合成氨脱硫工序系统优化小结

秦登成，李勇

（安徽晋煤中能化工股份有限公司，安徽阜阳 236400）

某公司半水煤气脱硫系统，其脱硫液的再生是利用设置再生槽、贫液槽来完成，通过液面调节装置来控制再生槽的液位，便于再生槽内硫泡沫溢流，从而达到脱硫液再生的目的。

生产中脱硫冷却塔、清洗塔、脱硫塔液位必须严格控制，以防发生带液及跑气，其液位控制通过自动排放水封完成。液位控制过高，易发生气体带液现象；液位控制过低，易发生串气、跑气现象。其液位控制的稳定性直接影响脱硫系统的安全运行，进而影响后工序的稳定生产。

1 流程简介

某公司煤化工合成氨工艺半水煤气脱硫流程：将来自气柜的半水煤气，经静电除焦器除去煤焦油，冷却塔降温、清洗后，在脱硫塔内与脱硫液逆向接触，脱除煤气中的硫化氢，再经过清洗塔、静电除焦器处理后去压缩工序。在此过程中，吸收了硫化氢后的脱硫液，由富液泵打入喷射再生槽的喷射器，与喷射吸入的空气进行氧化反应，使脱硫液氧化后得到再生，并浮选出硫泡沫。浮选的硫泡沫溢流至硫泡沫槽，经分离硫膏后，脱硫液经循环泵送入再生槽循环使用，再生后的贫液经液位调节器流入贫液槽，再由贫液泵打入脱硫塔循环使用。

2 存在问题

目前脱硫再生槽是通过手动闸阀的不断开关对液位进行控制的，操作人员的工作量大，精准控制液位难度较大（有时因阀门开关不当，造成环境污染），脱硫液再生效率差，严重影响脱硫装置的稳定运行，见图1。

目前脱硫冷却塔、清洗塔、脱硫塔液位自动排放水封时常出现排出的水带气严重，甚至有时冲破水封，造成原料气浪费；另外自动排放水封运行一段时间后，往往出现堵塞，排液不畅，造成冷却塔液位过高，封住罗茨风机排气口，导致罗茨风机超压，同时后段产生负压，容易进氧而引发事故，进而被迫停车处理，给生产造成严重影响，见图2。

液体自动水封中含尘液体以2～3 m/s的速度进入水封内筒，形成一股向下运动的液流。液体中的尘粒等密度较大的杂质在离心力及重力的作用下被甩到水封底部。由于底部积聚的杂物不能及时排出，致使其阻塞液体流动的通道，导致水封失去作用。

3 优化改造方案

3.1 脱硫再生槽的液位调节器

再生槽出口液体由外筒底部进入，经内调节筒流出至贫液槽，其再生槽液面依靠液面调节器，通过首轮旋转丝杆带动内调节筒，上下移动来达到所需控制高度，调节流量大小。

3.2 液位自动排放水封

（1）优化设备结构。出塔液体由内管进入水封，溶解在液体中的气体从液体中大量溢出，形成许多小气泡。混合在一起的小气泡形成气体，这些气体由于密度小，逐渐汇集，被压缩到低压区，即被压缩到内管顶部，便在其内管顶部DN100平衡管与塔内气相连接，不仅回收了气体，又防止水封被气体冲破。

（2）排放水封沉积杂物。在水封外桶底部增设排污管，便于将底部的沉淀物不定期排放，防止水封底部沉淀物积累，造成水封堵塞，排液不畅，确保装置长期稳定运行。

4 实施改造

4.1 脱硫再生槽的液位调节器的构造（图1）

图1 脱硫再生槽的液位调节器的构造

4.2 各部件用途简述

部件1：外筒，主要作用：①与相关外部设备管线进行连接，组成类似“U”型结构，便于控制液位；②与内调节筒组成液体连接通道；③支撑内调节筒。

部件2：内调节筒，其作用是随着传动部件4，将内调节筒上下移动，以控制其内部液体流出高度，达到控制脱硫再生槽的液面高度，进而提高脱硫效率的目的，使装置稳定运行。

部件3：限位挡板，其作用：①防止内调节筒2脱落，堵塞再生槽出液管道，从而造成再生槽液面过高，引起大量溢流，若不及时发现，不仅造成脱硫液损失，还会造成环境污染；②防止误操作，导致内调节筒下降过低，引起液位过低，造成脱硫再生槽液位过低，从而产生再生槽内部严重积硫，导致脱硫液中悬浮硫过高，脱硫液吸收效率大大下降，严重时产生堵塔现象。

传动部件4：用来调节内调节筒上下移动，以便更好地控制再生槽内硫泡沫的溢出。

总体部件加工简单，安装方便，操作的灵活性大，有利于操作人员的调节和控制，省时省力。

4.3 操作控制方法

①通过部件1连接再生槽与贫液槽，同时与内调节筒2配合控制液体流通量；②内调节筒随调节丝杆上下移动，以调节液位高低；③通过调节传动机构控制内调节筒的位置高度，使内调节筒达到控制液位的目的；④利用限位挡板4预防内调节筒脱落，失去调节液位的作用。

4.4 液位自动排放水封

图2为水封改造前后的结构示意图。

图2 水封改造前后的结构示意图

如图2所示，首先根据系统压力大小设计，选择水封内筒、外筒的长度及管径，即外筒2、内筒3；再根据系统的脏污程度及排污时间设计底部排污5的大小，并安装排污阀；最后在水封内筒顶部开DN100气相平衡管6，并与设备1相连，同时中间安装阀门调控。这样内筒顶部设气相平衡管，将液体中夹带的气体回收至塔内，解决了排水带气的问题，同时减少了气体浪费，保护了环境；水封底部增设排污，通过不定期排放，排出底部积累的沉淀物，确保了水封长期稳定运行。

5 改造效果

通过脱硫液再生槽液面调节器和冷却塔液位自动排放水封的使用，操作调节得以优化，再生槽液位稳定，同时提高了脱硫液的再生效果。改造后的自动排放水封能够很好地改善排液带气问题，避免了因带气造成原料气的损失及对环境的污染，同时避免了长时间使用后底部沉淀物积累，造成水封堵塞，导致排液不畅问题，确保了生产装置的安全稳定运行，是半水煤气脱硫系统理想的冷却塔专用设施。