超级克劳斯论文（共4篇）
超级克劳斯论文 篇1
近年来, 随着各国对环境污染的控制日益严格, 世界上许多大公司和科研机构加强了对硫回收技术的开发, 出现了许多新工艺、新技术。超级克劳斯工艺就是一项先进、成熟的硫磺回收技术, 具有流程简单、操作灵活、安全可靠、运行费用低、应用规模不限、使用范围广、硫回收率高等优点, 成为近20年来发展最快的硫磺回收工艺技术之一。在新建硫磺回收装置建设及原有老装置改造方面, 超级克劳斯硫磺回收工艺都有广阔的应用前景。本文介绍了超级克劳斯及相关的传统克劳斯、超优克劳斯硫磺回收工艺原理, 叙述了超级克劳斯工艺的发展及应用概况和技术特点, 并对该工艺在国内相关领域的应用前景作出了展望。
克劳斯 (Claus) 法是一种比较成熟的多单元处理技术, 是目前应用最为广泛的硫回收工艺。根据过程气中H2S体积百分比的高低, 分别采用直流克劳斯法、分流克劳斯法、直接氧化克劳斯法。其工艺过程为含有H2S的酸性气体在克劳斯炉内燃烧, 使部分H2S氧化为SO2, 然后SO2再与剩余的未反应的H2S在催化剂作用下反应生成硫磺。
克劳斯硫磺回收工艺自从20世纪30年代实现工业化以后, 已经广泛用于合成氨和甲醇原料气生产、炼厂气加工、天然气净化等煤、石油、天然气的加工过程中。在脱硫过程中产生的含H2S气体中回收硫, 既可获得良好的经济效益, 又可解决工业废气对大气的污染问题。在传统克劳斯工艺基础上开发的超级克劳斯工艺在硫磺回收率、尾气环保达标、装置投资费用等方面具有更多的优势, 目前, 已在德国、荷兰、美国、加拿大和日本等国推广应用, 我国也已引进该工艺并投入生产运行。
一、发展概况
从石油、石化、冶金、化肥等行业含H2S等硫化物的酸性气中回收利用硫, 根据工艺流程选择和当地产品销路情况, 产品可以制成硫磺或硫酸。对含H2S酸性气体的处理, 用H2S制取硫磺, 工业生产中多采用固定床催化氧化, 典型的方法有克劳斯工艺。利用克劳斯装置净化尾气中的硫化物回收硫磺工艺已得到了迅速发展, 其具体工艺流程有20多种, 主要有传统克劳斯工艺, 低温克劳斯工艺、超级克劳斯 (SuperClaus) 工艺, 带有SCOT尾气处理的克劳斯工艺等。其中超级克劳斯工艺是在两级普通克劳斯转化之后, 第三级改用选择性氧化催化剂, 将H2S直接氧化成元素硫, 传统克劳斯工艺要求H2S/SO2摩尔比值为2的条件下进行, 而此种工艺却维持选择性氧化催化段在富H2S条件下举行, 一改以往单纯增加级数来提高H2S的回收率的方法。
经过半个多世纪的演变, 克劳斯工艺在催化剂研制、自控仪表应用、材质和防腐技术改善等方面取得了很大的进展, 但在工艺技术和基本设计方面变化不大, 普遍采用的仍然是直流式或分流式工艺。由于受反应温度下化学反应平衡和传统克劳斯工艺本身的限制, 即使在设备和操作条件良好的情况下, 使用活性好的催化剂和采用三级转化工艺, 传统克劳斯法硫的回收率最高也只能达到97%左右, 相当于装置处理量的3%～4%, 其余的H2S、气态硫和硫化物, 最后都以SO2的形式排入大气, 存在着尾气排放超标问题, 严重地污染了环境。因此, 克劳斯硫回收装置一般都配有相应的尾气处理单元, 这些先进的尾气处理单元或与硫回收装置组合为一个整体装置, 或单独成为一个后续装置, 但这样会使硫磺回收装置的投资费用相应大大增加。
