Thread Content
Компания Anhui Haoyuan Chemical Group Co., Ltd. является крупным отечественным предприятием в области угольной химии. В настоящее время у нее имеется 4 установки для производства аммиака мощностью по 18,3 тыс. тонн в год. Из них установка №1 была создана путем реконструкции бывшей установки с производственной мощностью 12 тыс. тонн в год. В блоке десульфуризации этой системы параллельно работают две колонны для десульфуризации с наполнителем Ф5M, обозначаемые как 1# и 2#. Высота башни №1 составляет 25 м; в ней имеются два сегмента с наполнителем, высота каждого из которых составляет примерно 13 м. Наполнитель представляет собой кольца Боуэра диаметром Ф76 ； Высота башни №2 составляет 28,5 м. Каждая из двух установок для десульфуризации оснащена двумя резервуарами для регенерации размером Ф7м, а также насосами для перекачки бедной и богатой жидкости с пропускной способностью 480 м3/ч. 1. Существующие проблемы: по мере увеличения производственных мощностей в этой системе постепенно стали проявляться две основные проблемы, первая из которых — низкая эффективность десульфуризации. Можно обеспечить работу при низком содержании серы — 0,5–0,9 г/м³ для хлористого водорода в полугазообразном угольном газе. Однако когда содержание H2S до десульфуризации составляет ≥1 г/м³, после десульфуризации его уровень превышает допустимые значения. Способов коррекции этой ситуации нет, к тому же такой уровень уже совершенно не соответствует требованиям к современному сырьевому углю. Во-вторых, серьезная проблема с засорением башни. В обычных условиях после начала эксплуатации проходит примерно 5–6 месяцев, после чего сопротивление в турбине начинает расти; через 15–18 месяцев необходимо остановить её для демонтажа. Это не только препятствует непрерывной работе производства в течение длительного времени, но и оказывает определенное воздействие на окружающую среду. Поэтому модернизация этой системы десульфуризации крайне необходима. 2. При планировании модернизации учитывалась возможность и необходимость дальнейшего снижения содержания сероводорода в полугазе. Для повышения гибкости работы системы десульфурации компания Хаоюань решила заменить прежнюю схему, при которой две башни работали параллельно, на схему, при которой они работают последовательно. После тщательного анализа было решено применить в первой башне, предназначенной для предварительной десульфурации, технологию распыления из воздушной камеры, разработанную нашей компанией. Кроме того, наша компания предоставит план технической модернизации. После перехода с параллельной на последовательную схему соединения башен объем воздуха, проходящего через одну башню, удваивается по сравнению с ранее. Согласно расчетам, для башен для десульфуризации с использованием наполнителя скорость потока воздуха в башне оказывается довольно высокой, но это все еще находится в пределах допустимых значений, без значительного превышения. Что касается пустой башни, то диапазон скорости потока воздуха в ней может быть довольно широким. Поэтому это также является предпосылкой для перехода от параллельного к последовательному соединению двух башен. 3. Технические параметры. Компания Хаоюань Хуагян предоставляет следующие технические параметры: расход полугаза при обработке – 74000 Н·м³/ч; содержание H2S на входе – ≥4 г/м³. Требуемое значение содержания H2S на выходе из башни №1 после реконструкции – ≤1,0 г/м³. Расчетное сопротивление потока в башне №1 после реконструкции должно быть ≤10 гмм рт. ст. Эффективность десульфуризации и сопротивление системы должны оставаться неизменными в течение трех лет – изменения не должны превышать 10%. Потери раствора для десульфуризации: Vпотери ≤ Vциркуляция × 0,5%/день. 4. Техническое решение. Исходя из технических параметров и требований, предложенных компанией Хаоюань Хуагун, наша компания разработала следующее решение по модернизации: (1) Модернизировать существующую десульфуризационную башню №1 Ф5м, превратив её из башни с наполнителем в башню с системой распыления. По расчетам необходимо установить 80 комплектов высокоэффективных