引玉之目的。2. 半水煤气脱硫的一般工艺流程：2.1工艺流程：由煤气橱出来的半水煤气经洗气塔降低、除尘后，进入静电除尘器进一步去除煤焦油等杂质，再经风机提压后送入脱

3、硫塔底部气体分布器分布后，气体自下而上和脱硫液逆流接触，经填料吸收硫化氢后从塔顶出来进入脱硫洗涤塔下部，气体自下而上和脱硫洗涤液逆流接触，除去气体中的少量夹带物后进入压缩机一段入口。 从贫液槽出来的脱硫液经贫液泵加压后，送入脱硫塔上部，从上而下和气体逆流接触，在塔底部缓冲后经富液泵加压后送入脱硫再生塔喷射器，在喷射过程中和喷射器带入的空气中的氧分别在喉管和扩散管中反应脱硫液大部份进行再生，并从喷射器底部出来，脱硫液依靠压力的变化，从塔底部自下而上继续和空气中的氧反应进行再生，2.2脱硫工序的一般设备结构情况：2.2.1一般脱硫塔的结构：3.脱硫塔引起的堵塞原因：3.1对脱硫的基础认识：3.2.

4、1.脱硫的主要反应过程如下：3.2.1.1.吸收Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS3.1.1.2.析硫（硫氢化钠与偏钒酸钠反应生产焦钒酸钠，并析出单质硫）2NaHS + 4NaVO3 + H2O = NaV4O9 + 4NaOH + 2S3.2.1.3.氧化NaV4O9+ 2TQ + 2 NaOH+H2O=4 NaVO3+THQ （醌态栲胶） （酚态栲胶）NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O3.2.1.4.再生2 THQ+1/2O2=2TQ+H2O3.1.1.5.副反应2NaHS+2O2=NaS2O3 +H2ONa2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3Na2CO3+HCN=

5、NaCHS2NaCN+5 O2=Na2SO4+CO2 +SO2 + N2 副反应消耗了Na2CO3,降低了溶液脱硫的能力，使溶液的活性下降，因此生产中应严格控制副反应。3.2.2.通过上述化学反应可以看出：脱硫岗位是一个化学反应复杂，影响因素较多，对合成氨生产各工序的设备、工艺起到较为重要的作用，也是化肥生产企业在煤碳价不断猛升、质次货紧，生产成本不停上涨的情况下，通过优化指标，开辟高硫煤的使用，降低合成氨生产成本的一条途径。但是一些企业并没有从实际运行的复杂反应和带来的经济效益观点去看待脱硫工段，而采用传统的认识：脱硫是一个压力不高、设备不多、流程不复杂、对企业生产稳定、经济效益影响不大、要

6、求不高的岗位，因此在操作人员配备上，主要以文化程度不太高、年龄较大学习其它工段有一定难度的来充实该岗位的操作人员，在运行中出现问题难以及时发现、及早采取措施，待脱硫后硫化氢升高、脱硫系统阻力影响正常运行、运行成本升高等时，只能是亡羊补牢。因此，提高对脱硫重要性的认识，配备文化程度高，责任心强的操作人员，加强工艺技术管理是十分必要的。3.3填料引起的堵塞：目前广泛采用的100*50、75*50、50*50、50*25等的散装填料，主要有鲍尔环、阶梯环、海尔环等，还有一些企业使用其它型号的规整填料，选用这些填料的目的是为了提高脱硫效果、扩大生产能力、降低生产成本、创造良好的经济效益。而部份企业在填

7、料选择和使用时，对于填料的耐热油度、强度、装填方法、要点掌握不清，要求不严，以致于投入生产运行不久，则因为煤气温度高或脱硫富液因无换热器而导致温度高等原因而使填料变形、或者因填料选择仅注重温度而忽视了强度，在使用中造成破粹、也有的企业为提高脱硫效果，使用了y250等型号的规整填料，装填时没严格其要点，使用后均有发生堵塔的例子。3.4布液器引起的堵塞：3.5脱硫液组份引起的堵塞脱硫液组成3.5.1.总碱度栲胶法脱硫属催化氧化法脱硫，首先由碱性水溶液吸收H2S生成HS-并析出单质硫，因此溶液的总碱度与其硫容量呈线性关系，提高溶液的总碱度是提高硫容量的有效手段。对于处理H2S含量小于1.0g/m3（

8、标态）的低硫原料气时，溶液的总碱度（以Na2CO3计时，1N53g）可控制在2.02.5g/L（0.40.5N）；当处理H2S含量大于1.5g/m3（标态）以上的中、高硫原料气时，溶液的总碱度可控制在3.05.0g/L（0.61.0N）。溶液的PH值不易低于9，但溶液的PH值越大，Na2S2O3与NaHCO3的生成率也越高，对脱硫产生不利影响。3.5.2.偏钒酸钠（NaVO3）含量溶液中的五价钒能迅速氧化HS-并析出单质硫，故偏钒酸钠（NaVO3）的含量决定了脱硫液的操作硫容，即富液的HS-的摩尔浓度相等。另外，从栲胶与钒的络合作用考虑，为保持栲胶浓度与钒浓度之间的一定比例，实际配置溶液时所加

