我公司现生产能力为年产合成氨
6.5万吨，尿素约
10万吨。尿素投产初期，我公司合成氨生产线中没有设置变换气脱硫岗位，使我公司生产受到相当严重的影响。每年因变换气中
H2S含量偏高，引起脱碳工段填料硫堵、碳丙冷却器硫堵、净化气中
H2S含量高等不正常现象，造成的直接经济损失和间接经济损失每年要超过一百万元。鉴于此种情况，
1997年在大修时，我公司在变换工段后增设了变换气脱硫工序 ，并采用栲胶法脱硫技术脱硫，投入运行后，为我公司稳定生产打下了坚实和良好的基础，使我公司的产量逐年提高。但是栲胶法脱硫的效率不高，脱硫后H
2S含量波动较大。通常情况下，变脱前
H2S含量在
50～100mg/m3(标态)时，变脱后
H2S含量高达
20～
30mg/m3(标态)，脱硫效率在
60～
70%之间。虽然上马了栲胶法脱硫后，我公司的生产有了一定好转，但是，仍然存在脱硫塔和脱碳塔填料堵塞现象，还常出现脱碳碳丙冷却器硫堵塞现象，严重影响生产。
为了提高变换气脱硫效率，解决脱硫和脱碳工序的硫堵问题，我公司经过仔细考察和研究，决定采用了北京大学技术物理系魏雄辉博士发明的“铁—碱溶液催化法气体脱硫技术”（又简称为“DDS脱硫技术” ）。
现将我公司使用“DDS脱硫技术”和“栲胶法脱硫技术”用于变换气脱硫工序的运行情况比较如下。
一、生产工艺流程和设备状况
1.1、 生产工艺流程
来自变换工段的变换气，经过气水分离器后，从底部进入变脱塔，在变脱塔填料层中与脱硫液逆流接触，变换气中的H2S转移至脱硫液中，脱硫后的变换气从脱硫塔顶部流出，去压缩机加压。
“贫液”自顶部进入脱硫塔，在脱硫塔的填料层中与变换气逆流接触，吸收变换气中的硫化物，吸收了变换气中的硫化物的“贫液”转变成“富液”，“富液”利用脱硫塔中的压力，从脱硫塔底部压出后，进入喷射吸收再生器，吸收空气后，被氧化再生，再生后，“富液”中的硫根离子转变成硫磺泡沫溢出，此时，“富液”转变成“贫液”，“贫液”经再生槽液位调节器溢流至贫液槽，“贫液”由脱硫泵从贫液槽中输送至脱硫塔，如此循环下去。
1.2、 生产设备状况
主要生产设备规格和设备状况如表1所示。
表1、主要生产设备规格和设备状况
| 名 称 |
规 定 型 号 |
数 量（台） |
备 注 |
| 气水分离器 |
Φ2200×8500 |
|
|
| 变 脱 塔 |
Φ2800×33290 |
1 |
三层填料，每层高5米 |
| 再 生 槽 |
Φ4260×6373 |
1 |
|
| 贫 液 槽 |
Φ2500 |
1 |
|
| 脱 硫 泵 |
IS125-100-315
H=125m
Q=200m3/hr
|
2 |
|
二、栲胶法脱硫技术运行情况
我公司是在原年产四万吨氨的通用设计版本的基础上发展起来的小尿素厂，现在生产规模是年产6.5万吨氨。变换气流量为42280m3/h（标态），脱硫液循环量为200m3/h，脱硫压力0.8MPa。经栲胶脱硫后，生产比以前稳定多了，但是，当变脱前H2S含量为36～75mg/m3(标态)之间时，变脱后H2S含量还是高达15～26mg/m3(标态)，脱硫效率不高，只有68%左右。因此，H2S对我公司的生产所造成的影响还是没有有效地根除。栲胶法脱硫在我公司的实际运行数据见表2：
表2、栲胶法脱硫在我公司的实际运行数据
|
时 间
（年—月—日） |
变脱前H2S含量
（mg/m3） |
变脱后H2S含量
（mg/m3） |
脱硫效率
（%） |
| 2000—09—26 |
44.30 |
15.70 |
64.6 |
| 2000—09—27 |
66.20 |
19.80 |
70.0 |
| 2000—09—28 |
64.00 |
17.50 |
72.6 |
| 2000—09—29 |
113.50 |
34.40 |
69.7 |
| 2000—09—30 |
71.20 |
25.40 |
64.3 |
| 2000—10—01 |
41.30 |
16.30 |
60.5 |
| 2000—10—02 |
36.60 |
9.30 |
74.6 |
| 2000—10—03 |
38.00 |
12.00 |
68.0 |
注：表中的数据均为每天的平均值
三、“铁—碱溶液催化法气体脱硫技术”运行情况
“铁—碱溶液催化法气体脱硫技术”（以下简称为“DDS脱硫技术”）在我公司变换气脱硫工序的设计指标和实际运行状况见表3所示。
表3、DDS脱硫技术在我公司的设计指标和实际运行状况
| 项 目 |
设计指标 |
实际运行指标 |
| 变换气流量(m3/h ) |
36000 |
42280 |
| 变换气脱硫吸收压力(MPa) |
0.8 |
0.75～0.8 |
| 脱硫液循环量(m3/h ) |
160～280 |
150～180 |
| 变换气温度( ℃ ) |
≤50 |
35～45 |
| 贫液温度( ℃ ) |
30～35 |
30～35 |
| 变脱硫前H2S含量( mg/m3 ) |
≤120 |
34～100 |
| 变脱硫后H2S含量( mg/ m3 ) |
≤5 |
1～3 |
| 脱硫液组成 |
总碱度（以Na2CO3计）( g/l ) |
≥30 |
18～24 |
| Na2CO3 ( g/l ) |
≥5 |