распылительных устройств модели DSP-18, разработанных и произведенных нашей компанией. Пропускная способность каждого распылителя составляет 18–20 м3/ч; общий объем циркулирующей жидкости должен составлять примерно 1600 м3/ч. (2) Установлены три новых насоса для десульфуризации с пропускной способностью 800 м3/ч и высотой подъема 70 м (2 в эксплуатации, 1 в резерве); старые насосы могут использоваться в качестве насосов для регенерации. (3) Из-за значительного увеличения объема циркуляции раствора время пребывания раствора в резервуаре для регенерации стало недостаточным. По расчетам необходимо использовать резервуар для регенерации размером Ф9000, а также 34 инжектора размером Ф30; время пребывания раствора в резервуаре составит примерно 15 минут. (4) Установка резервуаров для бедной и богатой жидкости, соответствующих технологическому процессу. (5) Система восстановления серы: из-за значительного увеличения объема водорода сульфида, обрабатываемого в единицу времени после модернизации, а также большого количества остаточной жидкости, получаемой при непрерывном плавлении серы, рекомендуется фильтровать пену серы перед ее плавлением; это также поможет снизить вероятность засорения форсунок. 5 На месте реализация проекта была осуществлена благодаря совместным усилиям технических и производственных специалистов обеих сторон. Работы по модернизации начались в конце февраля 2011 года и продолжались 40 дней, после чего установка была завершена. Различия между фактическим состоянием после реконструкции и планом реконструкции заключаются в следующем: (1) с целью максимального использования угля с низким содержанием серы, в нижней части колонны установлены кольца Боуэра диаметром Ф76 высотой примерно 1 м. (2) Для устранения больших потерь раствора, вызванных попаданием пузырьков воздуха, вращающийся фильтр-демуфлер, расположенный в верхней части колонны, не демонтировался. (3) Из-за ограничений по площади и других причин компания Хаоюань Хуагон не выполнила рекомендацию нашей компании относительно строительства нового реактора объемом Ф9000. Также не было увеличено объем резервуаров с бедной и богатой жидкостью; вместо этого были установлены три новых насоса для перекачки бедной жидкости с производительностью 800 м3/ч. 6 После завершения установки система десульфуризации была введена в эксплуатацию в начале мая, то есть в режиме последовательного соединения двух башен. После запуска, при уровне H2S на входе в башню десульфуризации около 1,5 г/м3, при использовании всего одного насоса с 42 форсунками, уровень H2S после десульфуризации составлял 0,5 г/м3, а эффективность десульфуризации превышала 60%. В то же время сопротивление башни ≤ 10 мм рт. ст., что в основном соответствует целям проектирования и техническим требованиям компании Хаоюань Хуагя. В сентябре 2012 года автор вновь посетил предприятие Хаоюань Хуаган для технического контроля. В то время уровень H2S до процесса десульфурации превышал 2 г/м³. При использовании всего одного насоса и 70 распылителей эффективность десульфурации составляла около 75%. К тому же, спустя несколько месяцев работы сопротивление в башне оставалось на уровне 10 мм рт. ст., и не наблюдалось признаков его увеличения. От руководства компании до менеджеров цехов все выражают удовлетворение. 7. Проблемы и рассмотрения: из-за большого диаметра колонны диаметр верхней трубы также оказывается великим, причем существует лишь одна верхняя труба для подачи жидкости. Это приводит к тому, что форсунки, расположенные в конце трубы, легко забиваются. Автор предлагает при реконструкции колонн с диаметром более 4,5 м использовать две верхние трубы для подачи жидкости, чтобы избежать засорения форсунок в конце трубы. 8 Заключение. Успешное применение комбинированной технологии с использованием капельного орошения в пустой колонне в сочетании с наполнительной колонной в системе №1 компании Хаоянь Хуагэ ещё раз доказывает, что технология капельного орошения, разработанная нашей компанией, является зрелой и надежной, а также обладает высокой перспективой для широкого применения.