气浮除油在包钢焦化厂AS工艺中的应用与完善

(包钢(集团)公司 焦化厂，内蒙古 包头 014010)
摘 要：文章介绍了气浮除油在包钢焦化厂AS工艺中的应 用和在富液系统中的完善，指出：气浮除油改善了氨水系统带油严重的生产难题，减少了换 热器等设备的堵塞机率，并可有效提高煤气净化的运行效率，创造一定的经济效益。
关键词：气浮除油；AS工艺；煤气净化；包钢
中图分类号：TF703(226)  文献标识码：A  文章编号 ：1007—6921(2009)17—0097—02

包钢焦化厂 现有三套煤气净化系统，处理煤气量分别为5万m³/h、10万m³/h和8万m³/h 。其中，5万m³/h和8万m³/h煤气净化系统均采用HPF法脱硫脱氰工艺，而10万m³/h煤 气净化系统则采用的是AS法脱硫脱氰工艺。由于AS工艺是在20个世纪80年代末期从德国引进 的工艺，因此在原设计中，并没有气浮除油装置。近几年，随着运行时间的增长，系统带油 现象日渐突出，已影响到AS系统的正常运行，为此，包钢焦化厂于2006年在氨水系统引进了 气浮除油，在很大程度上解决了氨水系统带油严重的问题,今年,又开始在富液系统增加气浮 除油,目前正在进行设备的安装。
1 气浮除油在氨水系统中的应用
1.1 氨水系统工艺流程

由气液分离器分离出的焦油和氨水进入机械化澄清槽，在此，通过沉降分离，焦油进入焦油 中间槽，氨水进入氨水中间槽，之后由循环氨水泵抽出用作喷洒焦炉煤气，多余部分由一条 支路进入剩余氨水槽中。剩余氨水槽共有两台，其中一台作为满流槽。剩余氨水在此经过静 置初步除油，然后由泵送往剩余氨水砂石过滤器(2台)中进行除油，再入洗涤单元的脱硫 塔与煤气逆流接触吸收煤气中的氨、硫化氢和氰化氢。
1.2 气浮除油应用前存在的问题与原因分析
1.2.1 液体介质管道、换热器堵塞现象严重

因氨水系统带油严重，使流体流速降低，油类物质沉积在换热器和管壁上，降低了换热器的 换热面积，对于列管式换热器来说,增加了检修频率；对于螺旋板换热器来说，只能更换， 增加了检修费用。
1.2.2 洗涤两塔阻力增大

氨水与煤气是通过填料表面形成的液膜进行充分接触的，由于氨水含油量大，填料上富集了 许多油类物质，气体流速降低，致使塔阻力上升，严重时需要更换填料。
1.2.3 影响洗氨脱硫效果

氨水带油，使得部分填料表面被油类物质封住，煤气与液体不能充分接触，进而影响洗氨和 脱硫效果。
1.2.4 增加塔、槽的清掏频率

因很多焦油沉积在洗涤塔、蒸氨塔及富液槽内，这些设备需要定期清掏。
1.3 气浮除油在氨水系统中的应用及实施方案
1.3.1 气浮除油的工作原理

气浮净化分离机是利用射流的方式设法在水中产生大量的微气泡,使其粘附于絮体,造成整体 比重小于液体的状况,根据浮力原理使絮体浮出水面,实现固液分离,从而分离出水中污染物 。
1.3.2 实施方案

我们在剩余氨水砂石过滤器前增加了一套剩余氨水除油设备—气浮净化机，剩余氨水先通过 气浮净化机除去大部分焦油，再进入砂石过滤器进行二次除油。考虑到现场的工艺条件,安 装通过计算，拆除了氨水泵房上面3台空气冷却器，并在原地安装一台FJL60型射流气浮净化 机。从循环氨水泵出口引一条管路作为剩余氨水进入气浮净化机中，除掉的焦油由气浮净化 机上部引出进入地下槽或中段冷凝液槽，下部引出除油后的剩余氨水进入剩余氨水 槽，由泵输送至砂石过滤器中进行二次除油。另外，由于剩余氨水量来量不稳，我们在入气 浮净化机的入口管道上安装了一条直接通往剩余氨水槽的管路，以保证氨水系统的稳定运行 。

