兖矿鲁南化肥厂于1992年引进了美国德士古水煤浆加压气化技术,建成国际第5套、国内第1套的水煤浆加压气化生产装置,配套NHD脱硫、脱碳、甲烷化精制的合成氨生产系统。由于德士古制气多采用高硫煤,所以含硫放空气主要集中在后续制合成氨、甲醇净化工段的脱硫工序。我厂净化脱硫装置的工艺流程为脱硫塔吸收、浓缩塔提浓、再生塔解吸再生的三塔工艺。根据我厂双结构项目尿素生产的需要,决定对浓缩塔CO2放空气进行回收利用。
浓缩塔放空气量约4500 m3/h,压力 0.45~0.5 MPa,H2S含量0.04~0.1 g/m3,COS含量5 mg/m3左右。由于该放空气COS含量较低,H2S易处理,如果对该放空气体实施回收利用,不仅彻底解决浓缩塔放空气含硫、含CO2的问题,也可以创造一定的经济效益,并可将CO2气体作为生产尿素、碳酸钾、液体CO2的原料气。
通过增加浓缩塔贫液循环量,进一步降低浓缩塔放空气中H2S含量,利用水解槽将COS转化为H2S,精脱硫槽脱除放空气中H2S,得到合格CO2气。浓缩塔放空气回收利用流程设置如下:
增加浓缩塔溶液循环量,减少浓缩塔放空气中的总硫含量;浓缩塔副塔出来的放空气经分离器分离夹带的溶液,浓缩副塔出口气体进入新上精脱硫槽(槽内装有T102脱硫剂),并经新上预热器加热后进入水解槽水解,水解后再进入精脱硫槽,最后经冷却器冷却后送至用户。
2007年5月16日浓缩塔CO2放空气回收利用项目投用,至今运行稳定,完全满足了生产需要,达到了回收CO2的目的。同时各项技术指标均达到设计要求,放空气中总硫含量≤5 mg/m3,使放空气中的CO2能够充分利用起来,送到尿素、碳酸钾、液体CO2工序作为原料气,达到减少放空污染、变废为宝的目的。
浓缩塔放空气综合回收利用投资少、工艺简单,不仅可解决环保问题,还由于硫的减少,减轻了对设备、管线、仪表的腐蚀,年节省防腐费用10万元;该项目具有良好的经济效益,经治理后的气体以0.02元/m3算,则每年的经济效益为51.2万元。该CO2回收利用具有较好的推广、应用价值。