摘要：錦西石化分公司凈化車間含硫污水汽提裝置原存在處理能力偏低,凈化水水質較差等 問題 .通過采用立體傳質塔板代替原浮閥塔板對汽提塔進行擴能改造,同時對裝置內其它設備進行相應改造,使裝置的處理能力由原來不足15 t/h提高到40 t/h,凈化水質量也有明顯改善。

關鍵詞：含硫污水 污水處理 汽提 傳質 塔板

錦西石化分公司凈化車間含硫污水汽提裝置是重油深度加工系統工程的配套裝置，主要用于處理100×104t/a焦化裝置和80×104t/a柴油加氫兩裝置排出的含硫含氨污水。通過降低污水中的硫化物和氨氮含量，保證污水達標排放;同時從廢水中回收硫化氫和氨氣分別生產硫磺和液氨。

1 工藝流程

該裝置流程包括汽提系統和氨精制回收系統兩大部分。其中汽提系統采用單塔加壓汽提側線抽氨工藝。原料水經污水罐靜止脫油后經原料泵分冷熱兩路進料，一路經冷卻后由塔頂填料段上方人塔作為冷進料控制塔頂溫度;另一路經與分一和分二液相、側線抽出的富氨氣、塔底凈化水換熱后從40層塔盤上方進塔，作為熱進料;塔底用重沸器加熱。在一定的壓力和溫度梯度下各組分在塔內形成一定的濃度梯度，H2S被汽提至塔頂去制硫裝置生產硫磺;塔底凈化水經與原料水換熱冷卻后排放。由于冷進料的作用，在塔的中部形成一個富氨區。富氨氣體從塔中部抽出后經過三段冷凝分離變成粗氨氣去氨精制系統。氣氨在氨精制系統經過純液氨循環洗滌、結晶、吸附等脫硫步驟后，由氨壓機壓縮后制得 工業 液氮。工藝流程如圖1。

該裝置設計處理能力為25t/h，設計進水水質為ρ(S2-)=2500mg/L，ρ(氨氮)=2500mg/L，但由于實際進水濃度偏高、水質差、塔盤易結垢等多種問題，使裝置的處理能力不足15t/h，凈化水質量也較差，遠不能滿足石化分公司對污水處理的需要，因此將凈化車間污水汽提裝置進行擴能改造十分必要。

2 原裝置存在問題 分析

2.1 原浮問塔板效率偏低

由于原浮閥塔板的傳質效率低，在進水硫化物(S2-)的質量濃度為8000mg/L、氨氮的質量濃度為10000mg/L。以上時，汽液相接觸不充分，難以達到較好的平衡，處理量達14t/h時，操作就開始不穩定，側線帶液量明顯增加，汽提塔出水中硫化物和氨氮含量明顯增高，ρ(氨氮)>300mg/L。導致出水不合格。

2.2 進水含油和懸浮物濃度高

由于原料水含油量較高，而且其中含有大量的焦粉等懸浮物。又由于只有2座500m3的進水調節罐，調節容積偏小，因此污水的停留時間短。經在污水調節罐中沉降脫油后，仍有一部分污油和懸浮物進人塔內。油氣直接 影響 塔內汽液相的正常平衡，且造成側線帶液，進一步降低塔的處理能力;懸浮物易在塔內結垢。結垢不僅會使塔板上的浮閥變重，影響浮閥的正常移動，減小氣相通量，脫落的垢還會堆積在降液管和受液槽的夾縫中，減小液相的通量，從而加劇側線帶液，降低塔的處理能力和汽提塔的出水質量。

2.3 裝置改造思路

①采用新型高效塔板提高塔的處理能力和凈化水質量，同時使塔具有較強的抗堵塞能力。

②汽提塔處理能力提高后再相應提高重沸器、換熱器、原料泵和氨壓機的負荷能力。

③完善脫油措施，減少進塔原料帶油。

3 裝置擴能改造的主要 內容

3.1 汽提塔的改造

3.1.1 塔板的改造

根據國內同類裝置的改造經驗，采用新型的高效塔板對汽提塔進行改造是提高裝置處理能力的一條 經濟 、有效的途徑。經過充分的調查 研究 ，我們采用了新型高效的立體傳質型塔板(CTST)代替原浮閥塔板來改造汽提塔。