为了更加节省投资、改善克劳斯装置效能、提高硫回收率和尾气排放达标, 采用不断开发的相关新技术, 对传统的克劳斯工艺进行改进, 从改善热力学平衡和强化硫回收的角度出发, 这包括发展新型催化剂、富氧燃烧技术、深冷器技术等, 开发出了超级克劳斯、超优克劳斯 (EuroClaus) 工艺, 在没有气体吸收提浓和尾气处理装置的情况下, 可以使硫磺回收率提高到99.0%和99.4%, 完全可以使排放尾气达到国家现有规定的指标, 同时节省了装置投资费用, 成为现有单一常规克劳斯装置改造的最佳选择。
二、工艺原理
1. 传统克劳斯
传统克劳斯装置由一个高温段及二个或三个转化段构成.高温段包括H2S燃烧炉和废热锅炉, 克劳斯法是利用气体中的H2S, 在克劳斯燃烧炉内使其部分氧化生成SO2, 燃烧反应是H2S+1.5O2→SO2+H2O, 约有1/3的H2S于1200℃左右温度下与空气在燃烧炉内反应生成SO2, 其余未反应的H2S同SO2在温度较低的转化段借助于催化剂继续完成克劳斯反应, 再与部分H2S作用生成硫磺, 在克劳斯转化器中的反应是2H2S+SO2→3S+2H2O。图1为工艺流程框图。
2. 超级克劳斯
超级克劳斯工艺是由荷兰Comprimo公司与VEG气体研究院和Utrech大学合作开发并拥有, 采用通过改变以往单纯提高H2S与SO2反应进程的方法, 在传统克劳斯转化之后, 最后一级转化段使用新型选择性氧化催化剂, 实际上是一种尾气处理工艺, 由此来改进克劳斯工艺的硫回收技术。由于在高温段和第一、第二转化段内H2S过量运转, 总硫转化率要降低约1%～2%, 但这种转化率的损失可在第三转化段由H2S选择氧化增产的元素硫得到补偿。其目的是在没有尾气处理装置的情况下, 使经克劳斯硫磺回收处理过的酸性气体尾气能符合排放要求并尽可能地提高硫磺的回收率。
其工艺流程是在传统克劳斯工艺基础上, 添加一个选择性催化氧化反应段 (超级克劳斯转化器) 或最后一级转化反应器改用选择性氧化催化剂处理传统克劳斯硫回收尾气, 在通入过量空气的情况下将来自最后一级克劳斯段的过程气中剩余的H2S选择性氧化为元素硫, 从超级克劳斯反应器出口来的含有非常少量的H2S过程气进入深冷器, 将过程气中的硫磺最大限度的捕集下来, 从而将硫磺回收率提高到99%以上。然后尾气直接送入焚烧炉焚烧后排放。工艺流程框图见图2。
实际上超级克劳斯工艺克服了普通克劳斯的缺点, 即是传统克劳斯工艺的延伸。超级克劳斯硫回收技术有两种类型, 一种称之为超级克劳斯—99型, 另一种称之为超级克劳斯—99.5型, 数字“99”和“99.5”表示当最后一级反应器装填超级克劳斯催化剂后, 能够达到的总硫回收率。超级克劳斯—99.5型硫磺回收率能达到99.5%, 这时则需在2级转化器和选择氧化反应器之间增加一个加氢转化器。在加氢转化器内SO2、COS、CS2以及硫蒸汽等所有的硫化物, 都被还原成为H2S。在选择性催化氧化反应段的主反应方程式为H2S+0.5 O2→S+H2O, 副反应为S+O2→SO2。由于该反应是热力学完全反应, 所以可以获得较高的硫磺回收率, 达到了硫回收与尾气处理同时进行的双重功效。
3. 超优克劳斯
超优克劳斯工艺是在超级克劳斯—99型的基础上开发的。目的是在不增加额外投资的基础上, 将硫磺回收率提高到99.4%或更高。超优克劳斯工艺与超级克劳斯工艺区别是在最后一级克劳斯催化反应器床层中的克劳斯催化剂下面装填了一层加氢还原催化剂, 构成加氢还原反应器 (超优克劳斯转化器) , 将SO2还原成硫和H2S后再选用选择性氧化催化剂, 使总硫回收率得以大大提高。根据酸性气体进料量和催化反应器数量, 回收率可以达到99.4%以上, 其工艺流程框图见图3。
