低壓力降新型填料在焦?fàn)t煤氣PDS 脫硫塔的應(yīng)用

李應(yīng)海，邸志濤，馬成香

（攀鋼釩煉鐵廠，四川 攀枝花 617022）

隨著國(guó)家及地方政府環(huán)保要求日益提高，焦化行業(yè)生產(chǎn)超低排放已作為環(huán)保治理的重點(diǎn)工作，因此焦?fàn)t煤氣一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)是H2S 含量，現(xiàn)有的焦化企業(yè)的焦?fàn)t煤氣一般都要進(jìn)行脫硫工藝技術(shù)改造。國(guó)內(nèi)焦化企業(yè)出廠煤氣含H2S一般要求20mg/m3以下，普遍采用堿法濕法催化氧化脫硫（鈷系催化+烤膠，簡(jiǎn)稱(chēng)PDS）工藝，脫硫塔一般有1-3 臺(tái)不等，采用一塔或多塔串聯(lián)（多級(jí)）脫硫主要是根據(jù)企業(yè)的允許的阻力降的情況而確定。對(duì)煤氣鼓風(fēng)機(jī)的能力提升有限的焦?fàn)t煤氣脫硫升級(jí)改造，脫硫塔的壓力損失低顯得尤為重要。

1 脫硫生產(chǎn)狀況

攀鋼原有焦?fàn)t煤氣脫硫?yàn)锳S 工藝，脫硫塔阻力約800Pa,為了降低出廠煤氣H2S 含量，需要采用堿法濕法催化氧化脫硫工藝進(jìn)行改造，但由于現(xiàn)有煤氣鼓風(fēng)機(jī)的壓力提升有限，因此要求脫硫改造后系統(tǒng)阻力不能超過(guò)800Pa 以確保煤氣輸送順暢。為此采用碳酸鈉脫硫催化氧化再生技術(shù)，其工藝流程見(jiàn)圖1

2 脫硫塔及填料的選擇

2.1 脫硫塔

一般情況下脫硫塔臺(tái)數(shù)越多脫硫系統(tǒng)阻力越高，因此從控制阻力分析，采用了一臺(tái)脫硫塔脫硫。

圖1 碳酸鈉脫硫催化氧化工藝流程圖

2.2 填料選擇

填料的種類(lèi)很多[1]，大致可分為實(shí)體填料和網(wǎng)體填料兩大類(lèi)。實(shí)體填料包括環(huán)形填料、鞍形填料、柵板填料、波紋填料等由陶瓷、金屬和塑料等材質(zhì)制成的填料。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的各種填料，它們的用途特性各異。

2.2.1 輕瓷波柵填料

國(guó)內(nèi)焦?fàn)t煤氣脫硫塔采用的填料一般選用輕瓷波柵填料[2]，規(guī)格為190×190，填料總體積為479m3。由于輕瓷波柵填料具有耐腐蝕、制造加工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，但其缺點(diǎn)是壓力降較大，一般在60～80 Pa/m，另外輕瓷波柵填料的單位質(zhì)量較高，塔的支承負(fù)荷大。

2.2.2 拉西環(huán)填料

拉西環(huán)填料于1914 年由拉西發(fā)明，其為外徑與高度相等的圓環(huán)。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)效率低，阻力大，氣體通量小，目前工業(yè)上應(yīng)用，通常用陶瓷或金屬片做成，其高度與直徑相等，常用的尺寸為25mm～75mm（亦有小至6mm，大至150mm 的）。陶瓷壁厚為2.5mm～9.5mm，金屬環(huán)為0.8mm～1.6mm。

2.2.3 鮑爾環(huán)填料

鮑爾環(huán)是對(duì)拉西環(huán)的改進(jìn)，在拉西環(huán)的側(cè)壁上開(kāi)出兩排長(zhǎng)方形的窗孔，被切開(kāi)的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲，形成內(nèi)伸的舌葉，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右,鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。

2.2.4 新型三菱連重環(huán)

新型三菱連重環(huán)填料是用聚丙烯塑料制作，規(guī)格為240×100×2，具有耐腐蝕、制造加工簡(jiǎn)單、孔隙率高、堆積密度小、阻力降小等優(yōu)點(diǎn)。

2.2.5 各種填料特性比較

圖2 三菱連重環(huán)結(jié)構(gòu)圖

從表1 的技術(shù)參數(shù)分析，三菱連重環(huán)填料的比表面積、孔隙率、阻力降都較好。

3 低壓力降新型填料在焦?fàn)t煤氣PDS 脫硫塔的實(shí)際應(yīng)用

焦?fàn)t煤氣處理量90000m3/h，脫硫塔直徑Ф8400mm，高H=43.4m，其中三菱連重環(huán)填料總高16.5m，分三段安裝。三菱連重環(huán)填料為規(guī)整填料，其安裝平面圖見(jiàn)圖3，其下一層為錯(cuò)層安裝，角度為45°。

脫硫塔于2018 年10 月投產(chǎn)以來(lái)，在富液再生、貧液脫鹽、脫硫溫度＜35℃等參數(shù)正常的條件下，脫硫效率達(dá)到要求,脫硫塔阻力在450～600Pa，2019 年3 月對(duì)脫硫塔進(jìn)行停產(chǎn)檢查，三菱連重環(huán)填料沒(méi)有硫膏堵塞現(xiàn)象。

表1 填料特性參數(shù)

圖3 三菱連重環(huán)填料安裝平面圖

4 結(jié)論

新型三菱連重環(huán)填料作為焦?fàn)t煤氣脫硫塔的填料，與普遍采用的比表面積相當(dāng)?shù)妮p瓷波柵填料、拉西環(huán)填料、鮑爾環(huán)填料等填料相比，具有單位阻力低的特點(diǎn)，滿(mǎn)足焦?fàn)t煤氣脫硫效率要求。