...2022年中国天然气产业现状分析及十三五发展策略分析报告

侯鲁美

[摘 要]本文主要介绍了渤南集气站脱硫生产工艺流程、运行现状。针对投产以来出现的脱硫液起泡严重、超重力机无法投运以及能耗成本大等问题，进行了分析研究，并采取了一系列技术改造，以解决生产中难题，确保脱硫生产处于平稳、优质、低耗的良性循环中。

[关键词]天然气 脱硫

中图分类号：TE644 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0015-01

一、概述

渤南集气站脱硫装置选用络合铁脱硫工艺，该技术是一种以铁为催化剂的湿式氧化还原法脱除气体中硫化物的方法，特点是将H2S转变成元素S，H2S的脱除率达99%以上，脱硫后硫化氢含量低于20mg/m3。同时，该装置还采用了超重力机脱硫，超重力技术是强化多相流传递及反应过程的新技术，这是应用超重力技术进行天然气脱硫一次新的尝试。

络合铁脱硫富液自脱硫塔底部进入富液槽，经富液泵打入再生塔顶部的喷射器，自吸空气经反应后进入再生塔，在再生塔内进一步氧化再生，再生后的贫液从再生塔中部流入贫液槽；硫泡沫从再生塔上部溢流到再生塔环形槽内，并流进硫泡沫槽，再进入离心机过滤脱液，定期回收单质硫饼。贫液槽内贫液由贫液泵升压后送入脱硫塔循环利用吸收。

二、存在问题

1、废弃硫磺的需处理。

2、渤南脱硫装置多次发生再生塔脱硫液起泡严重溢塔，硫颗粒分离效果差，堵塞管路，造成大量的脱硫液流失，铁盐、碱等化工原料损耗增大，整个脱硫系统运行发生紊乱，无法正常运行。

3、超重力机机组故障。

4、渤南脱硫装置投运后，造成用电量大幅增加，年度预算电费超支。

三、原因分析

（一）廢弃硫磺问题

渤南脱硫装置自投产到目前大约产生了300kg的硫磺，目前只是简单地露天堆放，而单质s被氧

化生成 SO2 气体逸散到大气中，会引起人员中毒。若遇雨天 生成H2SO3浸入周边的土壤中，使周边土壤寸草不生，甚至影响附近地下水。

（二）脱硫液起泡严重问题

结合脱硫装置生产工艺、反应原理以及实际运行情况，通过分析研究，认为发生脱硫液起泡溢流情况有以下几项原因：

1、再生塔吹风强度的影响

再生塔作为富液再生的关键设备，其主要作用是利用空气中的氧气将脱硫液进行氧化再生，使脱硫液重新获得吸收硫化氢的能力，同时在再生塔内通过气泡的浮选功能将生产的硫磺颗粒浮选分离出来，通过溢流进入硫泡沫槽及后续离心分离设备。渤南再生塔装有4个喷射器和1台罗茨鼓风机，可通过这两种方式向再生塔内吹风。

在渤南脱硫装置投产来，我站根据富液流量，使用1个喷射器进行再生塔进料，喷射器在压力的作用下，自吸入空气，脱硫液在喷射器内与空气充分混合接触，发生氧化反应，并将产生的CO2排出，实现富液的再生。

喷射器在实际运行中，要由足够的压力形成射流，并自吸入空气，由于在实际运行中喷射器内富液流量受富液泵频率影响，不断变化，因此造成喷射器压力不稳定，有时吸入空气量不足，再生塔吹风强度是不稳定的。

生产操作经验表明：

①吹风强度过大，再生塔顶溶液形成大翻浪，硫泡沫易被打碎，并回旋到溶液主体，溢液入泡沫槽的浮硫少，对降低悬浮硫含量不利。

②当气源突然切断时 ，溶液表面的硫泡沫马上分散并沉降。

③吹风强度过小，喷射器吸入空气量少，富液再生效果差，产生的OHˉ少，脱硫液碱度降低，脱硫液呈酸性，腐蚀管线、设备，加重加药剂投加量。

2、脱硫液悬浮硫过多

在本生产工艺中，再生塔内析出的元素硫悬浮于再生塔顶部的环形塔内，并溢流进入泡沫槽，送入离心机过滤，回收硫磺。过滤后的脱硫液进入地下槽，与配置的脱硫液经补液泵送至贫液槽循环使用。

