1新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)開發(fā)背景

新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)是東獅公司于2015年研發(fā)并推廣的實用于加壓脫硫塔的高效傳質(zhì)技術(shù)，其技術(shù)核心采用我們公司的專利技術(shù)—改進型QYD高效傳質(zhì)內(nèi)件和組合反應(yīng)技術(shù)。此技術(shù)開發(fā)的目的是徹底解決加壓原料氣中高含量的硫化氫和二氧化碳的脫硫問題。

我們知道，隨著化工企業(yè)原料氣中H2S及CO2含量的大幅度增高（H2S高達4g/l左右，CO2高達43%左右），這樣就給濕法脫硫塔的選型及H2S的脫除帶來了不小難度。選用行業(yè)內(nèi)較成熟的填料塔固然可行，但因原料氣中H2S和CO2含量較高，極易產(chǎn)生塔堵。而且由于原料氣中較高含量CO2的存在，堿液在吸收H2S的同時，就不可避免的吸收了CO2而生成了大量的NaHCO3，使脫硫液中有效成份Na2CO3的組份大幅度下降，勢必會造成堿和脫硫催化劑的消耗上升。所以選擇一種既不堵塔又能減少化工物料消耗的脫硫塔型就成為這個工藝的核心。為了徹底解決較高含量的硫化氫和二氧化碳的加壓原料氣脫硫問題，我們公司在脫硫塔的設(shè)計上采用了新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)，即把QYD內(nèi)件傳質(zhì)技術(shù)與組合反應(yīng)技術(shù)或填料段有機的融合在一起。該技術(shù)在化工企業(yè)推廣應(yīng)用后，取得了令人滿意的效果。

2新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)工作原理及結(jié)構(gòu)形式

2.1工作原理

新型復(fù)合式傳質(zhì)脫硫塔的工作原理是，首先原料氣在塔下部同組合反應(yīng)器進行預(yù)脫硫（脫硫效率達30-50%），再經(jīng)過二到三層的QYD傳質(zhì)內(nèi)件進行二次脫硫后，達到出口硫化氫指標要求。若原料氣中硫化氫含量較高（在≥500mg/Nm3，而且有的廠家已達3500mg/Nm3以上），我們將根據(jù)其工藝狀況，再設(shè)置一定高度的填料段來作為最后把關(guān)，保證脫硫后的硫化氫含量達到工藝指標要求。

2.2新型復(fù)合脫硫塔的結(jié)構(gòu)形式

新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔結(jié)構(gòu)形式主要是依據(jù)客戶所提供的工藝參數(shù)，因地制宜地進行新塔設(shè)計或者舊塔改造。新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種：組合反應(yīng)器+QYD內(nèi)件，QYD內(nèi)件+填料段，組合反應(yīng)器+QYD內(nèi)件+填料段等，而QYD內(nèi)件的層數(shù)和填料段高度是根據(jù)原料氣中的硫化氫和二氧化碳含量高低來確定的。

3新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔技術(shù)特點

⑴較填料塔相比，占地面積小，投資小，可減少30-50%的設(shè)備投資。

⑵用于新塔設(shè)計時，塔的高度要比填料塔低10m左右；用于舊塔改造時，改造工期短，見效快。

⑶溶液循環(huán)量小，脫硫效率高。而且氣液接觸時間較短，大大減輕了原料中CO2對脫硫系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。

⑷內(nèi)件安裝簡便，操作彈性大，不堵塔。

4新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔工業(yè)化應(yīng)用

4.1應(yīng)用實例1：在山東某化工公司舊塔改造的應(yīng)用

變脫系統(tǒng)基本情況：變換氣總流量100000Nm3/h，操作壓力2.0MPa。兩臺并聯(lián)的Φ2600變脫塔運行，變換氣H2S≤800mg/Nm3，要求變脫后H2S≤20mg/Nm3。我們經(jīng)工藝計算，兩臺Φ2600變脫塔單塔空速較高，屬超負荷下運行。不僅變換氣硫化氫含量較高（正常在600-800mg/Nm3），而且CO2含量也較高（30 %左右）。故我們在其改造設(shè)計上，采用了新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫技術(shù)。即在變脫塔的上部設(shè)置了一段3800mm的散裝填料，塔中部設(shè)置了三層QYD傳質(zhì)內(nèi)件，塔下部設(shè)置了組合反應(yīng)器。經(jīng)開車調(diào)試，完全達到了改造要求。變換氣總流量在100000Nm3/h左右，入口H2S 600-700mg/Nm3，變脫出口H2S≤10mg/Nm3，脫硫效率≥99%，溶液循環(huán)量單塔190Nm3/h（改造前280Nm3/h）。脫硫塔結(jié)構(gòu)如下圖。

