脱硫相关知识

六、脱硫设备介绍

2015-08-31 10:57:28 点击数:

目录
一、 脱硫吸收塔 
1. 喷淋空塔 
2. 填料塔 
3. 液体分布器 
4. 填料 
5. 偏流、沟流 
6. 壁流、液体再分布器 
二、 富液槽,贫液槽 
1. 富液槽 
2. 贫液槽 
三、 再生槽,再生塔 
1. 喷射器低位槽再生 
2. 鼓风机高塔再生 
3. 脱硫再生一体塔 
四、 喷射器 
五、 液位调节器 
六、 泡沫槽 
七、 硫沫处理设备 
1. 脱硫专用离心机: 
2. 板框压滤机: 
3. 真空过滤机 
4. 熔硫釜 
八、 泵,鼓风机,电机 
1. 循环泵 
2. 硫沫泵 
3. 鼓风机 
4. 电机 
九、 换热器(冷凝、加热设备) 
十、 液位计 
1. 浮子式液位计 
2. 雷达液位计 
3. 磁翻板液位计 
十一、管道,阀门 
十二、设备材质,防腐 
脱硫系统设备说明

一、脱硫吸收塔

对硫化氢气体的吸收在脱硫塔内进行,脱硫塔按类型分主要有:喷淋空塔、填料塔、喷射塔、旋流板塔。最常见的是喷淋空塔和填料塔。

1.喷淋空塔

塔下部的空塔段装有3 ~ 10层喷头,在该段将大部分硫化氢脱除,上部填料段用木格子或塑料环进行进一步精脱硫并破除雾沫夹带。喷淋塔核心设备就是喷头,喷头的类型、尺寸决定了脱硫液的雾化程度,直接影响塔内的吸收效果、脱硫效率。

2.填料塔

塔内每隔一段距离分布着填料和气液再分布器,旨在让脱硫液与硫化氢气体充分接触,让气体得到充分吸收。

3.液体分布器

脱硫液进塔后在液体分布器上进行初次分布,若初次分布不均,会造成脱硫液偏流,直接影响传质效率。的液体分布器的种类有:盘式分布器、槽式分布器、管式分布器、喷嘴式分布器。

4.填料

填料是填料塔的核心设备,常见填料有拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍形填料、矩鞍金属填料、格栅砖填料、金属网填料、木格栅填料等等。

5.偏流、沟流

流体流经一个设备或是管道时,应该是全部充满这个设备或是管道,就是说应该在整个流通横截面上都应该充满,如果由于流体压力,流量以及操作条件的改变,导致流体不能全部经过管道或设备横截面,这种现象叫做偏流。 
在流固系统或气液系统中,由于不均匀的流动,流体打开了一条阻力很小的通道,形成所谓沟,以极短的停留时间通过床层。这种现象称为沟流。它较多发生在流固系统中。如沟贯穿于整个床层称为贯穿沟流,如仅发生于局部则称为局部沟流。 形成沟流会降低传质效率。

6.壁流、液体再分布器

当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降。因此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。

二、富液槽,贫液槽

1.富液槽

从脱硫塔底部流出的富液进入富液槽,富液槽作为吸收段与再生段之间的缓冲,可以增加系统储液量,可以使再生泵运行更加平稳,保护泵不会抽空。另外,富液槽还为脱硫液中的HS—转变为Sx—提供时间,使再生段氧化得到的硫颗粒更大,易于浮选。一般要求脱硫液在富液槽内有10min左右的停留时间。

2.贫液槽

贫液槽作为再生段与吸收段间的缓冲,可以增加系统储液量,可以使脱硫泵运行更加平稳,保护泵不会抽空。并且使再生后的贫液稳定下来,防止贫液夹带的硫沫和悬浮硫在脱硫塔内沉积、堵塔。