脱硫液中悬浮硫过多的原因：一方面由于离心机转鼓滤布目数过少，过滤效果差，造成细小的硫颗粒又循环回系统；另一方面由于有时再生塔液位控制过低，造成溶液中的硫颗粒没有得到悬浮，进入贫液罐，造成脱硫液中硫颗粒成倍增加，脱硫液严重起泡，使脱硫液质量变差，影响脱硫效果。同时，脱硫液中存在大量硫颗粒，易造成管路堵塞，造成脱硫系统不能正常运行。

（三）超重力机故障问题

由于3台超重力机共用一套润滑系统，机组中机封出现问题，造成了机油进水变质，3台超重力机无法投运。目前，我站主要使用脱硫塔进行脱硫。

（四）运行设备多，用电量增大问题

渤南脱硫装置投产运行后，新增大量运行设备，其耗电量大增。

四、对策

1、硫磺处理

硫磺为黄色固体或粉末，有明显气味，能挥发，属低毒危险化品，但其蒸汽及硫磺燃烧后产生的二氧化硫对人体有剧毒。建议尽快对渤南产生的硫磺进行回收、处理。

2、罗茨鼓风机出气流程的改造

针对喷射器进空气量不稳定问题，我们经过研究分析，对罗茨鼓风机出气流程进行了改造。

罗茨风机出口设有两个单流阀。但由于长时间停用，1#单流阀锈蚀，同时，该设计容易出现罗茨风机倒灌现象，影响正常运行。

对此，将罗茨风机出口管线做出U型管状，解决风机倒灌问题，并去掉一个单流阀减少阻力。罗茨风机出口压力增压到0.05MPa泵入空气到再生塔中下部，使用1个喷射器进料，通过喷射器与风机同时吹风，保证脱硫富液与空气充分混合，达到氧化再生的目的。

通过风机改造，药剂投加量得到控制。脱硫液严重起泡溢流现象也得到抑制，脱硫系统逐步步入正常运行，生产处于了平稳、优质、低耗的良性循环中。

3、增加沉淀池

针对脱硫液中悬浮硫含量较高问题，我们通过研究，在离心机与地下槽之间增加了一个沉淀池，未分离出的硫磺颗粒在沉淀池中进一步沉淀分离，在脱硫液不断循环中逐步减少系统中的悬浮硫。同时，下一步与厂家联系，更换离心机转鼓滤布，以达到生产的需要。

4、压缩机、空冷器控制电路调整

渤南脱硫装置设计中压缩机、空冷器是连锁控制，压缩机启动时，空冷器同时运行。当冬季气温低时，可停运空冷器，节约用电量。

通过电路控制调整，将2台250kw的L5.5W-70/1-5活塞式压缩机与30kw空冷器电路分开控制，这样按照空冷器停运6个月计算，可节约电量8.9万kwh。

5、停用渤南压缩机，利用渤三干气压力，将天然气直接倒入脱硫装置，减少设备运行电量消耗

渤三站轻烃装置现有压缩机4台，3开1备，装置干气进入渤南集气站。从充分利用整个输气管网设备、设施，节约能源方面考虑，通过流程改造将渤三干气线与渤南脱硫压缩机出口连接。改造后的生产运行为：渤南集气站来气进入渤三站，天然气经渤三站轻烃装置处理后，利用渤三站轻烃装置0.35Mpa的干气出站压力，将天然气倒入渤南脱硫装置净化后，再进行孤岛外供和供往河口城区。通过这样运行，停用渤南压缩机，年可节约电费成本65.66万元（按停运9个月计算）。

五、实施效果

1、罗茨风机出口流程改造和增加沉淀池后，脱硫液严重起泡溢流现象得到抑制，脱硫液的碱度逐步趋于平稳，并逐步摸索出药剂投加规律，使脱硫生产步入正常运行，生产处于了平稳、优质、低耗的良性循环中。

在确保净化气中硫化氢浓度不超标的情况下，实现了药剂控制指标大大低于设计指标要求，节省了药剂成本。

2、压缩机、空冷器控制电路调整及渤南压缩机流程改造，共计节约电费70.9万元。

六、结束语

在脱硫系统一年多运行中，我站通过有效工艺改造，参数调整以及操作的调节控制等措施，即解决了脱硫液严重起泡溢流问题，又减少了电量消耗，节省了电费成本。通过生产实践，对脱硫生产由陌生到逐步掌握生产操作，积累了一套行之有效的脱硫生产经验。