水封在半水煤气脱硫工段的应用

水封在半水煤气脱硫工段的应用

李福全

兖矿煤化工程有限公司山东济宁273500

摘要：水封的应用是半水煤气脱硫工段的的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了当前存在的问题，探讨了原因分析及改进措施，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就其应用效果及推广做了论述，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：水封；半水煤气；脱硫工段；应用

1前言

半水煤气脱硫是一项实践性较强的综合性工作，水封在其过程中的应用措施有着其自身的特殊性。该项课题的研究，将会更好地提升对水封的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化半水煤气脱硫工段的最终整体效果。

2概述

半水煤气脱硫工段主要设备有罗茨风机、脱硫塔、降温塔、再生槽、静电除焦油塔等，该工段将半水煤气经罗茨风机加压至380mmHg（50.66kPa）后通过脱硫塔将半水煤气中的硫化氢降至70mg/m3以下，经静电除焦油塔后气体进入下工序，此时系统压力约为340mmHg（45.33kPa）。

3存在的问题

（1）由于再生效果差和煤气中硫含量太高，导致填料附着物增加造成脱硫效率下降较多，脱硫塔压差上升较多；（2）由于腐蚀等因素，导致上液管线、回液管线、煤气进出口管线出现漏点。（3）以上情况如严重时，必须将脱硫塔停下来，要把脱硫塔进出口阀门关闭，在阀门的靠塔一侧加盲板，将脱硫塔从系统中隔离出来进行检修，由于进出口阀门长时间使用容易出现关不严、漏气等现象，这就容易出现以下两个问题。①脱硫塔进、出口阀门关不严，拧开阀门法兰螺栓加盲板时，煤气从法兰缝隙中泄漏出来，气体泄漏量较大，导致无法加盲板，造成检修无法进行；虽有时带着长管呼吸器可以作业，但时间会延长，拖延检修时间，也极易造成维修人员CO中毒，发生安全事故。②脱硫塔进、出口阀与外管法兰连接螺栓卸开后，接口之间很容易发生错位，垫子坏，给加抽盲板带来很大困难。

4原因分析及改进

（1）由于现在优质山西无烟煤价格偏高且供应紧张，企业一般都掺烧部分型煤，原料煤组分的改变，导致煤气中含有一定量的煤焦油，在运行过程中容易粘附在阀板上，造成阀门关闭不严。

（2）管线粗，质量大，管线在自身重力下容易下坠，造成阀门法兰与管口法兰错位。通过综合分析认为，系统稳定运行时，罗茨风机出口压力一般≤380mmHg（50.66kPa），开停车时瞬时可达450mmHg（60kPa）压力并不是很高。考虑在化工生产中常用水封封气体，在上述压力情况下应该可以用水封封住，从而代替阀门。假设罗茨风机出口煤气经降温塔经过图1示水封进入脱硫塔进口，假设脱硫塔泄压后打开放空阀与大气相通。因为此水封的目的是为了封住罗茨风机出口气体，为了保证安全检修脱硫塔，取h=7.5m，水封管径可以根据脱硫塔大小变化，但要保证h=7.5m。根据实际生产情况，可以设计如图2所示的脱硫塔进口水封，脱硫塔煤气出口水封，与进口水封的设计原理是一样的，管线直径可以根据脱硫塔大小确定，倒淋管线都接在脱硫塔一侧，水封加水阀、倒淋都采用双阀串联。

水封的使用，脱硫塔正常运行时，根据水封液位计指示，定期排水，可以起到一个分离水分的作用；当脱硫塔需要检修时，开加水阀加水，直到溢流阀出水，保持一定的溢流量，该脱硫塔可与系统彻底隔离，此时通惰性气体置换脱硫塔，分析合格后进行检修；正常生产时为了方便调节脱硫塔煤气进口流量，在脱硫塔煤气进口水封管内部加一调节挡板，该挡板直径略小于煤气进口管直径，用普通6mm厚的钢板即可，通过调节挡板开启度，可以很方便地调节进入脱硫塔的煤气流量。

