新型塔内件格栅填料脱高硫技术总结.pdf

第十五届全国化JIB-甲醇技术年会 TechnicalAnnual 15th FertilizeandMethanol The National Meeting 新型塔内件格栅填料脱高硫技术总结 沈树荣 (杭州华纳塔器分离工程有限公司) 随着国民经济的飞速发展，农业对化肥的需求大大提高，近几年来，国内新建了许多大型以煤为原 料的氮肥厂。由于石油供应短缺，以甲醇和二甲醚产品代替燃料逐步被用户所接受，因此优质煤气的供 应越来越紧张，价格上涨，使产品的成本大大增加，如山西阳泉煤(含有20％的粉煤)，到浙江的进厂 和甲醇成本，许多厂家改用高硫煤，优质煤和高硫煤的价格平均相差100～150元／t，而且优质煤的供应 越来越紧张．价格逐年提高，因此，近几年来，包括山西境内的许多化肥厂原料煤也都改用了高硫煤。 1 改烧高硫煤的技术问题 同一产地的高硫煤与低硫煤在固定层煤气发生炉生产的半水煤，气中H2s比较，一般晋城阳泉优 质煤，半水煤气中HzS_0．7~lg／m3(标态)，而高硫煤在3-5 g／m3(标态)，甚至高到8-10 g／m3(标态)。 半水煤气在脱硫装置中，一般采用填料塔或空塔喷淋。煤气在脱硫过程中，有硫膏析出，脱硫液由于再 生过程中也有悬浮硫，因此运行周期短。脱硫系统至少3-5个月因堵塔造成系统压差大而被迫停车清洗 填料，影响正常生产。如果用空塔喷淋，脱硫效率低，不能保证煤气净化率，影响系统的生产。为此本 公司于2001年开发了塑料格栅填料技术。经4年多来，对产品作较大改进，原来材质采用PVC(聚氯 乙烯)现改为PP(聚丙烯)，对产品结构上也进行了较大改进，使用温度由原来45～50℃，现提高到 进行技术推广，至今成功地应用在合成氨厂、焦化厂、煤气厂脱硫系统改造和新建塔近100台，改造后 大部分工厂改烧了高硫煤，取得较大的经济效益。 格栅填料技术主要由三部份组成：脱硫塔格栅填料计算数学模型、液气分布器、格栅填料。 格栅填料数学模型是脱硫塔计算的关键。传统填料塔计算方法是根据传质系数、空塔速度、理论塔 板数计算脱硫塔塔径、填料高度等，是一种静态计算方法。由于煤气在脱硫塔内气体进口到气体出口 H2s浓度是在变化，气体进口H2S高，随着气体上升，出12H2S低，开始推动力大，根据工艺要求， 达到一定的净化度，因此我们以反应动力学、不同的吸收液实际测定数万个数据，整理建立了数学模型。 主要是根据格栅填料板间变化，随着气体上升H：S浓度的变化而变化。原则上是进口H2S浓度高、板 间距大，随着气体上升的H2s浓度降低，板间距减小，传质面积增加，形成脱硫反应浓度曲线和板间 距变化曲线最大限度一致，求得最佳操作曲线，在保证净化度前题下，求得最小阻力。这是目前任何一 种填料设计和计算做不到的。 气液分布器：脱硫液经再生后，还有一部分悬浮硫；液体分布器的设计主要是一要分布均匀， 二不能堵塞，原始气体均匀了，不会偏流，使气液接触良好。 格栅填料：它是以塑料板片作为主要传质构件。板片垂直于塔截面与气流和液流方向平行，上下两 层呈45。旋转，整体塔内气流和液流逆向旋转，旋流流动接触，液体靠重力沿填料表面下降，在填料表 面形成液膜里膜状向下流动，气体作为连续相自下而上流动与液膜接触传质，气液之间形成滴或膜接触， 随着气速增加，液体自上而下液滴变细，气液接触良好。 格栅填料板片之间距离较大，空隙高、气体和液体有固定的走向，每层板的通道非常均匀，板间距 的设计底部板间距大，随着气体的上升板间距逐渐减小。下塔底部气体进口H2S浓度高，推动力大， 板间距大，脱硫液易硫膏析出，板闻距大，不会堵塔。气体出口H2S浓度低，推动力小．板间距减小， 第十五届全国化肥一甲醇技术年会 The15thNationalFertilize