三、技术特点
1. 操作灵活方便
由于超级克劳斯工艺采用过量空气操作从而产生较少的SO2, 因此对空气的控制要求不是很严格, 不要求精确控制H2S和SO2的苛刻比例, 而是控制最后一级克劳斯反应器出口过程气中H2S含量在0.6%～1.5%之间, 因此可以采用简单的流量控制回路, 使操作灵活方便, 弹性范围大, 操作下限可以达到15%。
2. 硫磺回收率高
由于上游采用了H2S过量操作, 抑制了尾气中SO2含量, 因此装置总硫回收率高, 且运行过程连续无需周期切换, 可连续操作。选择性氧化反应是一个热力学完全反应, 因此可以达到很高的转化率。在尾气不作任何处理的情况下, 总硫转化率即可达到99%或99.5%以上水平, 并达到环保排放要求, 具有硫磺回收和尾气处理的双重作用。
3. 装置适应性强
超级克劳斯工艺适用于酸性气浓度范围广, H2S浓度可以在23%～93%之间, 既可用于新建装置, 也适用于现有的克劳斯装置技术改造, 还能和富氧氧化硫回收工艺结合使用。装置运行中过程气连续气相催化, 中间不需要进行冷凝脱水, 无“三废”处理问题。
4. 投资费用少
超级克劳斯装置的设备可用普通碳钢制作, 其公用工程和操作费用大致和传统克劳斯装置相当, 能以最少的投入取得最好的效果。新建一套同样工艺和规模的超级克劳斯—99型硫回收装置, 投资费用仅比传统克劳斯装置增加5%, 即使是新建超级克劳斯—99.5型装置, 增加费用也不过20%左右。超级克劳斯和其他几种硫磺回收工艺的相对投资和效益比较情况列于表1 (见第60页) 。
四、应用概况
1. 重庆天然气净化总厂
该厂渠县分厂、垫江分厂原设计处理原料天然气400×104m3/d, H2S含量为0.07%～0.14%, 硫磺回收工艺采用两级常规克劳斯工艺回收硫磺。随着气田开发的变化, 进入该厂的原料天然气中H2S含量大幅上升, 远远超过设计处理能力。原设计两级常规克劳斯硫磺回收工艺难以满足工厂满负荷正常运行, 硫磺回收率仅为80%左右, 排放尾气中SO2严重超标。为提高硫磺回收装置的回收率, 削减SO2排放量, 总厂决定对渠县分厂和垫江分厂硫回收装置进行技术改造。渠县分厂、垫江分厂引进3套荷兰和德国先进的超级克劳斯硫回收装置。目前3套超级克劳斯硫回收装置已通过装置性能考核, 运行稳定, 其中超级克劳斯工艺硫磺回收率可提高到99.23%～99.55%, 大大削减了SO2排放量, 装置废气排放能达到国家一级标准。
2. 山东省单县化工有限公司
单县化工曾建有一套老式克劳斯炉, 对H2S的回收转化率仅为80%。公司在反复考察和对比的基础上, 2007年9月决定投资1000万元, 采用目前国内最先进的直流式部分燃烧法超级克劳斯硫磺回收工艺, 进行年产4000t废气回收硫磺项目建设。项目投产仅两个多月, 就已回收硫磺600多吨, 不但产生了良好的经济效益和社会效益, 而且具有较大的推广价值。该装置工艺配比逐步优化, 收率稳步提高, 以SO2和CS2计, 收率可高达99%以上, 比原克劳斯炉高出25个百分点。原来剧毒废气H2S转化成了高纯度的硫磺, 全年多回收硫磺985t, 折合人民币300万元。
3. 兖州煤业榆林能化公司