三、再生槽,再生塔

脱硫工艺中的催化氧化反应主要在此进行,再生设备有两种形式:喷射器低位槽再生,鼓风机高塔再生 。

1.喷射器低位槽再生

喷射器低位槽再生时,脱硫富液和空气通过喷射器进行剧烈混合,充分接触氧化再生,混合液先向下喷射到再生槽内,然后向上湍流。要求再生槽内安装1~2层分布筛板,脱硫液在再生槽内的计算停留时间为15~30min,槽体胖矮。

2.鼓风机高塔再生

鼓风机高塔再生脱硫液从塔下部进入,再生所需的压缩空气经底部的空气分配管进入塔内,并使其在溶液中均匀分布,混合后并流向上。气液混合程度不如喷射器剧烈,所以要求计算再生时间在30 min左右,空气吹风强度60 ~ 80 m3/(m2 · h),塔做成细长状,在中段也要安装分布筛板以保证混合效果。

3.脱硫再生一体塔

目前,有的脱硫工艺为了节约设备投资和占地面积,将再生槽至于脱硫塔之上,省略了贫液槽和脱硫泵,这样的工艺需要高扬程大动力的再生泵,脱硫液容易积硫,塔的运行压差比较高。

四、喷射器

低位再生槽采用喷射器实现脱硫液与空气的有效混合,使脱硫液氧化再生。脱硫喷射器采用由一定压力的水流通过对称均匀成一定倾斜度的喷嘴喷出,由于喷射水流速较高,产生真空吸入空气,高速流将被抽吸的气体携走,经文氏管收缩段的和喉径充分混合,在喉管内流速均衡、流体稳定,脱硫液进行氧化反应,在经扩张段使混合介质速率降低,压力增高,大于大气压力从出口喷入再生槽内。

五、液位调节器

液位调节器采用螺杆升降套筒的方法调节再生槽内液位高低,调节硫沫厚度,使硫沫正常溢出,并使贫液由此进入贫液槽。

六、泡沫槽

泡沫槽是暂时储存硫泡沫的设备。槽内要安装搅拌机,搅拌翅最好上下两层,以确保硫沫均匀、不沉降,有利于后续硫沫泵的运行。槽体可以设计为倒锥形,以减少硫磺在槽底的粘附沉积。

七、硫沫处理设备

由硫沫槽来的硫泡沫经过泡沫泵输送到硫沫处理设备。种类有:离心机、板框压滤机、真空过滤机、熔硫釜。

1.脱硫专用离心机:

利用固-液比重差,并依靠离心力场使之扩大几千倍,固相在离心力的作用下被沉降,从而实现固液分离,并在特殊机构的作用下分别排出机体,整个进料和分离过程均是连续、封闭、自动的完成。设备简单,处理量大,高转速安全性隐患大,处理后的硫磺含水量大。

2.板框压滤机:

脱硫液流经过滤介质(滤布),固体停留在滤布上,并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼。而滤液部分则渗透过滤布,成为不含固体的清液。设备简单,滤饼含水率较低,分离效果比较好,处理量一般比较有限,设备后续备件(滤布等)更换多。

3.真空过滤机

真空过滤机是在滤液出口处形成负压作为过滤的推动力,利用多孔性过滤介质,截留液体与固体颗粒混合物中的固体颗粒,而实现固、液分离的设备。可以连续完成过滤、洗涤、吸干、滤布再生等作业。真空过滤机设备和操作比较复杂,需要经常清洗、维护占地面积大,处理后的硫磺含水率低。

4.熔硫釜

熔硫釜为夹套容器,夹套内通蒸汽对硫泡沫进行加热,当加热至70-90℃时,泡沫破裂,微小颗粒的单质硫迅速聚集增大,与脱硫液分离。熔硫釜的上部安装有一个易于脱硫液进入、收集而阻止硫颗粒进入的脱硫液收集器。收集后的脱硫液排除熔硫釜外并回收至脱硫系统循环使用。剩余的硫颗粒靠自重下沉至熔硫釜的下部,熔硫釜的下部安装熔硫加热器,下沉的颗粒不断积累,同时不断地进行加热,当加热至120-130℃时,成为易于流动的熔融状态的硫,排除熔硫釜外,经冷却后成为块状固体硫进行回收。 
熔硫釜分间歇式熔硫釜和连续式熔硫釜,熔硫釜处理过的硫磺含水率是最低的,可以直接出售,操作要求比较严格,进料含水率要尽量低,最好预先用压滤机或过滤机处理过,蒸汽温度要控制好,保证出硫磺的质量。