9、V2O5的量要适当过量。根据经验，配置好的脱硫液比较适宜的胶钒比（栲胶/偏钒酸钠）应为1.11.4。3.5.3. 栲胶含量橡椀栲胶的主要成分是单宁酸，单宁酸及其降解产物都是脱硫过程的载氧体，也是钒的络合剂，同时栲胶水溶液也是一种减缓钢铁腐蚀的缓蚀剂。因此，为保证脱硫与缓蚀效果，溶液中栲胶应保持相对较高的浓度。对于处理H2S含量小于1.0g/m3（标态）的低硫原料气时，溶液中栲胶浓度可控制在1.01.5g/L；当原料气中的H2S含量大于1.0g/m3（标态）时，应根据实际情况调整栲胶浓度；H2S含量在1.52.5 g/m3（标态）时，栲胶浓度可控制在1.83.0 g/L。1.1.1.Na2CO3

10、含量栲胶脱硫液的总碱度是酚酞碱度和甲基橙碱度的总和，PH值的高低取决于酚酞碱度。Na2CO3水解后生成OH-反应生成HS-，再由五价钒络离子及醌态栲胶氧化HS-析出单质硫。如果溶液中OH-浓度太低，将大大影响H2S的脱除效果，故溶液中必须维持一定量的Na2CO3浓度。由于半水煤气中含有78的CO2，使溶液中的HCO3-浓度不断提高、Na2CO3含量下降，因此维持较高的Na2CO3含量比较困难。为保证PH值不低于9，半水煤气脱硫液中Na2CO3含量应控制在612 g/L为宜。3.5脱硫液循环量引起的堵塞。溶液循环量溶液循环量（或称液气比）是保证脱硫效率和防止堵塔的一个重要工艺操作条件。实践表明，

11、无论用何种液相催化氧化法脱硫，脱硫塔单位截面积的溶液喷淋量不应小于35m3/（m2.h），或液气比不应低于15L/m3（标态），否则将因溶液循环量不足（液气比偏小）导致脱硫效率低，堵塔现象慢慢加重，塔阻力逐步上升。3.6半水煤气分布引起的堵塞脱硫系统运行情况某公司的半水煤气脱硫是96年开车、配套“8.13”工程的常压、栲胶湿法脱硫，采用的是D400-11型离心风机，系统的压差控制是影响压缩机打气量及安全运行的重要指标。运行两年左右，由于技改扩能，各个方面不太均衡，煤气温度高、气体中粉尘含量多、栲胶质量不好、脱硫塔采用塑料规整填料等问题，造成脱硫堵塔、系统阻力上升，由正常生产时的3040mmHg

12、增加至90mmHg左右，最高时达100mmHg以上，经过多次技术改造，提高煤气净化度、扩建造气循环水、更换秦皇岛熟化栲胶、改造脱硫塔填料等，经改造后系统运行良好。但随着运行时间的加长，自2002年以来，喷射器运行时常出现倒液、再生槽内液面波动大、上部硫泡沫少、溶液中悬浮硫含量增高、脱硫效率下降。经过检查、拆检喷射器，发现喷射器喷嘴孔径变大，且各组喷射器喷嘴的尺寸不一，喉管及扩散管内硫泡沫堵塞严重，清理重新组装后运行不到半个月又出现类似现象。经多方研究调查、查询有关资料和结合兄弟厂家的实践经验，在2004年5月大修时对喷射器进行了改造，更换了秦皇岛栲胶厂的KTSP型脱硫专用喷射器，经过两个月的实

13、际运行状况来看，效果非常显著。4. 脱硫再生塔引起的堵塞：再生空气量目前国内小氮肥厂脱硫再生系统均采用自吸空气喷射气提供溶剂再生空气，但不少厂家的喷射器吸气效果不好，空气量不足，溶液再生不彻底，脱硫效率差。有的厂喷射器组数偏小，既影响了空气吸入量，又制约了溶液循环量的提高。从喷射器使用效果看，喷嘴直径30mm，喷嘴端面距喉管断面距离不超过40mm，在这一范围内，喷射器自吸空气的量很大，吸气管口可设阀门控制吸气量。对30mm的喷嘴，在喷射器入口压力不小于0.25MPa时，其流量约50m3/h，可依据计算匹配喷射器组数。实际设计时，安装组数应比所开组数多2组为宜。再生槽排气管排出的气体主要为水蒸气

14、和溶液解吸气，氧含量较低，将喷射器空气吸入管接到排气管上的做法是不可取的。同样，将喷射器空气吸入管接到真空设备上，以代替真空泵的做法也是不可取的。上述2种做法吸入空气量很少，均不能满足再生所需氧含量。1.2.喷液悬浮硫含量喷液悬浮硫含量越低，越有利于稳定脱硫效率，也有利于避免堵塔现象的发生。正常情况下，贫液中的悬浮流含量应小于1mg/L。造成硫泡沫浮选不好、贫液悬浮硫高的原因大致有以下几方面：溶液未及时补充化学药剂，溶液组分含量偏低，成稀溶液，泡沫稀、浮选不好。溶液被污染。这又分2种情况，一是栲胶质量差，不溶性杂质较多，或者偏钒酸钠及碳酸氢钠的含量偏高，有沉淀生成，溶液返浑，硫不易析出；二是当