CTST為立體結構，包括梯形噴射罩和基礎板兩大部分。這種形式打破了傳統塔板傳質區域為平面的局限性。通過在罩內發生拉膜提升一破碎一碰頂返回-噴射-互噴-分離6個步驟，將氣液傳質區域擴展到塔板至罩頂的立體空間，使塔板的空間利用率可達40%-60%。其操作工況示意如圖2。

由于CTST獨特的結構和噴射操作方式，使其有以下優異的技術性能。

①通量大。與浮閥塔板相比，CTST無論是氣相還是液相通量均可以提高50%-100%。

②塔板效率高。與高效率的F1浮閥塔板相比，CTST塔板效率可高出40%以上。

③塔板壓降低。

④操作彈性大。開孔率為11%時，F1浮閥的操作彈性為3.4-4.3，而CTST的操作彈性可達5.4～7.2。

⑤對物料適應性強。塔極抗堵塞能力強。且能夠處理易發泡物料。

改造后汽提塔關鍵數據如表1所示。

表1 改造后汽提塔的關鍵數據

3.1.2 汽提塔的改造內容

①用高效立體傳質塔板CTST代替原浮閥塔板，提高塔的處理能力和凈化水的質量。

②對降液管進行改造。降液管面積不變，將降液管的底隙高度由原來的45mm擴大為90mm，增加液相流通能力。

③降低溢流堰并增加進口堰，在保證液相通量的同時又可保證汽提效果。

④將底部液封盤高度由60mm提高到104mm，保證最低層溢流堰的液封。

3.2 新增換熱器

3.2.1 增加重沸器

根據核算結果，增加了1臺125m2重沸器與原210m2的重沸器并聯。即總換熱面積由原210m2增至335m2。從而滿足擴能后塔底供熱的需要。

3.2.2 增加換熱器

根據核算結果，增加了 2臺125m2的汽提塔進、出水換熱器，使換熱總面積由410m2增加到660m2。滿足了降低汽提塔出水溫度的需要和節能的要求。

3.3 更換原料泵和氨壓機

根據裝置擴能改造后處理能力達40t/h的設計要求，將2臺舊原料泵更換為負荷較大的新泵，額定流量由25t/h增至46t/h。同時考慮到改造后氨壓機負荷將有一定的增加，將原6AW-10型氨壓機更換為SAS-10型，從而滿足擴能后的生產需要。

4 改造效果及存在 問題

4.1 改造效果

改造前后的測試數據見表2。表2的數據分別取改造前后2組典型數據，裝置經過改造后，取得了以下明顯效果：

表2 改造前后裝置標定數據

①處理能力大大提高。由原來不足15t外提高到40t/h，井且可在25-42t/h范圍內正常操作。

②凈化水質量也有明顯改善，其中氨氮質量濃度由原來300mg/L以上降至200mg/L左右。消除了側線帶液現象。

③全塔壓降大幅降低。由改造前的0.12MPa降至0.06MPa。

④裝置開工周期大大延長。改造前由于垢物堵塞問題，平均4個月就需停車清理汽提塔一次。

改造后的CTST塔板能保證汽提塔的開工周期在1年以上不用處理堵物。改造至今裝置已平穩運行13個月無任何垢物堵塞跡象。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

4.2 裝置仍存在的問題及措施

本次對汽提裝置的擴能改造由于時間緊且技改資金不足，增加進水調節罐的方案暫未實施。處理量提高后，污水停留時間短、脫油效果差的問題更加突出。計劃新上2座1000m3的污水罐，預計可完全解決進塔污水帶油量大的問題。

5 結語

本次改造取得了良好的效果，不僅使裝置的處理能力由15t/h提高到40t/h，而且凈化質量也得到明顯的改善，汽提裝置的操作彈性也明顯增強，能夠保證長周期運行，滿足了分公司對污水一次處理的需要。

汽提裝置改造前，由于分公司內部污水處理能力不足，原計劃對2套催化污水汽提裝置進行改造重新投入運行，概算投資為1000萬元;凈化汽提裝置擴能改造投資只有99萬元節約一次性投資901萬元。

裝置的實際處理量提高后，還降低了污水的單位加工成本，由改造前25.21元/t污水降至23.09元/t污水，按實際處理量30t/h 計算 ，每年可節約污水處理成本51萬元。同時每年增產酸性氣可多產硫磺200t，創效益12萬元，多產液氮100t，創效益20萬元。改造后平均每年可避免因汽提塔結構堵塞而造成的非計劃停車2次，減少直接 經濟 損失10萬元。以上合計，每年還可多創效益為93萬元。