除雾器健康状态对装置的影响(干燥塔除雾器)
硫磺制酸过程中,吸收塔除雾器扮演着至关重要的角色。然而,在实际生产过程中,会出现除雾器性能下降,导致吸收塔出口气体酸雾超出允许范围,不仅对硫酸装置设备造成严重腐蚀损坏、对催化剂转化率进行抑制使转化率下降,同时可能对环境造成污染。因此,找出除雾器性能下降的原因,并采取相应的改进措施,是提高硫磺制酸工艺水平和保护环境具有重要意义。
干燥塔处理装置上游,是干燥空气原料的。在干燥塔后布置有风机和焚硫转化工段,因此干燥塔的除雾性能在硫酸生产中起着非常关键的作用,下面我们看看干燥塔除雾器性能下降将对装置造成哪些影响。
1. 风机导叶和叶轮腐蚀
干燥塔通常采用丝网除雾器,对于塔后风机流程来讲,干燥塔丝网除雾器性能差即意味着带酸,而带酸对硫酸装置的核心设备风机影响较大。当包含夹带酸的工艺气体进入风机内部时,以较高的速度打到叶轮上,在叶轮上侵蚀出数道沟痕,从而形成影响风机安全运行的一个重大隐患。[1]
2.下游冷热换热器腐蚀和泄漏,导致总转化率下降
当干燥塔丝网除雾器带酸严重时,有部分夹带酸会进入下游冷热换热器壳程,靠近壳程进口位置的部分管束很容易被腐蚀并形成穿孔,造成上述冷热换热器泄漏,总转化率也随之下降。需要特别指出的是,若Ⅳ换热器或Ⅴ换热器作为冷热换热器,来自SO2风机较高浓度SO2冷工艺气体与来自转化器末段的含SO3的热工艺气体进行换热。当上述冷热换热器发生泄漏时,少量含高浓度SO2的工艺气体就会泄漏到二吸塔进口,导致二吸塔出口尾气中SO2浓度飙升。[1]
3.SO2风机出口烟气水含量增加,导致一层顶部催化剂粉化、结疤
干燥塔丝网除雾器带酸时,干燥塔出口烟气管道容易被腐蚀、穿孔并形成泄漏。 对于塔后风机流程,干燥塔出口管道泄漏后造成湿空气的漏入,导致进入转化工序的工艺气体中水含量的上升。还有一个导致转化工艺气体中水含量增加的因素经常被忽略,来自干燥塔除雾器的带酸在进入下游冷热换热器、热热换热器后被加热,酸雾会被分解成SO3和水蒸气,也将导致下游工艺气体中的水含量增加。
当进转化器工艺气体中酸雾和水含量上升时,尤其是制酸装置频繁开停车时,对转化器一层顶部催化剂影响较大,容易造成转化器一层顶部催化剂粉化、结疤,一层阻力上升迅速。 由于制酸装置负荷开不上去,造成运行费用增加。[1]
4.开车率下降和安全风险增大
当干燥塔除雾器带酸时,会造成下游管道和设备腐蚀(包括夹带酸对下游风机叶轮的磨蚀),因此制酸装置开车率必然会下降。下游冷热换热器的反复封堵会使受限空间的作业次数增多,也增加了安全风险。[1]
5.一次转化自热平衡被破坏,导致运行费用增加
当干燥塔下游冷热换热器管束封堵过多时,冷热换热器的传热效率下降,严重时可导致一次转化床层的自热平衡被破坏;往往需要增加预热炉或电炉才能维持一次转化床的自热平衡。[1]
6.一次转化是ⅣⅠ或ⅤⅠ的换热流程,将导致尾气SO2浓度的飙升
对于一次转化是ⅣⅠ或ⅤⅠ换热流程,当干燥塔丝网除雾器性能差,来自干燥塔丝网除雾器的带酸腐蚀下游Ⅳ换热器或Ⅴ换热器,则会导致二吸塔出口烟气中SO2浓度的飙升。典型的ⅣⅠ- ⅢⅡ“3+ 1 ”转化工艺在这种换热流程中,二次转化气依次经过转化器三层与二层的热量加热,二次转化床层的自热平衡相对容易维持,但是缺点也非常明显 。哪怕Ⅳ换热器有轻微的泄漏,来自SO2干燥塔的高浓度 SO2气体就会直接泄漏到二吸塔。因此,采用上述换热流程时,上游干燥塔丝网除雾器一定要采用高配。[1]