15、采用连续熔硫釜进行熔硫时，回收液中的机械杂质及焦油在溶液中不断积累，造成溶液污染。管理不善。再生槽液面低，硫泡沫不能及时溢出，或得不到及时清理。再生空气量过大，液面翻腾剧烈，硫泡沫被打碎。上述情况不可能同时存在，当发现溶液悬浮硫高时，应根据现场情况分析判断，查明原因后采取相应的处理措施。1.3.喷射器堵塞不少厂都出现过喷射器被硫泡沫堵塞的情况。有的厂是喷嘴堵，有的厂是喉管堵，有的厂连空气吸入口也堵，这是硫泡沫粘度过大造成的。栲胶水溶液，特别是高浓度的栲胶溶液是典型的胶体溶液。如果补加栲胶时未在浓碱性溶液中进行充分地热溶解或活化处理，则会因单宁分子群大、溶液胶体性强，导致析出的硫泡沫粘堵大。当喷

16、射器液体流量小时，富液中所含的硫颗粒慢慢粘附在喷嘴口、喉管入口及气室内壁，时间长了积聚量不断增大，最后使其堵塞。当出现这种情况后，只有拆卸喷射器清理或从空气吸入口通入蒸汽蒸煮处理。预防措施则应是降低脱硫液胶体性，具体办法是：设立栲胶热溶液或预活化槽，槽内设有直接加热式蒸汽盘管与空气盘管；槽内先放入脱盐水或脱硫贫液，然后按配比要求加入定量的Na2CO3、V2O5和栲胶；打开蒸汽阀和空气阀，通入蒸汽和空气，使溶液温度提升至80，让化学品完全溶解；热溶熟栲胶在80温度下活化1h即可，生橡椀栲胶在80温度下需活化34h。栲胶在浓碱溶液中经热溶活化处理后，单宁分子发生降解，生成几乎完全离解的鞣酸盐，使胶

17、粒变小，失去胶体性质。1、再生系统的流程及设备1.1、流程从脱硫塔出来的富液最好先进富液槽，经富液泵抽吸加压后，控制压力0.350.45MPa经过高效喷射器进入氧化再生槽，脱硫液充分再生后经液位调节器流入贫液槽，再由贫液泵打入脱硫塔脱除煤气中的硫化氢。1.2、设备1.2.1、富液槽是再生系统必不可少的设备，在富液槽内吸收反应进一步充分和彻底地进行，使溶液中的硫化氢全面地转化为HS和单质硫。富液槽的设计以富液的停留时间为依据，一般较适宜的为10分钟左右。有的企业由于认识不足或位置或资金等多方面的原因未设置富液槽，富液中的HS和单质硫不能得到充分反应，容易使溶液中悬浮硫含量增高，时间久了，会引起脱

18、硫塔阻力升高，影响整个脱硫系统的优化运行。1.2.2、再生槽是再生系统的主要设备，再生效率的好坏决定整个脱硫系统的高效与否。溶液在再生槽内的停留时间一般以2030分钟为宜。再生时间太低，再生效率差，硫泡沫浮选不彻底，溶液中悬浮硫高易堵塔；再生时间过长，溶液的副反应增加，生成S2O32-的量多，硫颗粒下沉，再生塔底部易积硫，会加剧对设备的腐蚀。1.2.3、喷射器是再生系统的关键设备，其结构、性能是影响再生效率的关键因素。脱硫富液以一定压力通过喷射器喷嘴形成高速射流，流速达到20m/s以上，在空气室产生负压将空气吸入，脱硫液和空气两相流体立即在喉管内处于高速湍动状态，在此进行扩散混合及能量的交换，

19、空气呈气泡状均匀分散于液体中，气液接触面不断更换，传质过程极为迅速，空气中的氧气不断与栲胶组分发生氧化反应。在此过程中再生效率达到70%以上，然后进入扩散管和再生槽进一步进行再生。喷射器运行状态不好时，会出现倒液、吸入空气量少、吹风强度不够、再生效率差等现象，极易引起整个脱硫系统的脱硫率低、堵塔等问题。因此，喷射器的设计是至关重要的，应遵循以下几点：合理确定喷射器喷嘴的直径，以确保工作液体的喷射速度在20 m/s以上；合理确定喉管长度，以确保吸气与再生反应充分，采用长喉管有利于提高再生反应效率，但过长又会造成能量消耗，不利于能量的转换，合理的喉管长度是决定再生效率的关键；喷射器的设计要与再生槽

20、的结构及工艺条件相配合。3、KTSP型喷射器的性能KTSP型脱硫专用喷射器是*栲胶有限公司的专利产品，是吸取了众多脱硫生产厂家实践经验并不断改进完善而设计成的。此喷射器经过厂家严密的设计，精致的制作、认真的组装而成，所有成品均经摸似生产工艺条件实测检验达标合格后才能出厂。喷射器在制造过程中特把某些部件加工成了母口结构，严格控制喷头与喉管、扩散管的同心度；在安装过程中要求三面拉线找直，确保再生槽上安装法兰平面与喉管中心线的垂直度。根据生产负荷需求，我公司选用了喷嘴直径为30mm、再生液量为6268m3/h的专用喷射器8组，其性能参数如表1。4、KTSP型喷射器的应用效果我公司利用大修时机，在生产

