Jan.2013Fuel Chemical ProcessesVol. 44 No. 1wSA制酸工藝的優(yōu)化林文史大勇(邯鋼集團邯寶公司焦化廠,邯鄲056000摘要:邯鋼新區(qū)焦化廠引進WSA制酸工藝,具有工藝流程簡單、對環(huán)境無污染操作成本低、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點。主要介紹了該工藝的原理、流程及優(yōu)缺點,并對工藝存在的問題進行技術改造,改造后的制酸裝置實現(xiàn)了長周期穩(wěn)關鍵詞:WSA;制酸;過程氣;SO2轉(zhuǎn)化器中圖分類號:X784文獻標識碼:B文章編號:1001-3709(2013)01-0046-03Optimization of WSsa processLin Wen Shi DayongCoking Plant of Hanbao Co. Ltd of Handan Iron Steel Group, Handan 056000, China)Abstract: This paper represents the newly introduced WSA acid-making process which is characterized by simple process flow, being environment friendly, low operation cost and satisfied economicbenefit, etc., mainly with descriptions of the process philosophy, process flow and advantages dis-dvantages Innovation has been done for the defected process and the innovated WSA installation canbe proven in long-term and stable operationKey words: WSA; Acid-making; Process gas; SO, converter邯鋼新區(qū)焦化廠建有4座168孔7m焦爐1.2工藝流程(NX70-2型),年產(chǎn)焦炭209萬t。配套的煤氣凈工藝流程如圖1所示。脫硫再生裝置產(chǎn)生的酸化系統(tǒng)處理能力為1.05×103m3/h,脫硫工段采用性氣體與空氣在焚燒爐內(nèi)混合,在975-1000℃下真空碳酸鉀+WSA制酸工藝,于2010年3月投產(chǎn)燃燒,焚燒后的過程氣經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量后,溫度運行,經(jīng)過不斷摸索和實踐,現(xiàn)該裝置運行良好。降至約400℃?；厥盏臒崃坑糜诋a(chǎn)生5.8MPa的飽1工藝原理及流程和蒸汽。離開廢熱鍋爐的過程氣進入氨注入器,與連續(xù)噴入的濃氨水充分混合,后進入SCR反應器,1.1工藝原理在還原劑氨汽和催化劑的作用下,進行選擇性還原脫硫生成的酸性氣體在焚燒爐內(nèi)燃燒分解,將焚燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物還原分解為氮2H,S+302→2SO,+2H,O氣和水。4HCN +702+4NO+2H,0+4c02從SCR反應器出來的過程氣進入SO2轉(zhuǎn)化器,NO在SCR反應器內(nèi)在催化劑作用下發(fā)生反應:轉(zhuǎn)化器內(nèi)裝有2層Ⅴ2O5催化劑床層。在轉(zhuǎn)化器內(nèi)4NO +4NH3+02+4N2+6H,0過程氣中的SO2在催化劑的作用下催化氧化生成No +No +2NH, -+2N +3H.OSO3。由于轉(zhuǎn)化反應為放熱反應,為達到SO2/SOSO2氣體在SO2轉(zhuǎn)化器內(nèi)通過催化劑轉(zhuǎn)化平衡,在第1層催化劑下部設床間冷卻器,利用汽包2SO,+O,→2S0蒸汽吸收SO2催化轉(zhuǎn)化放出的熱量,控制氣體進入SO3+H2O→H2SO4(g)第2層催化床時溫度在370~420℃。