该公司位于陕西榆林, 以中西部地区煤为原料生产甲醇, 年产甲醇60万t, 装置采用德士古煤气化技术产生合成气, 作为制取甲醇的原料气。经过反复的技术论证和交流, 最终采用了超级克劳斯硫磺回收工艺, 处理低温甲醇洗溶剂再生部分的酸性气。超级克劳斯装置包括1个加热段, 2个克劳斯转化器和1个超级克劳斯转化器。为了使装置平面布置更加紧凑, 分别采用废热锅炉和一、二级硫磺冷凝器, 一、二级克劳斯转化器和超级克劳斯转化器组合式设计。超级克劳斯装置的硫磺回收能力为17t/d, 硫磺回收率为99.0%, 排放气中SO2≤0.0336%, 符合国家大气污染物综合排放标准。
五、前景展望
超级克劳斯硫磺回收工艺在突破传统观念的基础上, 巧妙地组合了近年开发的新技术, 对传统克劳斯工艺作了较大的改造, 成为过去20年里发展最快的硫磺回收工艺技术之一, 工业化运行经验丰富, 目前已在国内外引起普遍重视, 已成为一项非常有竞争性和吸引力的酸性气体硫磺回收技术。据该技术的开发者Comprimo公司提供的数字, 在过去的几年时间里, 国外自20世纪90年代以后已经在30多个国家建设了近100套装置, 还有30多套装置正在设计和建设之中。在国内也建有30余套生产装置, 表2所示为国内部分超级克劳斯硫磺回收装置概况。
超级克劳斯硫磺回收工艺可以在原有克劳斯装置的基础上加以改造, 增加不多的投资即可实施, 并能达到提高硫磺回收率、节省投资费用、运行费用较低, 尾气符合排放标准的目的。随着国内以煤为原料制合成氨和甲醇生产装置不断增加, 可以预计在今后几年内煤制合成氨和甲醇装置还会不断增加且规模趋于大型化, 但日趋严格的环保法规也对我国煤制合成氨和甲醇装置提出了新的要求。由于煤化工领域的特殊性, 通常在克劳斯装置下游没有SCOT尾气处理装置。针对这样的情况, 若采用传统克劳斯+SCOT工艺, 虽能达到环保要求, 但该工艺相对流程复杂, 操作工艺条件苛刻, 装置投资较大。因此, 对于没有溶剂吸收装置的煤化工领域来说, 也不是一个很好的选择。
近年来, 国内新建的合成氨和甲醇装置中的气体净化大都采用德国鲁奇公司的低温甲醇洗和国内自主开发的NHD法气体净化技术.无论采用哪种技术, 溶剂再生后的酸性气体中H2S浓度一般在25%～30%, 且气量也不大。由于酸性气浓度低和气量小, 使得燃烧段的温度较低, 这样造成其他杂质燃烧不完全。其次, 由于传统克劳斯工艺本身的限制, 对于较高酸性气浓度理论上的回收率通常为96%～98%, 实际回收率只能达到94%～97%。所以, 目前大多数采用单一的传统克劳斯工艺处理的合成氨和甲醇企业都存在着克劳斯尾气排放超标问题。而超级克劳斯工艺可以在没有尾气处理的情况下, 满足日益严格的环保要求, 是新建煤制合成氨和甲醇酸性气硫磺回收装置和现有克劳斯装置改造的最佳选择。
与带有SCOT工艺的克劳斯装置相比, 虽然没有尾气处理装置, 但是超级克劳斯装置依然可以达到较高的99.0%以上的硫回收率, 且投资费用较低。与传统克劳斯硫磺回收装置相比, 其主要优势是投资相当, 但硫磺回收率有明显的提高, 且尾气符合环保排放要求。我国目前现有克劳斯硫磺回收装置77套, 以及对于为数不少的小型炼油厂、焦化厂、化肥厂等, H2S含量低, 建大型硫回收装置不合适也不现实, 还有一些由于装置规模小, 没有设尾气处理单元或尾气处理不达标的硫回收装置, 预计超级克劳斯工艺今后在对国内现有克劳斯装置的技术改造和新建装置方面将具有一定的推广应用价值。
超级克劳斯论文 篇2