21、厂家技术人员的指导下，用一周的时间严格按厂家的安装技术要求将8组喷射器安装就位，并合理调整喷射器的安装位置，合理分配每只喷射器的工作流量，以利于喷射器进口工作压力的调节，使其尽量接近或达到设计要求。经过这两个月的实际运行证明，达到了良好的再生效果。表1：喷射器的基本技术参数项目 单位 性能参数 喷嘴直径 mm =30 喷嘴流速 m/s u=20 喷嘴型式 短圆柱型 喷嘴长度 mm L=2.5 喉管直径 mm =108 扩散管直径 mm 108变径219 处理液量 m3/h Q=6268 吸空气量 m3/h Q=300320 4.1、正常生产过程中，再生槽上部的液面平稳，再也没有像开水沸腾似的翻

22、花，整个液面全为蟹泡似的微小气泡；硫泡沫颜色正常，粘稠且厚，不再出现原先那种肥皂泡似的大而易破碎的硫泡沫；正常溢流时全为硫泡沫，几乎不夹带栲胶液。4.3、应用*型喷射器后，脱硫液澄清透明，表观看无任何杂质，不再出现原先那种浑浊、有明显硫磺颗粒的溶液。溶液组分合理，悬浮硫含量大幅度下降。表3：溶液悬浮硫含量表 指标 检修前 应用后 悬浮硫 0.50 0.77 0.28 注：检修前的数据为2004年3、4月份的平均值，应用后的数据为2004年6、7月份的平均值。*型喷射器的应用，解决了再生设备效率低、氧化能力差的问题，保证了脱硫生产具有更充分的氧化再生效果、更简单的操作及更好的硫泡沫浮选、更高的脱

23、硫效率和更低的原料消耗。1.2.2.富液再生温度Na2S2O3的生成量不仅与PH值有关，也与富液再生温度有关。再生温度在45以下时，Na2S2O3的生成率较低，超过45则急剧上升。为此，富液再生温度宜控制在40左右。5. 脱硫清洗塔引起的堵塞：6. 其它因素引起的堵塞：化学品的质量配置栲胶溶液所用的化学品的质量对溶液脱硫效率有着至关重要的影响。对栲胶而言，无论选用熟栲胶或生栲胶，首先应了解其单宁酸的含量，其中橡椀栲胶与杨梅栲胶单宁酸含量较高。有些产品价格虽然较低，其单宁酸含量可能亦较低，而且杂质可能较多，若选用该产品可能会出现脱硫效果不理想，甚至造成堵塔现象的发生。当选用生栲胶自行进行溶液预活

24、化处理时，可选用*化工厂生产的生*栲胶；当选用熟栲胶配置脱硫液时，可选用*栲胶有限公司生产的*牌一级热溶橡椀栲胶。使用已熟化的热溶橡椀栲胶时，最好在活化槽内加碱、钒（V2O5）并通入蒸汽、空气加热至80，以促进胶离子的溶解和进一步离解，使溶液的胶体性减小，表面活性物质转变为非表面活性物质，以消除脱硫液的胶体性及发泡性，提高脱硫液硫泡沫的浮选与回收效果，确保脱硫效果稳定。2.6M系列固定层煤气炉技术改造 作者/来源：赵乐群(江西昌昱实业有限公司)固定层煤气炉属于第一代煤气化技术，在第二代煤气化技术：LURGI工艺、恩德粉煤气化、灰粘聚粉煤气化等和第三代煤气化技术：SHELL干粉气化工艺、TEXA

25、CO水煤浆气化工艺飞速发展的今天，固定层煤气炉这种传统的、相对落后的煤气化技术，究竟如何生存和发展？富煤、贫油、少气的国情，决定了我国煤 气化在化学工业中的重要地位，固定层煤气炉气化工艺投资少，见效快，技术成熟，又决定了它存在的历史地位和合理性。先进的煤气化技术最终要取代落后的固定层煤气化技术，这是毫无疑义的。但是，中国国情同样决定了这种改朝换代不是短期可以实现的，它要有一个循序渐进的发展过程，这个过程就是对全国数千台固定层煤气炉一边进行技术改造，使煤气化企业做大做强，积累足够的资金和技术；一边引进和消化吸收国际先进煤气化技术，最终实现我国煤气化技术的升级和跨越。因此，对固定层煤气炉进行技术改

26、造，是目前煤气化工业企业生存和发展的重要环节。我国目前固定层煤气炉主要类型有：2.42.65M系列煤气炉，约有3500台左右，3.03.3M系列煤气炉500台左右，3.6M煤气炉100台左右。其它空气煤气炉上百台主要用于钢铁和机械工业。城市煤气炉主要是3.0M系列的上百台。本文主要谈2.42.65M系列煤气炉的技术改造。（简称2.6M系列煤气炉）一、2.6M系列煤气炉存在的问题2.4M、2.65M煤气炉是从2.2M煤气炉扩径发展而来，它们的前身是1.98M煤气炉。该系列煤气炉在我国土生土长发展了五十多年，由1.98M到2.2M，到2.4M，再到2.61M和2.65M，近几年又发展为锥形炉和2.