4.2應(yīng)用實例2：在湖北某化工公司的新塔設(shè)計中的應(yīng)用

變脫系統(tǒng)基本情況：變換氣流量14.5萬Nm3/h，操作壓力2.0MPa。變脫系統(tǒng)兩臺變脫塔A塔和B塔并聯(lián)運行，兩塔均為填料塔，直徑均為4.0米，高34米。三臺450Nm3/h的脫硫泵，兩開一備。新增一臺直徑為3.0米，高度在27米的變脫塔C，該塔采用新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔。塔內(nèi)上部采用一段5米高的填料，下部采用三層改進型QYD傳質(zhì)內(nèi)件。C塔設(shè)計氣量為5.8萬Nm3/h，變換氣H2S含量150-200mg/Nm3，出口H2S≤20mg/Nm3。系統(tǒng)新增C變脫塔的目的是甩掉A塔或B塔便于檢修，即C塔同A塔或B塔并聯(lián)運行來滿足生產(chǎn)要求。C變脫塔結(jié)構(gòu)如下圖。

變脫開車運行情況：通過近一周的運行情況來看，在生產(chǎn)滿負荷14.5萬Nm3/h的狀況下，C塔進口硫化氫在150mg/Nm3時，出口硫化氫穩(wěn)定在3mg/Nm3；B塔14-20mg/Nm3波動；C塔循環(huán)量205m3/h左右，B塔循環(huán)量395Nm3/h左右。通過以上數(shù)據(jù)對比不難看出，C塔脫硫效率明顯優(yōu)于B塔。且C塔循環(huán)量僅205m3/h左右就能滿足生產(chǎn)要求，而B塔循環(huán)量卻在395m3/h左右。故C塔節(jié)電效果亦優(yōu)于B塔。

應(yīng)用實例3：在浙江某化工公司新塔設(shè)計的應(yīng)用

主要工藝參數(shù)如下：變換氣流量22000Nm3/h，變換氣壓力1.10MPa，變換氣中H2S≤3500mg/Nm3，CO2含量43%，要求變脫后H2S≤20mg/Nm3。因其變換氣中H2S含量高達3500mg/Nm3，而且CO2含量43%較高。因此我們公司在其變脫塔的設(shè)計上，采用了噴淋空塔串聯(lián)新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)脫硫工藝，即一臺∮2800的噴淋空塔串聯(lián)一臺∮2800的新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔。其中新型復(fù)合傳質(zhì)脫硫塔的結(jié)構(gòu)形式為，塔上部設(shè)置三段5000mm的散裝填料，塔中部設(shè)置了三層QYD傳質(zhì)高效內(nèi)件。

新變脫塔運行情況：今年十一月中旬開車，經(jīng)調(diào)試完全達到了設(shè)計要求。變換氣流16000-22000Nm3/h，變換氣壓力1.10MPa，變換氣中H2S3500mg/Nm3左右，最高達4300mg/Nm3，變脫后H2S在9-17mg/Nm3，溶液循環(huán)量為350Nm3/h。由于新上的280Nm3/h的脫硫泵暫不具備運行條件，∮2800的噴淋空塔尚未投入運行。

5結(jié)束語

新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)的研發(fā)成功，從根本上解決了加壓脫硫塔令人頭疼的堵塔難題。而且改造時間短，投資小，脫硫效率明顯提高，節(jié)能效果顯著。東獅公司始終根據(jù)用戶反饋來的信息，在不斷地改進、優(yōu)化、拓展QYD傳質(zhì)內(nèi)件技術(shù)，使其發(fā)揮最佳的應(yīng)用效果。新型復(fù)合傳質(zhì)技術(shù)必將為各化工企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益!