为了防止收油管道发生堵塞现象，我们在收油管道上加装了两条伴热蒸汽管和一条吹扫蒸汽 管(如下图所示)。

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1.4 应用后效果
1.4.1 剩余氨水含油指标降低

气浮除油装置投用以后，我们进行了多次取样化验，含油指标明显好转。部分化验结果如下 表所示：
1.4.2 换热器堵塞机率大幅降低

经过两年多的运行,换热器堵塞现象明显降低,维修费用大大减少。
1.4.3 塔、槽放空系统放油量减少，堵塞机率下降

在气浮除油装置投用之前，塔、槽放空必须连续放，否则就会发生堵塞现象，但放空连续排 放会使大
量放空液又重新进入系统,增加了蒸氨负荷,浪费了大量蒸汽。气浮除油装置投用以 后，塔、槽放空不用再连续排放，堵塞机率明显下降，同时降低了蒸汽消耗，提高了废水质 量，另外还降低了职工的劳动强度，优化了现场环境。

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2 气浮除油在富液系统中的完善
2.1 富液系统运行中存在的问题及影响

在AS脱硫洗氨流程中,产生的富液中含油等杂质很多，造成设备堵塞，影响洗涤效果等后果 。①板式换热器频繁拆洗更换。由于堵塞换热器频繁清洗、检修更换，这些堵塞物一旦堵塞 换热器很难清除，约3个月拆洗更换一次，每一次清洗检修每台大约需半个月时间。②洗涤 工段螺旋板式换热器堵塞严重，一旦堵死就不能再使用，只能更换新的换热器。③由于换热 器堵塞，循环洗涤量小，造成AS脱硫洗氨效果差，影响出厂煤气质量(主要是H2S、NH3) 、硫磺收率等。而且由于换热器堵塞，贫液温度高，贫液管道及贫液冷却器腐蚀严重，需经 常停产检修。④系统能耗增大。由于富液中含油大，蒸氨塔放空不得不连续排污(否则堵塔 )，排污液回到系统中，增加了整个系统的负荷，能耗大。⑤增加了富液槽、蒸氨塔、尾气 冷却水槽掏渣的次数。⑥影响蒸氨废水的质量。
2.2 气浮除油在富液系统中的应用与完善

根据气浮除油装置适用范围广、能耗低、操作维护容易和在氨水系统成功应用等原因，包钢 焦化厂今年开始在富液系统增加气浮除油装置，使从脱硫塔中部产生的富液先通过两台气浮 除油净化机除油后再进入富液槽，由泵抽出经砂石过滤器二次除油后送往脱酸蒸氨单元。
3 经济效益

板式换热器频繁清洗更换，约每三个月一次。板式换热器120片的有4台、36片的有4台；衬 垫每片321元。年材料费消耗为：
321×［(120+1)×4+(36+1)×4］×12/3 ≈81万元

螺旋板换热器堵塞严重，每台碳钢螺旋板式换热器10万元左右，若按生产要求每年需更换3 台换热器。年设备购置费用为：10×3=30万元

蒸氨塔放空连续排污，每座塔排污液约6t/h，排污液再回到系统中重复蒸馏，每吨排污 液多耗蒸汽约0.18t，共计4座蒸氨塔，年蒸汽消耗量为：0.18×6×4=4.32t/h蒸汽按0.4MP a饱和蒸汽计算，焓值为2 747.5kJ/kg，按包钢内部价格计算，蒸汽热价值25元/GJ，年消耗 蒸汽价值为：
10×4.32×103×24×365×2747.5×10^-6 ≈260万元
合计：81+30+104=371万元

通过以上计算可以得出，一年可创经济效益371万元。
4 结束语

通过在AS工艺中引进气浮除油，可以大大改善AS系统的带油问题,减少设备的堵塞机率,同时 可提高煤气净化系统的运行效率,保证出厂煤气质量及硫磺回收率,此外可降低设备费用、检 修费用和能耗，创造一定的经济效益。