27、8M煤气炉。在它的发展过程中，较多地变动了煤气炉的夹套锅炉内筒体直径和煤气炉的高度，煤气炉的重要组成部分：炉底盘却没有大的变化。即：2.4M和2.65M、2.8M煤气炉使用的炉底盘是一样的，炉底3240mm，灰盘2820mm，中央灰箱500800mm（后改造）。夹套锅炉的夹套内外筒体之间的间距：2.4M炉为280mm左右，2.61M炉为180mm。煤气炉总高从4400mm到5600mm，差别很大。如上设计制造参数带来的问题：（一）煤气炉排碴角度不合理。煤气炉形成的灰碴自然堆放“安息角”动态情况下为35°，而实际情况是：2.4M煤气炉灰碴“堆积角”为55°，2.61M煤气炉灰

28、碴“堆积角”为73°，2.8M煤气炉灰碴“堆积角”接近90°。堆积角越大，物料自动往下流动的现象越严重。这正是该系列煤气炉经常出现流炭、跨炭现象的根本原因。虽然有些企业为了防流，把破渣条加宽，并在灰斗内安装了“防流板”，但由于灰斗间隙没有足够大，加上高温，磨损等原因，并没有根本解决上述问题。（二）中央灰箱布风不合理。2.4M2.65M煤气炉中央灰箱分别为500mm，600mm，800mm，其中800mm为近年来改造的，约占30%左右。在煤气炉吹风过程中，炉箅通风道起着分布空气的重要作用。但是，更重要的是，空气以什么样的状态和速度进入炉箅气室，会直接影响空气流量，及在炉箅各通

29、风道的分布。经测定，煤气炉在吹风时，空气入炉箅的最佳状态应是“扫帚”状分散分布。这样空气对各通风道的冲击均衡，有利于均匀布风。最忌束状分布，使空气直接冲击炉箅A、B、C层通风道，造成煤气炉吹风不稳定。而原来中央灰箱设计，基本都是直筒状，很容易形成空气束状分布。煤气炉吹风时风量大小直接影响到煤气炉的生产负荷和工艺状况。一般情况下，煤气炉风量大、稳定，产气量就高。但是，2.4M、2.65M系列煤气炉的中央灰箱设计，并没有达到理想效果。除去中央灰箱的形状有问题外，吹风时空气进入炉箅气室的流速也不理想。经测定，固定层煤气炉以块煤为原料时，吹风时空气流速入炉箅时以10m/s为最佳，（此处指的是在吹风强度

30、为4500m3/m2h时）。而原设计的中央灰箱处的吹风空气流速：以2.65M煤气炉为例：500mm为34.12m/s，600mm为23.63m/s，800mm为13.32m/s。（三）夹套锅炉设计不合理。2.4M、2.61M系列煤气炉属于从2.2M煤气炉把原夹套锅炉内筒体扩径，外筒体不变而形成的炉型，因此，它们的夹套锅炉内外筒体间距2.4M炉为280mm，2.61M炉为180mm。这种间距，使夹套锅炉存在如下问题：1、部分焊缝焊接工艺达不到压力容器施工要求。夹套锅炉属、类压力容器，按相关规定，其焊缝施工时最低标准应单边打坡口焊接，但要双面成形。在实际施工中，由于2.4M、2.61M系列煤气炉夹

31、套锅炉内间距太小，无法满足双面焊接成形的要求。因此，作为压力容器，这种单面打坡口，单面成形的工艺存在着隐患。2、夹套锅炉的容积与煤气炉的蒸发量不匹配。2.4M、2.61M系列煤气炉夹套锅炉容积分别为：5.9m3、3.8m3，在实际生产中为了解决容积偏小的问题，配备了集气包。但是在实际生产中循环管经常因蒸发量不平衡而出现“汽阻”，造成锅炉短期缺水，出现夹套内筒体变形。3、因无“外夹套”结构，煤气炉易出现“透氧”现象。夹套锅炉与炭层之间，因间壁式换热而使炭层存在80mm厚度的低温区，往往会出现气化剂中的氧沿环形低温带而穿过炭层，形成煤气炉在生产中出现“透氧”，造成煤气中氧含量升高。因2.4M、2.

32、61M 系列煤气炉夹套间距太小而无法设置“外夹套”，因而这种“透氧”问题只能靠提高有效炭层来解决。因此，2.4M、2.61M 系列煤气炉往往被迫使炭层的高度超过工艺最佳范围。否则，煤气中氧含量很容易升高。（四）2.4M、2.61M 系列煤气炉的高度问题该系列煤气炉因为是从2.2M煤气炉改造而来的，高度方面存在的问题也就比较复杂。一部分煤气炉仍为2.2M的煤气炉原有的框架、厂房、煤气炉高度仅为4400mm。虽然以后改为2.4M或2.65M煤气炉，但因框架和厂房限制，高度无法改变。造成煤气炉高径比严重失调。一部分煤气炉在原始建设时按2.4M煤气炉的框架、厂房施工，煤气炉高度在5000mm左右，以后