5应用效果及推广

根据我们2016年8月份检修￠4.2m脱硫塔的实际应用情况来看，该水封达到了预期效果，在单塔检修时密封效果比蝶阀要安全的多，而且投资也不大。目前我们已将此结构水封应用于静电除焦油塔的煤气进出口，以方便静电除焦油塔的单塔检修，道理是一样的。

6相关安全措施

6.1设备和管道布置：设备管道尽可能露天布置，封闭厂房设置良好的通风设备。

6.2设备防爆：严格按爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的要求选择防爆型电气设备，半脱工序装置防爆区内的设备采用相应等级的防爆设备。

6.3防静电接地：在防爆区域内的所有金属设备、管道、储罐都必须设计静电接地，不允许设备及设备内部件有与地相绝缘的金属体。管道内介质流速的选取应符合有关规定以控制静电的产生，使其不能达到危险程度。

6.4安全保护设施：气柜设置出口水封进洗气塔，与煤气管道相连的液体管道按规范要求设液封；一级焦油器进、出口设置水封，出冷却塔设置液封槽，出清洗塔设置液封槽，进鼓风机煤气管设置液封槽，设置工序安全水封，设置除焦器短路水封等。水封设计应符合相应国家标准或相应标准的规定。

6.5工艺：1）应注意罗茨鼓风机进出口压力，防止负压，应装设负压报警停车联锁装置；2）静电除焦器必须设置半水煤气氧气自动分析仪，且与静电除焦控制柜联锁，一旦氧含量超过0.8%，电路即自动断开，确保静电除焦设备安全运行；3）在可能发生煤气积聚的装置内设固定式可燃气体检测报警仪及固定式有毒气体检测报警仪，并且按照相关规范的要求设置足够的便携式可燃（有毒）气体浓度监测器及空气分析仪等便携式探测设备；4）预脱硫塔及脱硫塔底设自动液位调节器，防止液体倒流至煤气管道入口，或气体进入液相系统，同时设置液位高低报警系统。5）半脱工序所有风机和泵出口设置止逆阀，防止液体倒流损坏电机；6）每个静电除焦器设2个爆破片。7）洗涤塔排水管的水封有效高度为洗涤塔计算压力水柱高度至少加500mm。8）为防止压缩机段超压，半脱系统应设置大回路管线。

6.6防泄漏：装置的管道、接头、法兰、焊缝等应严格按照《工业管道工程施工及验收规范》、《现场设备工业管道焊接施工验收规范》进行竣工验收；平时应经常检查，防止泄漏。

6.7预防火灾：硫磺仓库的耐火等级不低于三级，主要结构采用非燃烧材料，并且硫磺仓库的所有墙壁、屋顶的内表面、地坪都应平整光滑，降低粉尘的积聚。水煤气脱硫工段的副产品硫磺自燃点很低，并设置良好的通风，以保证安全生产。

6.8防腐蚀：煤气中的硫化氢与水作用会对设备产生腐蚀，因此本工序的设备全部做防腐处理，对腐蚀较严重的氧化再生槽的特殊部分采用不锈钢。

6.9剩余煤气放散装置应设有点火装置及蒸汽（或氮气）灭火设施，需要放散时，一般应点燃。

7结束语

综上所述，加强对水封在半水煤气脱硫工段应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的水封应用工作过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

[1]尚立慧.PDS脱硫技术在焦炉煤气净化工艺中的配置要求分析[J].化工管理.2016（21）：88-89.

[2]袁本雄，刘景龙.焦炉煤气CCPP发电中的脱硫及净化工艺[J].山东化工，2015，17：190-192+194.

[3]强强.PDS-600脱硫技术在焦炉煤气净化中的应用[J].机械管理开发，2016，07：76-77.