硫回收装置酸性气燃烧系统及尾气焚烧系统设备采购技术要点

赵月刚

(陕西未来能源化工有限公司技术一部，陕西 榆林　719000)



硫回收装置酸性气燃烧系统及尾气焚烧系统设备采购技术要点

赵月刚

(陕西未来能源化工有限公司技术一部，陕西 榆林719000)

摘要：介绍了硫回收工艺中酸性气燃烧系统、尾气焚烧系统在采购过程中应注意的几个技术要点，结合实践经验提出了两系统设计制造中的关键技术。

关键词：荷兰荷丰低温SCOT工艺；酸性气燃烧系统；尾气焚烧系统；烧嘴；设计；材料；制造

1前言

陕西未来能源化工有限公司兖矿榆林100万t/a煤间接液化示范项目硫回收装置采用荷兰荷丰低温SCOT工艺，本工程硫磺产量118t/d，生产规模为4万t/a硫磺。其中酸性气燃烧系统两系列、尾气焚烧系统单系列，均为硫回收装置关键设备，按成套定型设备供货，两系统工艺工况如下：

酸性气燃烧系统工况：酸性气预热至240℃后进入主燃烧器，与纯氧在主燃烧器及酸性气燃烧炉内欠氧燃烧，使酸性气中的碳氢化合物完全燃烧，大约1/3硫化物被氧化为SO2，同时二氧化硫与未反应的硫化氢反应生成硫磺。

尾气焚烧系统工况：焚烧后的酸性气经废热锅炉回收余热降温至294℃后进入后续流程，同时副产4.1MPa饱和蒸汽。吸收塔的净化尾气或者来自三级硫冷凝器的克劳斯尾气以及来自液硫池抽出气，为保证H2S燃烧彻底，采用燃料气+空气燃烧。燃烧后的尾气经焚烧炉蒸汽过热器以及废热锅炉回收余热后去烟囱高点放空。

2采购设备技术参数

2.1　酸性气燃烧系统

表1

2.2　尾气焚烧系统

表2

3采购技术要点

3.1　制造厂家的选定

3.1.1制造厂家必须是有经验的设计制造单位，应具有对整个焚烧系统进行工艺可行性分析的能力，以保证整个装置的良好运行，负责酸性气燃烧系统、尾气焚烧系统成套设备的设计、制造，必须具备Ⅱ类(D2级)压力容器的设计、制造许可证。

3.1.2制造厂家必须独立完成焚烧炉烧嘴的设计、供货，拥有自主知识产权的燃烧器(烧嘴)设计计算软件，并经过实践证明是可行的，必须具有焚烧系统烧嘴、燃烧炉、废热锅炉成套供货业绩。

3.1.3制造厂家配套耐火材料厂家应具有耐火材料生产、炉窑工程施工的资质及质量管理体系，并通过ISO9000认证。

3.2　设计技术要点

3.2.1设计时应充分考虑介质的特性以及腐蚀性、使用寿命等，材料选择应具备耐高温、耐腐蚀性能。

3.2.2所有仪表、电气设备的防护级别考虑H2S的腐蚀性环境要求，同时满足dⅡCT4的防爆要求。

3.2.3酸性气燃烧系统、尾气焚烧系统负荷调节范围50%～110%；应能保证稳定燃烧。

3.2.4尾气焚烧炉烧嘴

3.2.4.1尾气焚烧炉烧嘴配置点火系统(点火枪为自动伸缩式)及双路火焰检测器系统。

3.2.4.2应有同类型烧嘴的测试平台，所设计的烧嘴是经测试及工程实践证明能够满足要求的。

3.2.5耐火砖、隔热砖、浇注料、耐火衬里

3.2.5.1尾气焚烧炉烧嘴、酸性气燃烧炉、尾气焚烧炉高温区耐火砖及酸性气废热锅炉、尾气废热锅炉耐火衬里浇注料应采用Al2O3≥98%，Fe2O3≤0.3%的耐火材料，密度为3.2g/m3；

3.2.5.2尾气焚烧炉烧嘴、酸性气燃烧炉、尾气焚烧炉、蒸汽过热器浇注料采用Al2O3含量45%～55%，密度为1g/m3，尾气焚烧炉烧嘴内采用楔形砖。

3.2.5.3所有设备耐火衬里锚固钉为0Cr25Ni20。

3.2.6酸性气废热锅、尾气废热锅炉

3.2.6.1制造厂家应提供废热锅炉管板温度场分析报告和应力分析报告。

3.2.6.2酸性气废热锅、尾气废热锅炉管板应采用挠性薄管板结构，并在工程应用上有10a以上的成功应用业绩；

3.2.6.3要求壳程腐蚀余量1.5mm，管程腐蚀余量3mm；前管板与换热管管头必须采取可靠的保护结构，换热管采用正方形布置，管头保护套管必须采用导热系数低的非金属材料制作，采用棕刚玉保护套管，要求长度在150～200mm，与换热管配合间隙要控制合理尺寸。

