從三個(gè)典型的實(shí)例闡述新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)在加壓脫硫的應(yīng)用效果

從三個(gè)典型的實(shí)例闡述新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)在加壓脫硫的應(yīng)用效果1

新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)開(kāi)發(fā)背景新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)是東獅公司于2015年研發(fā)并推廣的實(shí)用于加壓脫硫塔的高效傳質(zhì)技術(shù)，其技術(shù)核心采用我們公司的專(zhuān)利技術(shù)—改進(jìn)型QYD高效傳質(zhì)內(nèi)件和組合反應(yīng)技術(shù)。此技術(shù)開(kāi)發(fā)的目的是徹底解決加壓原料氣中高含量的硫化氫和二氧化碳的脫硫問(wèn)題。我們知道，隨著化工企業(yè)原料氣中H2S及CO2含量的大幅度增高（H2S高達(dá)4g/l左右，

CO2高達(dá)43%左右），這樣就給濕法脫硫塔的選型及H2S的脫除帶來(lái)了不小難度。選用行業(yè)內(nèi)較成熟的填料塔固然可行，但因原料氣中H2S和CO2含量較高，極易產(chǎn)生塔堵。而且由于原料氣中較高含量CO2的存在，堿液在吸收H2S的同時(shí)，就不可避免的吸收了CO2而生成了大量的NaHCO3，使脫硫液中有效成份Na2CO3的組份大幅度下降，勢(shì)必會(huì)造成堿和脫硫催化劑的消耗上升。所以選擇一種既不堵塔又能減少化工物料消耗的脫硫塔型就成為這個(gè)工藝的核心。為了徹底解決較高含量的硫化氫和二氧化碳的加壓原料氣脫硫問(wèn)題，我們公司在脫硫塔的設(shè)計(jì)上采用了新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)，即把QYD內(nèi)件傳質(zhì)技術(shù)與組合反應(yīng)技術(shù)或填料段有機(jī)的融合在一起。該技術(shù)在化工企業(yè)推廣應(yīng)用后，取得了令人滿意的效果。2

新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)工作原理及結(jié)構(gòu)形式2.1

工作原理新型復(fù)合式傳質(zhì)脫硫塔的工作原理是，首先原料氣在塔下部同組合反應(yīng)器進(jìn)行預(yù)脫硫（脫硫效率達(dá)30-50%），再經(jīng)過(guò)二到三層的QYD傳質(zhì)內(nèi)件進(jìn)行二次脫硫后，達(dá)到出口硫化氫指標(biāo)要求。若原料氣中硫化氫含量較高（在≥500mg/Nm3，而且有的廠家已達(dá)3500mg/Nm3以上），我們將根據(jù)其工藝狀況，再設(shè)置一定高度的填料段來(lái)作為最后把關(guān)，保證脫硫后的硫化氫含量達(dá)到工藝指標(biāo)要求。2.2

新型復(fù)合脫硫塔的結(jié)構(gòu)形式新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔結(jié)構(gòu)形式主要是依據(jù)客戶所提供的工藝參數(shù)，因地制宜地進(jìn)行新塔設(shè)計(jì)或者舊塔改造。新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種：組合反應(yīng)器+QYD內(nèi)件，

QYD內(nèi)件+填料段，組合反應(yīng)器+QYD內(nèi)件+填料段等，而QYD內(nèi)件的層數(shù)和填料段高度是根據(jù)原料氣中的硫化氫和二氧化碳含量高低來(lái)確定的。3

新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔技術(shù)特點(diǎn)⑴較填料塔相比，占地面積小，投資小，可減少30-50%

的設(shè)備投資。⑵用于新塔設(shè)計(jì)時(shí)，塔的高度要比填料塔低10m左右；用于舊塔改造時(shí)，改造工期短，見(jiàn)效快。⑶溶液循環(huán)量小，脫硫效率高。而且氣液接觸時(shí)間較短，大大減輕了原料中CO2對(duì)脫硫系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。⑷內(nèi)件安裝簡(jiǎn)便，操作彈性大，不堵塔。4

