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    1. 復合式克勞斯爐系統的優化的論文

      2020-01-13 19:12:10 圍觀 : 157次 來源 : 教育論文網 作者 : 永強

        摘要:復合式克勞斯爐是德國凱薩斯圖爾焦化廠的7.63m焦爐及其配套的煤氣凈化裝置,通過長時間的運行,發現系統存在的一線問題,進行了局部改造,解決了設備腐蝕嚴重、酸氣投入量少、轉化率低的問題,使克勞斯爐系統長周期穩定運行。
        關鍵詞:克勞斯爐 煤氣風機 酸性氣 過程氣
        山東兗礦國際焦化有限公司是由兗礦集團有限公司、日本伊藤忠和巴西cvrd三家合資建設的年產200萬噸焦炭和20萬噸甲醇的煤化工企業,該企業拆遷了德國凱薩斯圖爾焦化廠的7.63m焦爐及其配套的煤氣凈化系統,新建了年產20萬噸用焦爐煤氣制甲醇的生產裝置。焦爐于2006年6月投產,甲醇裝置也于同年12月16日投產,通過長時間的運行,對焦爐的運行認識逐步加深,相應的配套裝置也在逐步完善。硫回收采用克勞斯法硫回收,硫回收工藝由脫酸蒸氨工序來的酸氣,經壓力調節,在工序的系列裝置中將硫從硫化氫中提取出來,同時將氨和氰化氫催化分解。硫化氫首先在克勞斯爐中轉化,大約是1/3硫化氫和空氣進行燃燒形成二氧化硫。同時克勞斯反應器也在變化,大約2/3硫化氫反應后成硫元素。
        硫化氫-燃燒:h2s+3/2o2→so2+h2o,克勞斯反應:2h2s+so2→3/xsx+2h2o
        克勞斯反應在兩個接通的催化反應器中進行。
        此外x根據溫度從1-8變化的。溫度超過950℃時僅僅是s2,如果溫度低于200℃時,獲得的分子就是s8。整個反應就是:3h2s+3/2o2→3/xsx+3h2o,并且在過程中放熱。因為過程氣中含有nh3和hcn,克勞斯爐用含有6%鎳的裂解催化劑。這樣可以避免在克勞斯催化劑上形成硫酸鹽以及腐蝕nh3/h2s-處理機組。
        nh3和hcn通過催化劑,當溫度為1100℃時進行裂解。同時nh3和hcn在少量的空氣反應后得出氮,水和一氧化碳。
        反應如下進行:
        2nh3→n2+3h2;hcn+h2o→0.5n2+1.5h2+co,過程氣中含有原始產品的氣態產品和平衡濃度。過程氣在催化劑的作用下通過輸入的二次空氣繼續氧化。二次空氣通過安裝在最后一個硫分離器后面過程氣路中的比例調節儀(可以測量調節h2s/so2的比例)將過程氣出口上的h2s:so2比列調整為7:1。有意高于硫磺生產所需要的2:1的比例。通過這種方式可以實現過程氣中so2的濃度盡可能的低并且以此來限制游離的氨化合物的形成。過程氣中升高的h2s濃度可以接受,因為焦爐煤氣再一次混入并且洗滌出h2s。
        1 克勞斯爐系統存在的問題
        公司的焦爐煤氣凈化工藝采用as循環洗滌工藝流程,酸性氣體通過克勞斯裝置產出硫磺。該工藝自2006年9月投產以來,運行不穩定,面對運行狀況做了有力的分析,借鑒同類型裝置運行經驗,和專業硫回收單位合作,共同商討方案,制定了可行的解決方案,為克勞斯爐運行創造有利條件,現有脫酸蒸氨產生的酸性氣質量不能滿足克勞斯爐的運行要求,由于酸性氣酸氣濃度設計濃度20%,系統運行酸氣濃度7%~10%之間,酸氣中氨氣含量過高,進入克勞斯爐后,克勞斯爐溫度難以維持1100℃上下,煤氣風機煤氣滿足不了克勞斯爐運行、設備內漏問題,液硫管線受阻問題等大量條件影響克勞斯爐停車,酸性氣就地排放,硫磺產量回收率較低,嚴重影響了大氣環境質量。
        2 改造部分
        優化脫酸蒸氨系統運行,對脫酸蒸氨分縮器進行了內部檢查、清理,設備內的填料進行了過濾重新裝填,減小分縮器阻力,提高進入分縮器的富液量,控制好分縮器出口的酸汽溫度在70~75℃之間,檢查分縮器下液、酸汽管道下液,嚴禁酸性汽帶水,影響克勞斯爐,為克勞斯爐提供穩定的酸汽來源。
        煤氣風機改造后流量為q=560立方米/每小時,出口壓力為p=36kpa,進口管道由原來的dn100改為dn150的管道,出口管道由原來的dn80改為dn100的管道,煤氣風機定期盤車,進出口進行排污,確保備車,從而為克勞斯爐正常運行提供了保證。
        為了設備不再內漏,部分設備內部采用了不銹鋼材料,有效的延長了設備使用周期,由于頻繁開停車,所以提高系統操作,保證系統溫度,使系統在升溫、降溫過程少產生凝結水,縮短系統升溫的時間,加快系統升溫速度,同時做好工藝處理,必要時低壓鍋爐、硫冷器加入蒸汽使系統升溫,使整個系統在升溫過程中都保持在110℃以上,防止系統產生凝結水。
        液硫管線由于伴熱不全,管道長.容易受阻,管線改造直接進入液硫中間槽,液硫中間槽密封處理,液硫管線伴熱采用整體內伴熱,兩端接口采用法蘭連接,使液 硫管道最短,伴熱面積廣,拆除檢修方面,解決了液硫管線容易受阻問題。
        3 改造效果
        改造完成的設備至2012年未出現內漏情況,克勞斯爐穩定運行,酸性氣回收率達到100%,杜絕酸性氣放散??藙谒範t體溫度嚴格按照工藝指標操作處理。液硫管線正常運行,實現了液硫的全部回收處理。
        4 結語
        克勞斯爐系統改造完成,酸性氣100%回收處理,過程氣溫度保持在110℃以上,使系統不產生凝結水,減少了設備的腐蝕,部分設備更換了材質,改為不銹鋼材質,加大了設備的耐腐蝕性,硫冷器在下一步的工作中,更換硫冷器材質為不銹鋼材質,提高酸性氣的濃度到設計指標,對待系統的穩定操作還需要進一步的研究。
        參考文獻:
        [1]何建平等.煉焦化學產品回收技術,北京,冶金工業出版社,2006年,p15-150.

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