在超级克劳斯硫回收的超级克劳斯反应器中,即超级克劳斯(SUPERCLAUS)阶段,工艺气与空气混合,在加热器中加热,得到超级克劳斯反应器反应的最佳温度后,进入超级克劳斯反应器,由专用催化剂直接氧化为单质硫,此反应在热力学上是完全的,因此可以提高单质硫的转化率。具体反应如下:
要是超级克劳斯反应器(SUPERCLAUS)效果最好,必须超级克劳斯反应器内入口温度控制在190~210℃,反应器的前半部分占总升温的70%,如果超级克劳斯反应器(SUPERCLAUS)的入口温度太低会导致硫会附着在反应器的顶部,引起反应器内硫逆变反应为二氧化硫。因此必须采用合适的控制器对超级克劳斯反应器的入口温度进行控制。
二、专家PID控制器原理
专家PID控制是智能控制的一个重要分支,专家PID控制器的实质是:由专家系统的理论和技术与传统的PID控制理论、方法与技术相结合,在未知的环境下,仿效专家的经验,实现对系统的控制。控制系统根据控制对象的工况,由专家控制器取代调节传统PID控制器参数。专家PID控制系统主要由知识获取机构、知识库、推理机、人机接口、解释程序、综合数据库组成,将传统PID控制方法与专家知识经验控制技术融合起来,模拟操作人员调节、整定PID参数,实现控制器的静态或动态优化。专家PID控制系统的结构如下图1:
三、超级克劳斯反应器温度控制方案设计
1. 基于专家PID控制的串级-选择-变比值-前馈反馈复合控制方案
传统方案在应用于超级克劳斯反应器温度控制设计中,主要以“串级-选择-前馈反馈”的方式进行,控制反应器进口温度为被控变量,由热电偶(TT401)测量,正常工况时为190~210℃,控制变量以蒸汽流量为主,并且在其温度发生波动后,TT401会将温度测量产生的差异性问题进行反馈,之后通过对加热蒸汽流量进行调整,能够保证内部温度稳定。
当超级克劳斯反应器温度控制器对温度无法调整时,内部的串级回路会对温度进行调节,对内部温度波动问题进行解决。超级克劳斯反应器温度剖面控制器(XC401)和反应器底部温度控制器(TC407)通过低选器选择后进行有效调节,来保护反应器在底部温度过高时引起SO2形成。
当系统相对负荷(FY105B)波动时,需要对系统负荷进行相应的控制和补偿处理,从而保证控制质量得到有效提升。
在本控制方案中,考虑到前馈补偿情况,需要根据系统具体特征,对前馈控制器与负荷变化之间的非线性关系进行把握,并能够根据工况变化改变Kp和Ti两个参数。这一过程中,为了更好地保证控制质量,需要增加控制环节。同时,要对前馈控制器参数进行有效调整,保证PID参数改变后,仍然能够满足控制实际需要。
通过应器进口温度、系统相对负荷(FY105B)、反应器剖面温度/底部温度的偏差来确定主控制器的输出状态,从而改变温度控制器的PI调节参数和前馈控制器的参数。综上所述,超级克劳斯温度控制系统框图如下图所示。
2. 专家控制器规则库建模
根据控制方框图得知,专家控制器有三个被控对象输入事件集合:εuc={Q,F,Hsv},其中Q为超级克劳斯反应器剖面温度/底部温度,F为系统相对负荷,Hsv为超级克劳斯反应器进口温度,三个输出事件集合:εdc={Kp,Ti,Qb1},两个给定输入事件集合:εuc={δD,δH}其中δD为给蒸汽流量偏差值,δH为超级克劳斯反应器进口温度偏差值。行程专家控制器推理规则和知识库。
(1)推理规则
超级克劳斯反应器反应器进口温度参考值为Hsv+δH,相对负荷的设定为F+δD,剖面温度/底部温度设定值为Q,推理规则如下:
规则1
IF(超级克劳斯反应器进口温度低<Hsv-δH)AND(反应器剖面温度/底部温度Q>F+δD)