新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔工業(yè)化應(yīng)用4.1

應(yīng)用實(shí)例1：在山東某化工公司舊塔改造的應(yīng)用變脫系統(tǒng)基本情況：變換氣總流量100000Nm3/h，操作壓力2.0MPa。兩臺(tái)并聯(lián)的Φ2600變脫塔運(yùn)行，變換氣H2S≤800mg/Nm3，要求變脫后H2S≤20mg/Nm3。我們經(jīng)工藝計(jì)算，兩臺(tái)Φ2600變脫塔單塔空速較高，屬超負(fù)荷下運(yùn)行。不僅變換氣硫化氫含量較高（正常在600-800mg/Nm3），而且CO2含量也較高（30%左右）。故我們?cè)谄涓脑煸O(shè)計(jì)上，采用了新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫技術(shù)。即在變脫塔的上部設(shè)置了一段3800mm的散裝填料，塔中部設(shè)置了三層QYD傳質(zhì)內(nèi)件，塔下部設(shè)置了組合反應(yīng)器。經(jīng)開(kāi)車(chē)調(diào)試，完全達(dá)到了改造要求。變換氣總流量在100000Nm3/h左右，入口H2S600-700mg/Nm3，變脫出口H2S≤10mg/Nm3，脫硫效率≥99%，溶液循環(huán)量單塔190Nm3/h（改造前280Nm3/h）。脫硫塔結(jié)構(gòu)如下圖。

4.2

應(yīng)用實(shí)例2：在湖北某化工公司的新塔設(shè)計(jì)中的應(yīng)用變脫系統(tǒng)基本情況：變換氣流量14.5萬(wàn)Nm3/h，操作壓力2.0MPa。變脫系統(tǒng)兩臺(tái)變脫塔A塔和B塔并聯(lián)運(yùn)行，兩塔均為填料塔，直徑均為4.0米，高34米。三臺(tái)450Nm3/h的脫硫泵，兩開(kāi)一備。新增一臺(tái)直徑為3.0米，高度在27米的變脫塔C，該塔采用新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔。塔內(nèi)上部采用一段5米高的填料，下部采用三層改進(jìn)型QYD傳質(zhì)內(nèi)件。C塔設(shè)計(jì)氣量為5.8萬(wàn)Nm3/h，變換氣H2S含量150-200mg/Nm3，出口H2S≤20mg/Nm3。系統(tǒng)新增C變脫塔的目的是甩掉A塔或B塔便于檢修，即C塔同A塔或B塔并聯(lián)運(yùn)行來(lái)滿足生產(chǎn)要求。C變脫塔結(jié)構(gòu)如下圖。變脫開(kāi)車(chē)運(yùn)行情況：通過(guò)近一周的運(yùn)行情況來(lái)看，在生產(chǎn)滿負(fù)荷14.5萬(wàn)Nm3/h的狀況下，C塔進(jìn)口硫化氫在150mg/Nm3時(shí)，出口硫化氫穩(wěn)定在3mg/Nm3；B塔14-20mg/Nm3波動(dòng)；C塔循環(huán)量205m3/h左右，B塔循環(huán)量395Nm3/h左右。通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比不難看出，C塔脫硫效率明顯優(yōu)于B塔。且C塔循環(huán)量?jī)H205m3/h左右就能滿足生產(chǎn)要求，而B(niǎo)塔循環(huán)量卻在395m3/h左右。故C塔節(jié)電效果亦優(yōu)于B塔。

應(yīng)用實(shí)例3：在浙江某化工公司新塔設(shè)計(jì)的應(yīng)用主要工藝參數(shù)如下：變換氣流量22000Nm3/h，變換氣壓力1.10MPa，變換氣中H2S≤3500mg/Nm3，CO2含量43%，要求變脫后H2S≤20mg/Nm3。因其變換氣中H2S含量高達(dá)3500mg/Nm3，而且CO2含量43%較高。因此我們公司在其變脫塔的設(shè)計(jì)上，采用了噴淋空塔串聯(lián)新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)脫硫工藝，即一臺(tái)∮2800的噴淋空塔串聯(lián)一臺(tái)∮2800的新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔。其中新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔的結(jié)構(gòu)形式為，塔上部設(shè)置三段5000mm的散裝填料，塔中部設(shè)置了三層QYD傳質(zhì)高效內(nèi)件。新變脫塔運(yùn)行情況：今年十一月中旬開(kāi)車(chē)，經(jīng)調(diào)試完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。變換氣流16000-22000Nm3/h，變換氣壓力1.10MPa，變換氣中H2S

3500mg/Nm3左右，高達(dá)4300mg/Nm3，變脫后H2S在9-17mg/Nm3，溶液循環(huán)量為350Nm3/h。由于新上的280Nm3/h的脫硫泵暫不具備運(yùn)行條件，∮2800的噴淋空塔尚未投入運(yùn)行。5

結(jié)束語(yǔ)新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)的研