33、改造为2.65M煤气炉，高度难以改变，同样造成高径比失调。还有一部分煤气炉是按2.61M煤气炉建设施工的，高度达到5600mm，高径比基本合适。对于前两种高径比失调的煤气炉，近几年来各企业采取了不少措施，试图改变这种情况。重要方法是把煤气炉上气道出口由侧出变为顶出，加大炉膛有效高度。起到了一定的作用，但是也带来了相关问题，即吹风上吹带出物增多，对相关阀门冲刷非常严重。（五）灰仓使用周期太短2.4M、2.65M系列煤气炉的灰仓系普通钢板焊接组兑，其耐火层用耐火砖或耐火泥砌筑，它存在的问题如下：灰仓在煤气炉运行过程中，腐蚀、磨损、冲刷十分严重，加上该区域经常出现炉下温度超温，耐火层剥落，在高温下普

34、通钢板强度下降，因此造成灰仓使用周期最多一年，严重制约了煤气炉的运转周期。（六）炉底传动装置运行时间短炉底传动装置包括：大齿圈、滚动导环、炉条机等，原设计大齿圈一次性注油，即开始安装时注一次油，中间运行过程中不注油，这样就经常造成滚动导环进灰、缺油，甚至甘油碳化加剧磨损。大齿圈材质达不到要求，磨损严重，小齿轮由于材质为铸件，经常出现断裂等问题，滚动条环的材质和钢球材质，质量达不到要求，影响运转周期。上述问题主要是设计和制造不规范造成的。二、2.6M系列煤气炉技术改造（一）2.6M系列煤气炉的炉底技术改造煤气炉炉底是设备的心脏部件，为了有效解决2.6M系列煤炉的底盘直径，确保炉碴在排碴口堆积角度

35、为35°40°，防止流炭。对于部分炉底和灰盘不能扩大的企业，可以把灰斗空间扩大，利用特殊安装的“假灰盘”来解决流炭问题。在中央灰箱与炉底联接处，把炉底内灰道去掉，同时扩大中央灰箱直径，并在中央灰箱上端设计成喇叭口形状，解决煤气炉吹风时优化布风问题。使吹风入炉箅气室风速降到10m/s以下，风量达到24000m3/h以上。大齿轮和小齿轮的制造材质严格按有关规定铸造和加工，确保使用周期达2.5年以上。（二）灰仓焊接浇注耐火水泥的筋板，浇注耐火水泥处焊扒钩，安装金属网，确保灰仓耐火水泥使用周期达2.5年以上。（三）夹套锅炉技术改造夹套锅炉加宽，确保夹层内可以进人施工，严格按压力容器

36、有关规定设计、安装。增加锅炉储水量，优化集气和补水管线，避免生产中的“气阻”现象。夹套锅炉底部破碴保护板，按顺时针倾斜60°角兑焊，以增加破碴能力，保护锅炉壁板。夹套锅炉设内外夹套部分，外夹套部分高700mm，杜绝生产中“透氧”现象的发生，有效降低煤气中氧含量。（四）煤气炉的高度，根据不同情况实施改造1、对于新建的煤气炉，设计其高度时，要针对企业实际情况，如：鼓风机压头，使用气化原料、气化剂压力、温度等具体情况而定。一般情况下，2.6M系列煤气炉高度应不低于5800mm。（炉底法兰上平面炉口法兰上平面）2、对于旧煤气炉改造，根据厂房框架实际情况，能直接加长炉体最好。如不能直接加长炉体

37、，则移煤气炉上气道出气口位置，从侧面出口改炉上部45°角出口。并且在出气口处安装防止带出物短节。这种方法可以使煤气炉有效高度增加600mm左右。（五）滚动导环由一次性注油改为连续注油建立甘油站自动注油系统，每台炉滚动导环设46个注油销，由甘油站注油泵按设定时间自动注油。这样可以确保煤气炉滚动导环连续运行4年以上。三、技术改造效果原2.6M系列煤气炉以气化强度高、消耗低著称，客观上它存在着许多优点，但也暴露了许多缺点。我们对2.6M系列煤气炉进行技术改造，首先保留它原有的优点，并且进一步发扬这些优点。对于它存在的诸多缺点和不足，进行彻底技术改造。改造过的2.6M煤气炉，气化强度在原基础

38、上提高了10%，运行周期由原来的一年一大修延长到二年半一大修，生产中的维修费用降低50%以上。特别重要的是：对烧煤棒的2.6M系列煤气炉进行针对性技术改造，效益尤为显著。总之，在第二代、第三代煤气化技术飞速发展的今天，对全国2500台2.6M系列煤气炉进行技术改造，是摆在我们面前非常紧迫和重要的历史使命东狮脱硫技术协作网在去年的苏州会议上作出决定，组织有关专家和工程技术人员组成的调查组，于2006年上半年，对有关省的化肥企业的脱硫情况进行一次全面的调查。这一举措也是贯彻落实国家发改委等七部委关于开展2006年全国节能宣传周的精神。调杳组人员以集中调查和分头走访的形式，在5、6两个月的时间里，先