在轉(zhuǎn)化器的在WSA冷凝器內(nèi)硫酸蒸汽被冷凝生成濃硫酸:底部設有過程氣冷卻器,利用汽包鍋爐水吸收過程H2SO4(g)→H2SO4(1)氣的熱量,經(jīng)中國煤化20℃.0收稿日期:2012-09-24作者簡介:林文(1985-),男,助理工程師YHCNMHG2013年1月第44卷第1期燃料與化工Fuel Chemical Processes47與過程氣中的水蒸汽反應生成硫酸蒸汽。99.5%,并采用先進的酸霧控制技術,尾氣中S0,≤含有SO3及H2SO,的過程氣從SO2轉(zhuǎn)化器出960mg/m3NO,≤240mg/m3、H2SO4酸霧≤45mg來進入WSA冷凝器。冷空氣走殼層,過程氣走管內(nèi)m3,達到國家一級排放標準,對環(huán)境無污染,實現(xiàn)清進行換熱,控制WSA冷凝器出口過程氣溫度在80潔生產(chǎn)。110℃,H2SO4蒸汽在冷凝器底部冷凝生成98%4)相比克勞斯爐硫磺工藝,具有操作彈性大、的濃H2SO4。冷凝生成的硫酸流入酸中間槽,經(jīng)酸工藝流程簡單硫回收效率高、操作成本低、經(jīng)濟效中間泵抽出,在酸冷卻器冷卻后,大部分硫酸與益高等優(yōu)點。WSA冷凝器底部的硫酸進行混合冷卻后回至酸中5)有氮氧化物脫除裝置,脫除效率超過95%,間槽少部分硫酸外送至濃硫酸貯槽后用外送酸泵可有效降低產(chǎn)品硫酸中氮氧化物含量,提高硫酸質(zhì)輸送至硫銨。量,并防止設備及管道的腐蝕和堵塞。鍋爐并入蒸汽網(wǎng)3存在的問題煤氣酸氣捕冪器度熱鍋爐注入器敗R反應器該工藝自投產(chǎn)運行以來,在實際運行過程中由空氣于設備、工藝設計等方面原因,導致制酸裝置運行周脫硫來的酸氣至硫銨冷卻水期短、開工率偏低,經(jīng)濟效益遠低于設計指標,通過原因分析,主要存在以下幾個方面的問題。濃硫酸檀酸冷卻器酸中向檀冷凝器轉(zhuǎn)化器1)由于廢熱鍋爐后工藝氣溫度低于生產(chǎn)要求400℃,導致過程氣入SO2轉(zhuǎn)化器人口溫度低,影響催圖1WSA制酸工藝流程圖化劑的反應活性,SO2轉(zhuǎn)化率低,煙囪酸霧含量高。2)從濃硫酸貯槽至硫銨的外送酸管道為碳鋼材1.3工藝參數(shù)質(zhì),開工運行一段時間后,在管道連接焊接處頻繁地裝置的主要工藝參數(shù)見表1。發(fā)生泄漏,對泄漏點進行檢查時發(fā)現(xiàn),管道壁明顯變薄,影響制酸的長周期運行并存在嚴重的安全隱患。表1WSA制酸工藝裝置的主要工藝參數(shù)3)汽包遠傳液位顯示數(shù)據(jù)與現(xiàn)場液位計顯示控制點操作指標焚燒爐爐膛溫度/℃有較大的偏差,無法保證汽包安全運行。進SO2轉(zhuǎn)化器過程氣溫度/℃392~4404)SO2轉(zhuǎn)化器底部由于保溫效果差,導致過程床間冷卻器出口過程氣溫度/℃氣低于硫酸蒸汽冷凝溫度(硫酸蒸汽露點溫度sO2反應器出口過程氣溫度/℃275-295WSA冷凝器進口過程氣管道表面溫度/℃261℃),造成過程氣冷卻器換熱管和外殼發(fā)生腐蝕。WSA冷凝器出口尾氣溫度/℃80-1105)燃燒空氣質(zhì)量差,導致燃燒空氣過濾網(wǎng)堵塞廢熱鍋爐后溫度/℃404~430嚴重,催化劑床層的阻力上升較快,影響過程氣在汽包壓力/MPa5.8O2轉(zhuǎn)化器第一催化層壓降/PaSO2轉(zhuǎn)化器內(nèi)的轉(zhuǎn)化效率WSA冷凝器出口熱空氣與進口過程氣壓差/Pa200-5006)生產(chǎn)的硫酸貯存在濃硫酸貯槽,需定期用外送酸泵往硫銨工段輸送,但是由于外送酸泵腐蝕嚴2工藝優(yōu)點重并且備件短缺,濃硫酸貯槽泄漏導致制酸裝置被迫停工。)采用濕接觸法制酸工藝,SO2氣在轉(zhuǎn)化前不需脫水,直接就能經(jīng)過催化轉(zhuǎn)化反應生成98%的濃4改進措施硫酸。為確保制酸的長周期穩(wěn)定運行,根據(jù)實際運行情2)原料來源簡易,直接采用脫硫再生的酸汽和況,針對WSA制酸工藝存在的問題進行了以下改進。