WSA湿法制酸装置运行中出现的问题及解决措施
张永军，秦雅婷，魏小鹏，颜坤坤
(兖矿新疆煤化工有限公司，新疆 乌鲁木齐 830011)
[摘 要] 兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目中酸性气和含氨不凝气回收采用托普索WSA湿法制酸工艺，自2012年投产以来，受制于设备腐蚀和烟气中SO2超标两方面的原因，一度不能满足其正常运行和环保要求，采取相应的优化改造措施后，达到了保护环境和提高装置有效运行时间的目的。
[关键词] WSA湿法制酸装置；腐蚀；烟气排放系统；尾气超标；优化改造
[中图分类号] X 781.4 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932（2017）02-0010-03
兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目WSA湿法制酸装置采用托普索WSA湿法制酸工艺，其原料是水煤气净化过程中产生的含有H2S的废气，共有2种气体：一种是从低温甲醇洗装置H2S再生塔来的酸性气，流量为1 553 m3/h；另一种是从变换冷凝液汽提塔来的含NH3酸性气，流量为1 144 m3/h。这2种废气如果直接排放，不仅造成浪费，更重要的是会对环境造成污染，设置WSA湿法制酸装置的主要作用就是变废为宝和改善环境。
我国于1997年1月1日制定并强制实施了大气污染物综合排放标准（GB16297—1996）。GB16297对SO2排放作了严格规定，即新污染源SO2含量≤960 mg/m3，原有污染源SO2含量≤1 200 mg/m3，并对硫化物排放量也作了规定。为此，公司采用了业内目前最清洁的环保设施——WSA湿法制酸装置来对生产过程中的废气进行处理，期间WSA湿法制酸装置运行中也出现了一些问题，采取相应的改进措施后，实现了达标排放。以下对WSA湿法制酸装置运行中出现的问题及技改情况作一总结。
1 装置的腐蚀问题及解决措施
WSA湿法制酸装置运行过程中，SO2转换器（R6002）的底部及R6002至冷凝器（E6005）管口连接处，经常性地出现腐蚀，给生产和环保造成了较大的压力。
1.1 腐蚀机理
WSA湿法制酸装置保温的首要目的是确保工艺气的温度远高于其中的硫酸的露点。气态硫酸因反应（SO3 + H2O→ H2SO4）而存在于工艺气中，如果温度降至硫酸的露点（250 ℃）以下，工艺气中的部分气态硫酸将会冷凝成液态硫酸，而刚刚冷凝出的高温液态硫酸对钢材的腐蚀速度非常快，钢材在短时间内就会遭受严重腐蚀。另外，即使工艺气本身的温度在硫酸露点以上，如果存在“冷点”（即设备或管道内壁上局部温度低于硫酸露点的一小片区域），仍会因气态硫酸的冷凝而产生腐蚀。
冷点产生的原因不只是保温层厚度不够，如果水透过保温外皮和防水层进入保温层中，同样会形成冷点。水不仅会损坏保温材料，而且被水浸湿的保温材料的保温效果甚至还不如没有保温层，因为水会极大地增强热量的传导。因此，保温外皮或防水层破损的地方即是冷点腐蚀发生的高危区域。
在WSA湿法制酸装置中，从SO2转化器出口到冷凝器入口这一区域内工艺气中的SO3浓度最高，温度也最接近于硫酸的露点，因而是最容易发生冷点腐蚀的地方。另外，在当进行初保温作业时，由于R6002未设置保温支撑，为了保温方便，人为地在R6002上焊接了同材质的支撑，此支撑在设备运行时也会将热量传导，导致支撑与设备连接处出现冷点而产生腐蚀。
1.2 解决措施
利用停车机会，对R6002底部所有的部分进行加固，铺设同类材质的钢板（12 mm），增加其厚度来减缓腐蚀；其次，对保温层进行改造，将保温支撑全部取消，在保温室将每一层保温棉进行捆扎，保温棉搭接处相互交叉，以免出现缝隙而保温不良。采取上述措施后，R6002在2 a多的时间内没有再出现过腐蚀，大大延长了硫回收装置的有效运行时间。
更多内容详见《中氮肥》2017年第3期