39、后走访了山东、河南、安徽、山西、湖南、湖北、云南、贵州等省的二十多家化肥化工企业。集中走访的有山东莱西化肥厂、寿光化肥厂、垦利化工厂和齐鲁第一化肥厂；河南新乡心连心化肥厂、临颖化肥厂、驻马店骏马公司本部化肥厂、息县化肥厂；山西临猗丰喜集团下属的三个化肥分厂；安徽合肥的肥西化肥厂。这里仅对集中走访的十家化肥化工企业的调查情况作一概括汇报，仅供参考。1 概况 这10家企业，除山东的垦利化工厂是煤与油田气相结合为原料，产品以甲醇为主的以外，其它的9个厂的终端产品基本是尿素和甲醇(都有联产甲醇装置，寿光和临猗另有10×104ta单醇装置)。 除垦利和肥西厂的生产规模略小一点(7×1

40、0 4ta左右)，另8个厂的生产规模都较大，年总氨能力都是10×10 4ta以上，其中寿光和丰喜的规模最大，年总氨能力达40×10 4t(10×10 4ta的单醇不计在内)。 吸收剂绝大多数为纯碱液，只有寿光厂的老系统半脱用一点铜洗回收来的氨水，还有是息县厂的变脱用氨水。 脱硫催化剂用“888”的有7套装置，涉及7个企业。“888”与栲胶混合用的有8套装置。“888”与MSQ-3混用的有1套。 脱硫塔均用填料(散装填料或格栅填料)，填料的型号也大同小异，只有少数装置脱硫塔的底部用一段格栅填料，如山西丰喜集团下属几个装置。 再生均用自吸空气再生氧化槽，其中有一套液位

41、有自调仪表。 为确保安全生产，各企业对净化度控制得比较严，只要变换不是全低变工艺，半脱后的硫化氢指针绝大部分<70mgNm3，相当多的厂都在30mgNm3左右，有的更低。变脱后的硫化氢绝大部分也都控制在10mgNm3以下。从这个层面上来看，不管催化剂是全用“888”的，或者是“888”和栲胶混合用的，脱硫效率都很高，基本上在98以上，除个别厂因有特殊隋况，脱硫效率<70。 关于催化剂的消耗，情况比较复杂，有半数以上的装置是两种催化剂混用的。对于单独用“888”的7套装置来说，消耗最低的是莱西和肥西两厂，每脱lkgH2S耗“888”催化剂分别是0.65g和0.75g，其它厂的消耗均超

42、过1g，总的来说还是比较先进的。 除个别厂外，脱硫装置两头都设有电除焦油器。 总体来说，10个企业正运行的16套脱硫装置，好的和比较好的有13套，一般的有1套，问题较多的有2套。2 存在的问题 先前小氮肥行业有一个20项工艺指针，其中有16项与净化有关。这个“净化”内涵主要反应在脱硫上。在上世纪7080年代，对小氮肥行业来说脱硫是很头疼的事，因此对脱硫是很重视的。不然哪会有那么多脱硫方法应运而生呢?在80年代底和90年初开始，人们的注意力主要放在“两煤变一煤”，比较多地强调能量平衡，实现合成氨生产蒸汽自给的技改上了。同时，好多厂也尽量去寻找低硫煤，以解决脱硫带来的麻烦。但在这段时间以来，脱硫还

43、是有一定进步的，例如在催化剂、脱硫塔的内件、硫磺回收等方面还是做了不少工作的。通过东狮脱硫技术协作网的两次会议(杭州会议和苏州会议)以及本次的调查研究，实际上，化月巴厂的脱硫问题(这里只指“半脱”和“变脱”)是不少的。对有些厂来说，困扰他们的主要问题就是脱硫。2.1 装置能力偏小 脱硫负荷过重 由于企业的生产规模不断扩大，脱硫装置未作大的改造，负荷过大，是比较普遍的现象。 象莱西厂主要是生产负荷过重，现在的脱硫塔，气体的线速已达0.8ms。因此，他们随着生产负荷的进一步提高，以及以后又要使用高硫煤，已建了预脱硫装置，并对现有的脱硫系统进行改造。 寿光厂的1#半水煤气脱硫装置就曾出现以下三方面的

44、问题：(1)随着生产负荷的不断加大及煤质的变化(脱硫前H2S高)，设备处于超负荷状态。设计生产能力为年产合成氨18×10 4t入口半水煤气H2S1.2gNm3。而年实际生产能力已达27×10 4t，全年脱硫入口半水煤气H2S平均超过1.7gNm3，超过了设计能力一倍以上；(2)原设计采用三段塑料格栅填料，在投入运行后，上段和下段的格栅填料因自身强度原因先后出现倒伏，塔阻上升，生产无法维持，被迫将格栅填料扒出，更换为76阶梯环；(3)因塔径较大，没有段间分布器，溶液分布不均，存在偏流现象。 然而寿光厂采取下列措施，把1#半水煤气脱硫装置的问题基本解决：(1)选择合适的脱硫剂配

45、方。决定在半水煤气脱硫中采用“888”脱硫催化剂与栲胶脱硫剂配合使用的多元催化工艺，以达到提高净化度和脱硫效率，并解决堵塔问题。(2)强化日常的运行管理。主要有：(a)严格控制溶液各组分浓度；(b)控制合适的总碱度及pH值；(c)严格控制脱硫液循环量；(d)加强再生槽和喷射器的管理；(e)严格控制脱硫液温度；(f)加强硫磺回收的管理；(g)对脱硫剂的质量及加入方法严格管理。 尽管采取以上有效措施，把难关渡过去。但对寿光厂来说，他们还是着手要从装置上根本予以解决。2.2 工艺上的缺陷使脱硫操作被动 心连心厂除生产负荷过重外，流程和设备上有些不太顺，使脱硫有些被动。例如脱硫塔是两个不同直径的塔并联