THEN缓慢输出主调节器(TC407/XC401);
规则2
IF(超级克劳斯反应器进口温度>Hsv+δH)AND(反应器剖面温度/底部温度Q大于F+δD),
THEN快速调节主调节器(TC407/XC401);
规则3
IF(超级克劳斯反应器进口温度>Hsv+δH)AND(反应器剖面温度/底部温度Q<等于F-δD)
THEN缓慢调节主调节器(TC407/XC401);
规则4
IF(反应器进口温度<Hsv-δH)AND(超级克劳斯反应器剖面温度/底部温度Q小于等于F+δD),
THEN快速调节主调节器(TC407/XC401)
规则5
IF其他工况
THEN适中调节调节器输出速度。
(2)知识库规则建立
本文的改造对象为某工厂有荷兰何丰公司提供的超级克劳斯硫磺回收工艺,年产硫磺为5400t。
在现场调试过程中经过PID经验试凑整定法,选取δD=10t/d,δH=30mm,Hsv=1mm,其主调节器P、I参数及前馈补偿器参数Kb1根据生产现场,建立知识库规则如下表所示。
四、结束语
通过观察超级克劳斯反应器历史温度曲线,得出超级克劳斯反应器运行正常,在控制器的作用下,温度保持在正常值内,比常规PID控制器有更高跟踪精度,能够提高超级克劳斯反应器温度控制系统的品质及系统的动态性能。下图3为超级克劳斯温度在DCS画面的历史曲线。
参考文献
[1]王明丽.克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及前景展望[J].化工中间体,2010,04:11-17.
[2]汪家铭.超级克劳斯硫磺回收工艺技术现状及前景展望[J].化工中间体,2008,12:60-66.
超级克劳斯论文 篇3
1 硫回收装置在设计中存在的问题
我公司硫磺回收装置中, 超级克劳斯装置总体设计、施工时H2S/SO2比值分析仪的安装位置不能满足实际要求。但是装置总体设计施工已定型, H2S/SO2比值分析仪只能安装在三层平台上, PG-61510-400过程气管线和比值分析仪进口管线必须进行改造。如下图所示:
应H2S/S O2比值分析仪厂家 (A m etek) 的安装要求, 进口工艺气管线为垂直300mm, 分析仪放在正上方, 避免由于管线过长引起硫磺堵塞, 造成分析仪失灵。同时, 分析仪进口工艺气管线要采用夹套伴热、进口阀为伴热夹套阀, 伴热蒸汽为0.5~1MPa, 保证温度在130℃以上, 避免阀和入口管线硫磺堵塞, 造成比值分析仪无法使用。
2 H2S/SO2比值分析仪的测量原理
H2S/SO2比值分析仪采用分光光度分析法, 在线、连续地分析过程气中H2S、SO2的浓度, 从而计算出二者的比值。其测量原理如下图所示:
过程气经进样阀进入样品池内, 不同组分吸收光能量的情况不同。根据不同组分的特征波长位置, 判定所含组分的性质。根据其吸光度的高低, 分析组分的多少。样品浓度越高, 吸收的光越多, 电流信号就越弱。
3 基于现场的后期改造
由于现场设备管道基本布置完成, 根据分析仪厂家的要求, 只能在现有条件下进行改造。改造方案如下:
(1) 将PG-61510-400过程气管线改到H2S/SO2比值分析仪正下方;
(2) 将分析仪进口工艺气管线缩短到300mm;
(3) H2S/SO2比值分析仪进口工艺管线采用夹套伴热, 并使用1.0~1.5MPa蒸汽伴热, 防止冬季温度低, 造成硫磺堵塞, 分析仪失灵现象;