八、泵,鼓风机,电机

1.循环泵

脱硫泵将再生完的贫液打到吸收塔内,再生泵将吸收得到的富液打到再生段。泵选型时要匹配好,保证喷头、喷射器的压力。开车时要在泵前安装过滤网,以防各种机械杂质损伤叶轮。 
开关泵需要根据贫富液槽的液位高度、溶液量具体决定脱硫泵与再生泵的先后顺序。关泵要先关出口阀,防止倒液打坏叶轮,长期停泵需要关入口阀并排空泵内液体,经常盘车。开泵时先全开入口阀,灌泵,先开泵出口压力正常后开启出口阀,也可以先把出口阀开10%左右防止出口憋压打不开阀门。正常运转时确保入口阀全开,通过出口阀开度调节流量。

2.硫沫泵

硫沫泵要选择泥浆泵,并经常清洗维护。

3.鼓风机

鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转,并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。鼓风机的类型有罗茨鼓风机,侧流式风机,多级离心鼓风机。应用最广泛的是罗茨风机。 
罗茨风机是容积式风机的一种,有两个三叶叶轮在由机壳和墙板密封的空间中相对转动,叶轮与叶轮,叶轮与机壳,叶轮与墙板之间的间隙极小,从而使进气口形成了真空状态,空气在大气压的作用下进入进气腔,进气腔的空气在叶轮转动的过程中,被两个叶片所形成密封腔不断地带到排气腔,又因为排气腔内的叶轮是相互啮合的,从而把两个叶片之间的空气挤压出来,这样连续不停的运转,空气就源源不断地从进气口输送到出气口。 
工艺运行不稳定、经常变化时,风机的工作状态持续波动,这种情况下最好采用变频电机来带动运行。

4.电机

电机是带动泵、风机等设备运转的动力部分,要根据转速、功率等参数配型。运行时要保证电流稳定、不超限。

九、换热器(冷凝、加热设备)

为了维持原料气和脱硫液的温度在合适的范围内,需要在管道上加装换热器。以水为介质为流体进行热交换的换热器按结构分有:浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。单纯为了冬季运行给流体加热的设备一般用电热套。

十、液位计

1.浮子式液位计

浮子式液位计结构最简单;不能转换电信号,中控室不能直接看到;易腐蚀损坏,铁索断裂后浮子掉进槽体内,容易堵塞管道和泵,产生事故。

2.雷达液位计

雷达液位计安装在槽体顶部,直接产生数值并将电信号传递到中控室,而现场要看液位时比较麻烦;示数波动大;容易损坏。

3.磁翻板液位计

磁翻板液位计在现场易观察液位并能转为电信号链接到中控室;不易损坏;冬季要做好保温,避免冻堵。

十一、管道,阀门

管道、阀门设计时尺寸要计算好,确保能满足最大流量下流体的通过能力,并要节约成本。主要阀门可以采用电动阀,方便远程控制,非主要阀门手动即可。特别大的阀门一般用截止阀,中小型阀门用蝶阀,最小的阀门可以采用球阀。 
冬季运行要着重保护管道弯头和阀门,避免冻堵甚至冻裂。

十二、设备材质,防腐

各塔、槽,各处管道一般采用碳钢并做好防腐。喷头、喷射器、阀门、塔内件(液体分布器,再分布器)等腐蚀严重的地方建议采用不锈钢。 
每次设备检修,要重新做一次防腐,维护好设备运行。