46、运行，但进脱硫塔的气体量现在是无法调节的；脱硫液并联进入，其流量也是无调节手段的。这样势必造成气体负荷和溶液循环量的分配不均衡，从而脱硫的效果受影响。喷淋量小的塔还造成堵塔现象。为不使塔的阻力过大，只得轮换冲洗。2.3 再生系统问题比较多 临颖厂，主要毛病出在再生系统。喷射器抽吸系数太低，吹风强度也很低。这正是“888”脱硫催化剂最忌讳的工况。“888”法的特点是运用脱硫催化剂(或载氧体)在液相下进行氧化还原反应，使弱碱性溶液吸收H2S后随即被氧化成单质硫析出来。实质上是使负二价的硫(S 2)被氧化成单质硫(SO)。“888”法所用的888脱硫催化剂能吸附氧并进行活化，提高氧化能力，不但在再生

47、时能吸入氧，而且在脱硫塔内也能吸附溶于液体中和在再生时液体夹带过来的氧进行活化。通俗地说，“888”法的催化剂携O2能力是很强的；在再生过程中O2不能让它“吃饱”，否则它的优势就不能充分发挥。临颖厂的再生装置，还有一个致命的问题，就是富液和贫液走短路，这对脱硫影响很大。 这次调查中，感到再生系统的问题是比较多的，有再生槽槽体设计不合理的；有喷射器使用效果很差的；有喷射器布局杂乱无章的；有喷射器吸风口无法检查的(为防止冒液都集中到中顶部一根垂直的“烟囱”那里)；至于再生槽的硫泡沫层状态等那更是花样多。 喷射器出现堵塞现象也是普遍的。虽然原因较多，但大的方面讲主要有两种因素：一个是设备本身的问题，

48、另一个就是工艺上的问题。设备本身的问题，主要是喷射器设计、制作或装配上有些问题。如喉管有偏离中心、尾管有弯曲现象、扩散管和混合管不同心等。这些关键地方出问题，运行时不能使脱硫液直射而下，气室内不但不能形成负压(或负压很小)，反而会使气室返液并从吸气口向外溢流。这样时间久了必然会使吸气口以至气室积硫、硫盐类物质而堵塞。另外，从工艺上查一查，喷射器压力是否正常(一般要求在0.40.45MPa)，喷射器喷嘴处的流速是否正常(一般要求在1825ms)。如果喷射压力不足，很容易使喷射器的溶液向上涡流至气室，这样会使硫泡沫中的单质硫、副盐及一些杂质长时间聚集在气室及喉管处，必然造成堵塞。 喷射器是很关键的

49、。以前北京化工实验厂就有这种说法，关键是喷射器，喷射器“一通百通”。这话是有道理的，它是说喷射器设计得好，制造得好，安装得好，使用得好，问题就迎刃而解了。 另外，在10个厂中，大半以上的厂，再生槽的操作很不方便，有安全隐患。2.4 操作温度 高脱硫效率低 消耗高 在这次调查中看到，多数厂是温度稍高一点，有的厂是相关联的设备暂时出故障而引起的。个别厂脱硫温度明显超高(50以上)，甚至接近60，这与化学吸收的原理是相悖的，势必降低H2S气体在碱溶液中的溶解度。入脱硫塔气体最好不要超过42，因为气体的溶解度与温度成反比，溶于水溶液中的氧气是随温度的升高而降低的。如常压下水中饱和含O2量30时为7.5

50、mgL，50时为5.4mgL。溶液的溶解O2低，将影响到“888”的吸O2活化，造成“888”用量增多，气体净化度降低。这是仅对脱硫塔而言。实际上脱硫的温度是影响全局的重要参数。在湿式氧化法脱硫中，温度对再生过程是一个十分重要的控制指针，因为它的高低直接影响脱硫液的氧化再生和单质硫的聚合和浮选。一方面在温度较高(特别是在超过50)的情况下，脱硫液的粘度和表面张力明显下降，空气在再生槽内很难形成气泡。即使形成，气泡膜的粘附性也很差，硫颗粒很难吸附在其表面，且气泡扩散到接口后也极易破碎。这样形成的硫颗粒若未能被及时带走，就会在自身重力作用下沉降。另一方面，随着温度的升高，HS的氧化析硫速度明显增加。单质硫的析出结晶过程中，其晶核形成的速度将大于结晶成长速度，此时再生液里将形成大量细小的硫晶体，这必然影响单质硫的聚合和浮选。另外，温度高有利于产生副盐。2.5 脱硫塔堵塔 阻力大 在这次调查中，脱硫塔因堵而阻力大是比较普遍的现象。阻力最大的达20kPa(2042mmH2O)。 堵塔似乎是脱硫(包括变脱)系统常见问题。虽然随着催化技术的发展，许多新型脱硫催化剂已经具备清塔洗堵的能力(如888脱硫