双氧水法尾气脱硫技改与运行实践

2020-08-03郭荣福沈粹卿曹伟伟

硫酸工业 2020年6期

郭荣福，沈粹卿，曹伟伟

(1.唐山宝顺化工有限公司，河北唐山 063300；2.江苏中建致远工程技术有限公司，江苏扬州 225115)

某公司现有1套220 kt/a硫磺制酸装置，原尾气处理采用钠碱法、一级逆喷洗涤脱硫工艺，可满足该地区排放限值要求 [ρ(SO2)＜200 mg/m3]。实际运行过程中，尾气脱硫装置存在系统阻力大、脱硫效率低、产生的亚硫酸钠溶液处理成本高等问题。鉴于以上情况，该公司经过多种方案甄选，决定由江苏中建致远工程技术有限公司（以下简称中建致远）对脱硫装置进行技术改造。通过对比各种脱硫工艺，结合企业自身情况，该公司决定采用双氧水法脱硫工艺，从根本上解决副产物处理问题，同时优化原工艺中存在的问题，为达到更低的尾排标准做好准备。

1 技术改造思路

1)原尾气脱硫采用一级逆喷湍流洗涤，需要的喷淋量较大，造成系统阻力较大（达3.14 kPa）。脱硫效率在生产负荷发生较大波动时会产生波动，只能增加循环液中碱液浓度来维持较高脱硫率。这样操作增加了碱液消耗，同时产能受到制约。针对该情况，改造设计时采用氧化吸收器+脱硫塔的两级脱硫工艺。氧化吸收器采用逆喷氧化吸收，并采用中建致远自主研发的高效、低阻喷头。该喷头具有低流量、高效率、低阻力等特点。脱硫塔采用高效低阻填料塔，并采用防喷溅式喷头，分布均匀高效。以上设计可达到低阻高效的目的，采用两级吸收可达到更低的尾排指标，可降低加入干吸工序稀硫酸中的双氧水含量，降低双氧水消耗。

2)老装置改造面临的最大问题就是空间限制，既要满足工艺条件，也要满足安全要求，还要方便操作。平面布置方面通过实地勘察，决定拆除原逆喷管道和空塔，在原位置上新建氧化吸收器和脱硫塔。氧化吸收器采用塔槽一体设计，脱硫塔仍放置于原塔体位置。因该公司地质条件较差，该方案可利用原桩基，既合理利用原装置条件，又可节约投资和缩短施工周期。

3)设计中始终遵循安全第一的理念，为保证双氧水储存使用安全，双氧水储罐设置了双温度、双液位监测，设置了呼吸阀、遮阳棚等设施，设计了降温喷淋设施，并与温度自控联锁。为保证卸车安全，设计了卸车鹤管。该设计有效利用了原装置罐区仅有的少量空地，并保证了装卸车区域安全运行。

4)为降低操作强度，实现连续化控制，增加自动化控制。氧化吸收器、脱硫塔液位实现自动控制，双氧水温度实现联锁功能。在满足工况的前提下，达到节省投资和节能的目的。循环泵进行了利旧并加装了变频装置。

5）为解决开工初期水平衡问题和检修时塔内稀硫酸倒罐储存问题，增加了稀硫酸中间槽。

6）为以后设置电除雾器预留位置。

2 工艺流程

外购w(H2O2)27.5%工业双氧水经槽车运到现场后，用双氧水卸车鹤管经双氧水输送泵送至双氧水储罐。w(H2O2)27.5%双氧水及工艺水分别经流量计计量后加入脱硫塔内。在脱硫过程中稀硫酸w(H2SO4)维持在20%～25%，双氧水w(H2O2)维持在0.1%～0.5%。

二吸塔出口的硫酸尾气先经氧化吸收器预吸收部分二氧化硫后进入脱硫塔中下部，含SO2气体与脱硫塔上部喷淋的含一定浓度双氧水的稀硫酸溶液逆流接触进行反应，二氧化硫被双氧水氧化吸收成稀硫酸，流入塔底部循环液中；含极少量二氧化硫尾气经塔内丝网除沫器除沫后达标排放。

氧化吸收器循环槽中的溶液经循环泵反复循环后，生成一定浓度的稀硫酸溶液。当w(H2SO4)达到25%左右时，部分稀硫酸溶液经循环泵在开工初期连续输送至稀硫酸中间槽储存，再由稀硫酸输送泵返回至制酸装置干吸工序作为补充液。生产稳定时可不通过稀硫酸中间槽直接由旁路管加入干吸工序。氧化吸收器循环槽溶液由脱硫塔循环泵连续补充。为维持调节氧化吸收器和脱硫塔液位平衡，脱硫塔循环酸管道上设计串酸操作。

改造后尾气脱硫装置工艺流程见图1。