鸿化公司合成氨装置能力为100 k t/a , 采用PDS 氨水脱硫工艺。由于原料天然气中硫含量较高且波动大, 以H2S 计, 在1～ 418 g/m 3, 一般在2 g/m 3 左右, 因而吸收硫后的氨水溶液中悬浮硫浓度很高。系统原来没有过滤装置, 硫泡沫与溶液分离操作较难, 造成脱硫系统管道堵塞、泵叶轮中硫膏沉积, 使吸收塔阻力增大、气体净化度下降。严重影响脱硫系统的正常生产。尤为严重的是, 为了减少溶液中悬浮硫, 以维护正常生产,有时不得不采取排放脱硫液至地沟的办法, 从而造成环境污染。
针对上述状况, 经过大量调研、对比分析, 最后决定采用美国戈尔公司的薄膜过滤技术, 选用AU TO 2152NBP2CSP2HA 型戈尔过滤器, 并于1997 年10 月26 日正式投用于生产。
1 戈尔过滤器及工作原理
戈尔膜过滤技术是美国戈尔公司的专利技术, 其核心材料是过滤元件。该过滤元件由一根根过滤薄膜袋组成, 可根据工作负荷的大小调整过滤薄膜袋的数量和变换薄膜滤袋的过滤孔径,以达到良好的过滤效果。
1.1 主要技术规格
设备参数见表1, 装置动力消耗见表2。
1.2 过滤系统
戈尔过滤器由筒体、管道、控制阀、过滤原件、自动控制系统及气动控制系统组成。过滤原理如图1, 带控制点工艺流程见图2。
工作原理: 待滤液通过1# 阀进入戈尔过滤器下腔, 下腔中空气经7# 阀排空, 下腔液位至7# 阀接口时, 7# 阀自动关闭, 溶液经过薄膜滤袋过滤, 清液经上腔排出至贫液槽回收利用, 过滤一段时间后, 当滤饼达到一定厚度或过滤时间达到给定值时, 控制系统自动进入反冲清膜状态, 1# 、3# 、4# 阀按各自功能自动切换, 即: 1# 阀关闭, 停止进液, 3# 阀打开, 使硫泡沫泵出口液打循环返回流泡沫槽, 4# 阀打开排掉部分待滤溶液, 使过滤器上腔中清液瞬时反向流动, 将滤袋外表面沉积的滤饼冲掉, 起到清膜作用, 滤饼脱离滤袋后沉降到过滤器的锥形底部, 系统重新进入过滤状态。当底部滤饼达到一定量时, 系统在反冲清膜后进入排渣状态, 通过已设定参数自动打开6# 阀, 滤饼迅速排出至硫渣槽, 送熔硫工序熔硫。排渣程序执行后, 系统立即自动进入下一轮进液、过滤、反冲程序。
上述整个过程都由一单板机构成的控制系统控制, 可根据生产需要随时设定或更换运行参数, 操作非常简单、方便。
1.3 我厂目前运行的参数(见表3)
2 使用情况
1997 年10 月26 日, 设备安装完毕后, 随即开车, 整个开车过程非常顺利, 一次性成功, 浑浊的硫泡沫液变成了清澈透明的滤液。
自开车至今, 除控制用单板机曾出故障送修外, 整个系统能正常稳定运行, 由于该系统自控水平高, 主体装置做到了完全自控, 无人操作。投用前后对溶液中固型物含量进行了跟踪监测, 测定数据如表4。
根据设计要求, 经戈尔过滤器过滤后, 清液中含固量均达到< 50 m g/L 的标准。我厂脱硫系统整个溶液循环量为100～ 120 m 3/h , 经过实测,戈尔过滤器处理量为10～ 18 m 3/h , 即有10%～15% 的循环溶液经过过滤后清液返回系统, 故使贮槽贫液的含固量由投运前的200～ 300 m g/L降至目前的10～ 20m g/L 。整个系统得到了清洁,以前出现的硫泡沫堵塔、堵管、堵泵现象不复存在, 保障了生产的正常运行。
另一方面, 由于整个溶液系统清洁, 使气体中的H2S 脱除率得到提高。由投用戈尔过滤器前的94% 上升到96% , 为后续生产带来极大便利。
3 存在的问题
戈尔过滤装置运行至今, 起到了非常明显的作用, 但在运行过程中也发现以下问题。
3.1 薄膜滤袋非常怕油, 如有油污染, 则过滤阻力相当大, 需用清洗办法消除, 这在客观上要求处理的气质清洁, 操作精心。如被油污染, 可采用2% 左右的N aOH 溶液碱洗, 即可恢复如初。
3.2 戈尔滤袋忌卤水污染, 如天然气带水, 其中的Ca2+ 、M g2+ 等离子及卤水中其它成分易污染滤袋。如遭污染, 应当用015%～ 110% 的HCl 溶液酸洗, 可恢复如初。
3.3 由于控制器所处环境湿度大, 空气中氨含量相对较高, 因此, 控制器会出现不稳定状况, 甚至损坏, 需改善安装环境。
4 结束语
戈尔过滤装置用于我厂脱硫系统以来, 对于消除环境污染, 预防设备堵塞, 提高气体净化度起到了相当大的作用。我们认为该技术先进可靠, 操作平稳简单, 直接经济效益明显(投资在两年内便可收回) , 大大改善了我厂脱硫系统的操作状态。在日益增强环保意识、大力推进环境保护的今天,其发挥的综合效能越来越大, 值得大力推广。
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