(4) 过程气管线P G-61510-400至ZV615018阀前管线出现了“袋型”, 会造成Z V615018阀前管线积硫, 在以后生产运行钝化、检修中很可能引发着火事故;因此在“袋型”管线低点增加了夹套回流副线, 并使用了0.5MPa伴热, 两端带有法兰, 便于拆卸检查。
改造后的流程简图3如下:
4 结语
超级克劳斯论文 篇4
1 原因分析
事后通过数据研究发现, 超级克劳斯入焚烧炉尾气管段烧红的原因主要有以下几方面。
1.1 YV6017阀关闭不到位
液硫池混合气 (硫磺蒸气、空气、H2S) 通过0.5MPa蒸汽抽引后, 并到尾气管一并送至焚烧炉燃烧, 再通过烟囱排放。硫回收系统正常开车后, 工艺人员通过顺控投用抽引器, 因混合气流量FYLL6047低于164m3/h, 造成抽引器联锁跳车, 即0.5MPa蒸汽阀YV6016、抽引器出口总阀YV6017关闭。工艺人员怀疑流量计指示偏低, 之后就不再投用抽引器。
YV6017是两位阀, 在关闭时没有关到位, 仍留有约30%的开度, 造成烟囱效应, 使液硫池中的混合气在没有蒸汽的情况下进入尾气管, 因温度低, 部分硫磺蒸气在入炉尾气段积聚凝固;又, 微量H2S与克劳斯来少量的O2反应生成硫磺, 亦积聚于此, 形成易燃物。
1.2 一次风、次级风调节比例不当
正常时尾气炉一次风的流量通过燃料气的流量进行比值控制, 为燃料气提供80%次化学计量燃烧所需的空气量;次级风流量应为燃料气化学当量燃烧所需空气流量的130%。但通过对运行曲线的调查发现, 在运行中, 一次风阀门FV6054全关, 而次级风阀门FV6058开度20%、流量3 200m3/h, 造成从烧嘴喷出的燃料气没有在一次风入口附近燃烧, 而是绕开一次风入口, 直接与次级风混合燃烧, 与正常情况相比, 火焰明显后移。
焚烧炉尾气段入口距离次级风入口不足1m, 在火焰后移的情况下, 致使次级风入口来足量的空气直接与积聚在尾气管段的硫磺、液硫池来的混合气发生化学反应。尾气管段积聚的固体硫磺越多, 燃烧的时间就越长。
1.3 次级风与尾气存在微正压差
次级风是由风机直接提供, 不经过换热器、反应器等设备, 直接进尾气炉助燃, 而燃烧炉空气经与燃料气反应后 (前期我公司是通过空气与酸性气反应产出硫磺) , 经各级再热器、反应器、冷却器后进入尾气炉, 在一次风阀关、次级风阀开的情况下, 次级风与尾气之间形成微正压差。如此, 管端燃烧后, 存在回火引燃现象, 故而造成尾气管约2m长被烧红。
2 措施
通过上述分析, 为避免再次出现类似停车事故, 我们采取了下列措施。
2.1 确认YV6017实际开关情况
每次在硫回收燃烧炉开停车前后, 控制室人员在DCS画面上确认YV6017关闭反馈到位;其次, 为防止YV6017内漏, 现场工艺人员必须手动关闭液硫池混合气去抽引器的根部球阀, 确保抽引器停运状态下, 液硫池中混合气向尾气管“零泄漏”。
2.2 控制一次风与次级风的流量
据焚烧炉燃料气流量计算所需一次风量与次级风量, 严禁只通次级风, 造成火焰后移。
2.3 氮气吹扫
将原来只参与顺控吹扫的低压氮气阀YV6010权限释放出来, 即实现控制室可以根据需要随时开关YV6010, 可以在燃烧炉因某种原因停车的情况下及时打开YV6010。一旦燃烧炉停车, 打开YV6010, 不但可以防止尾气炉中过量空气倒流, 引燃管道内硫磺, 而且可以将反应器中、管道内、丝网上的液硫通过热氮气 (停车后燃烧炉膛也有1 000℃的高温) 吹扫赶到液硫封, 达到除硫的效果。
3 结语