能源中心供應的二級脫鹽水,生成的硫酸可直接供1)通過計算減小廢熱鍋爐的換熱面積,由原先給硫銨使用,副產(chǎn)蒸汽能直接并入蒸汽管網(wǎng)。的125m2減至德T始修時國耐火泥封堵3)該工藝不產(chǎn)生廢水和固體廢物使用托普索換熱管。重新中國煤化工溫度提高至專用的催化劑,酸性氣體中的H2S轉(zhuǎn)化率能達到CNMHG轉(zhuǎn)第50頁)燃料與化工Fuel Chemical ProcessesVol 44 No. 1卻器,經(jīng)循環(huán)泵將汽化冷卻器冷卻后的瀝青部分送量比較見表2。至瀝青高置槽,通過摻混一定量的低溫瀝青,有效降低瀝青高置槽溫度,將瀝青高置槽放料溫度控制在表2改造前后改質(zhì)瀝膏質(zhì)量比較160~180℃,保證瀝青放料順利。項目軟化點甲苯不溶物喳啉不溶物β樹脂2.3.3改善瀝青放料方式改造前107.526.8519.55原有瀝青放料系統(tǒng)為自流至瀝青分配器中,再改造后108.22320.36由篩網(wǎng)形成條狀瀝青進入水中冷卻。當瀝青產(chǎn)量大時,由于篩網(wǎng)孔眼距離近,冷卻不及時會造成瀝青黏連形成片狀,既影響瀝青進入水中冷卻,又不利于3結(jié)論瀝青粉碎,影響后續(xù)配煤摻混瀝青的均勻性。將瀝通過對影響改質(zhì)瀝青質(zhì)量各項因素的綜合分析青放料器改為3個DN150的相距3-4m的圓筒式并采取切實有效的措施以及對改質(zhì)瀝青生產(chǎn)系統(tǒng)各放料器,在圓筒上開直徑8mm的圓孔8個,保持瀝環(huán)節(jié)進行優(yōu)化改造,在穩(wěn)定改質(zhì)瀝青質(zhì)量的基礎上青高置槽液位在1.5m以上,利用瀝青高置槽液位提高了改質(zhì)瀝青的產(chǎn)量,延長了設備運行周期,保證與放料口之間的液位差(大于4m),將瀝青壓成條了運行安全,為焦化廠煉焦配煤均勻摻混瀝青,穩(wěn)定狀,同時由于放料器之間距離較遠,瀝青在水下不黏提高焦炭質(zhì)量奠定了基礎。連,保證了瀝青的成型。實施改造前后改質(zhì)瀝青質(zhì)甘李軍編輯替瞽瞽瞽瞽瞽瞽贔瞽瞽督瞽瞽瞽瞽瞽瞽瞽膂替W瞽瞽督瞽瞽W瞽督W瞽瞽瞽一媽(上接第47頁)403~410℃,提高了SO2轉(zhuǎn)化器入口的過程氣溫度,溫效果。采用保溫措施后,過程氣冷卻器和入WSA過程氣的轉(zhuǎn)化效率得到了提高。冷凝器管道未發(fā)生腐蝕泄漏。2)結(jié)合硫銨生產(chǎn)使用的管道材質(zhì),對外送酸管5)增加空氣風機的過濾面積,風機過濾面積由進行改造。對比不銹鋼管和內(nèi)襯PPH管,不銹鋼管單面進風改為3面進風,濾網(wǎng)面積增加了3倍。每在焊接時會留下焊縫,經(jīng)過長時間的沖刷會發(fā)生泄面風機過濾網(wǎng)采用滑道溜槽設計,便于過濾網(wǎng)的拆漏,并且泄漏后不銹鋼焊接極其困難。內(nèi)襯PPH管卸和安裝。采用一次成型,硫酸與其不發(fā)生反應,管道間采用法6)在酸冷卻器出口管道至外送酸管之間加連蘭連接,但一次投資費用較高?？紤]長周期運行的通管,利用酸循環(huán)泵在酸冷卻器后2.7MPa的壓力經(jīng)濟效益,選用內(nèi)襯PPH管,改造后外送酸管運行可連續(xù)把生產(chǎn)的硫酸輸送至硫銨工段,當外送酸管至今未發(fā)生泄漏。需要檢修時濃硫酸貯槽可作為備用酸槽,同時減少3)汽包遠傳液位計的底部與廢熱鍋爐上升管了外送酸泵的備件費用。之間加裝平衡管,可避免由于液位計下部的溫度低于實際值而導致的液位偏差,改造后的汽包遠傳液5結(jié)語位計與現(xiàn)場液位計顯示吻合。邯鋼新區(qū)焦化廠引進丹麥托普索WSA制酸工4)加強對SO2轉(zhuǎn)化器底部過程器和入WSA冷藝,經(jīng)過兩年多的不斷改進,能夠長周期穩(wěn)定運行,凝器管道保溫,在每次檢修完畢后對保溫棉采用交確保各項環(huán)保指標達到國家排放標準。生產(chǎn)的硫酸叉疊放的形式進行保溫,避免因保溫棉之間縫隙導直接供給硫銨使用,提高了焦化廠的經(jīng)濟效益。致散熱。在邊角處和支柱處采用2次保溫,加強保蔡明珠編輯YH中國煤化工CNMHG