3.2.6.5管板与壳体支撑杆，要求合理设计管板厚度，管板处焊接要求制定合理焊接工艺，无损检测，确保焊接接头质量，确保使用寿命。

3.2.6.6酸性气废热锅要求后部加液硫捕集器装置，有利于将工艺气中的硫捕集，确保后续设备的连续运行。

3.2.7蒸汽过热器管程材质为S32168不锈钢管，要求内部换热器组结构设计成焊接式。

3.3　材料、制造技术要点

3.3.1焚烧炉烧嘴

3.3.1.1烧嘴室外水平安装在尾气焚烧炉上，燃烧器外壳通过法兰与尾气焚烧炉燃烧室法兰进行连接，密封采用不锈钢石墨缠绕垫。

3.3.1.2应采用合理的制造工艺，合理可靠的系统设置，保证烧嘴的正常工作。在低负荷运行情况下，完全没有回火的危险。

3.3.1.3烧嘴部件所选用的材料：壳体Q345R，烧嘴：Cr25Ni20，高温区选用不锈钢材料，空气侧和工艺气侧碳钢的腐蚀余量是3mm。

3.3.1.4烧嘴各加工部件制造保证各项尺寸偏差，组装后保证烧嘴内、外喷管的同心度公差要求等。烧嘴外部要进行喷砂处理SA2.5级，外部涂以两层耐高温漆。

3.3.2容器类设备

3.3.2.1酸性气焚烧炉、尾气焚烧炉的壳体材料采用Q245R，酸性气废热锅炉、尾气废热锅炉的材料采用Q345R，蒸汽过热器壳体材料采取Q245R，板材厂家：舞阳钢铁有限责任有限公司、武汉钢铁集团公司。

3.3.2.2换热管

蒸汽过热器换热管为S32168，采用宝钢集团上海五钢有限公司、浙江久立特材科技股份有限公司的产品。

酸性气废热锅炉、尾气废热锅炉换热管为20，采用常州盛诺管业有限公司、常州瑞源钢管有限公司、天津市港鑫无缝钢管有限公司的产品。

3.3.2.3锻件

锻件应符合NB/T47008-2010、NB/T47010-2010中规定的Ⅲ级或Ⅲ级以上要求。生产厂家为：上海同舟特殊钢有限公司、无锡宏达重型锻压有限公司、无锡远大重型锻造有限公司、嘉兴市乍浦杭湾重型机械厂。

3.3.2.4酸性气燃烧炉、尾气燃烧炉应设置一个滑动支座，一个固定支座，以保证设备运行的热胀冷缩。

3.3.3要求耐火衬里、耐火砖材料砌筑的设备，在出厂前完成热烘炉烘干，烘炉温度到500℃，满足榆林冬季低温存放的要求。

4结语

酸性气燃烧系统、尾气焚烧系统是硫回收工艺中的关键设备，设备选型首先要考虑的是先进性、成熟性、安全可靠性问题，需进行深入细致地技术交流和调研。国内具备成套供货业绩的厂家主要有北京航天石化技术装备工程公司、洛阳瑞昌石油化工设备有限公司，只有选择优秀的供应商及最优化的设计、制造工艺，才能保证设备的连续运行，保证企业利益的最大化和化工装置的长周期运行。

《化工设计通讯》征订启事

《化工设计通讯》杂志系经国家新闻出版总署批准国内外公开发行的全国性化工科技期刊，创刊于1975年，由湖南化工医药设计院主办，主管单位为湖南省石油化学行业管理办公室。是全国化工系统优秀期刊和省一级期刊。被CA《化学文摘》(美)、中国期刊全文数据库(CNKI中国知网、清华同方学术期刊光盘版)、《万方数据-中国数字化期刊群》、维普《中文科技期刊数据库》、《中国化学化工文摘》、台湾华艺数位数据库等收录。发行范围遍及全国各省市化工主管部门、设计院、科研院(所)、化工企业、大中小化肥厂、大专院校、图书馆及信息部门。世界上一些著名的大学也订阅了本刊,全世界排名前十的大学如哈弗大学、普林斯顿大学、加州理工学院等；中国大学如香港大学、清华大学、北京大学等；还有一些世界知名的机构，如美国能源部、美国国防部、美国国会图书馆、法国国防部、日本国会图书馆、澳大利亚能源部等；还有一些世界著名的化工跨国公司如美国杜邦、德国巴斯夫、拜耳、中国石油、中国化工等。主要报道化工产品的设计、研究、生产、建设、技改、教学等方面的新工艺、新产品、新技术、新设备、新材料。

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Equipment Procurement of Acid Gas Combustion System andExhaust Gas Incineration System in Sulfur Recovery Plant

ZHAOYue-gang

(Shanxi Future Energy Chemical Co.，Ltd.，Shaanxi 719000)

Abstract：This article introduces several technical points of equipment procurement of acid gas combustion system and exhaust gas incineration system in the sulfur recovery plant.

Key words：hofungt SCOT process；acid gas combustion systems；exhaust gas incineration systems；burner；design；materials；manufacturing

中图分类号：TQ111.14

文献标志码：B

文章编号：1003-6490(2015)01-0038-03

作者简介：赵月刚(1972-)，男，汉族，陕西榆林人，山东理工大学机械设计制造及其自动化专业毕业，工程师，现主要从事化工生产技术工作。

收稿日期：2014-06-03