0～1.06 |
| Na2S2O3 ( g/l ) |
≤5 |
8 |
| 总铁( g/l ) |
≥0.3 |
0.02～0.05 |
| 酚类物质( g/l ) |
≥0.5 |
0.2～0.4 |
| PH |
8.8～10.0 |
8.0～8.5 |
“DDS脱硫技术”于2000年10月3日在我公司开始投入运行。是在原来的设备和工艺流程没有改动的条件下，没有停产的状况下使用的。
使用方法是在不停产的状况下，在原来的栲胶法脱硫的基础上，停止加栲胶和五氧化二钒，同时，向原有的栲胶溶液中，慢慢地、定时定量地加入DDS催化剂、DDS催化剂辅料和活性碳酸亚铁。补加方法和其它脱硫剂的补加方法基本相似。大约运行7天后，脱硫效率有了明显的提高。脱硫效率由2000年10月4日的67.1%，上升到10月11日的96.5%，以后基本趋于稳定。至今为止，“DDS脱硫技术”在我公司的变换气脱硫工序运行状况非常平稳。
我公司采用“DDS脱硫技术”后，变换气脱硫前、后H2S含量的实际运行数据如表4所示。
表4、 采用DDS脱硫技术后我公司变换气脱硫前、后H2S含量的实际运行数据
|
时 间
（年—月—日） |
变脱前H2S含量
（mg/m3） |
变脱后H2S含量
（mg/m3） |
脱硫效率
（%） |
| 2000—10—04 |
55.60 |
18.30 |
67.1 |
| 2000—10—05 |
37.00 |
10.50 |
71.6 |
| 2000—10—06 |
39.60 |
8.50 |
78.5 |
| 2000—10—07 |
47.00 |
11.00 |
76.6 |
| 2000—10—08 |
43.50 |
8.40 |
80.7 |
| 2000—10—09 |
39.80 |
5.70 |
85.7 |
| 2000—10—10 |
40.30 |
2.90 |
92.8 |
| 2000—10—11 |
48.80 |
1.70 |
96.5 |
| 2001—02—26 |
113.61 |
2.93 |
97.4 |
| 2001—03—05 |
41.25 |
1.28 |
96.9 |
| 2001—03—10 |
50.00 |
1.70 |
96.6 |
| 2001—03—15 |
72.33 |
1.79 |
97.5 |
| 2001—03—25 |
59.81 |
0.82 |
98.6 |
注：表中的数据均为每天的平均值
四、经济效益分析
-
我公司采用栲胶法脱硫的物料消耗费用，全年以350天计算，每年所需物料费用约为15.0万元，脱硫后变换气中的H2S含量为15mg/m3左右，后面还要串干法脱硫，干法脱硫后，新装干法脱硫剂时，干法脱硫后气体中的H2S含量可以降至5mg/m3以下，但是过不了多久，干法脱硫后气体中的H2S含量又迅速上升，大量的硫化氢带入脱碳系统。
-
我公司采用“DDS脱硫技术”脱硫的物料消耗费用，全年以350天计算，每年所需物料费用约为15.6万元，脱硫后变换气中的H2S含量完全可以降至3 mg/m3以下，大多数情况下分析不出来，所以，后面完全不需要串联干法脱硫工序。
-
采用“DDS脱硫技术”脱硫后，可以将变换气中的H2S含量降至3mg/m3（标态）以下，去掉了脱碳前和尿素的干法脱硫工序，按年耗活性炭60吨计算，每年节约了费用约7.8万元。
-
采用“DDS脱硫技术”脱硫后，不需要清洗脱碳和脱硫塔填料层，以每年清洗二次计，每次损失碳丙液10吨，价值约7.5万元。
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采用“DDS脱硫技术”脱硫后，不需要清洗碳丙冷却器。以每年清洗二次计算，每次费用约1万元，每年节约了费用约2万元。
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我公司采用“DDS脱硫技术”脱硫后，约每年可以节约费用：(15.0+7.8+7.5+2)- 15.6 = 16.7万元。
-
以上仅仅考虑了采用“DDS脱硫技术”脱硫后，所带来的直接经济效益，而没有考虑采用“DDS脱硫技术”脱硫后，不需要停车清洗脱硫和脱碳岗位的填料和相关的设备的间接经济效益。
五、存在的问题
-
我公司变脱岗位，硫泡沫回收装置运行不正常，造成脱硫液损耗较大，增加了脱硫剂的消耗费用。
-
在采用“DDS脱硫技术”以前和以后，我公司都存在着变脱后H2S含量和脱碳前H2S含量分析结果相差很大的问题，最初我们认为是分析方法的误差，但是经验证脱硫后和脱碳前的硫化氢分析方法没有错误。是否是变换后和压缩机三段进口之间的气体近路阀泄漏所造成的？或气液夹带所造成的？或其它原因？还无法确定，至于什么原因，有待进一步查找。
六、 结论：
“DDS脱硫技术”在我公司运行后，实际情况证明：该项技术在尿素制造厂中的变换气脱硫工序的应用是非常成功的。变换气脱硫后气体中的H2S含量完全可以达到3mg/m3以下，脱硫效率可以稳定在96%以上。如果脱硫液中各项指标严格按照设计指标进行控制的话，脱硫后气体中H2S含量完全可以降到1mg/m3以下，溶液循环量与栲胶法等湿法脱硫技术相比，也要小，可以节约大量的电耗。从脱硫效率及直接经济效益和间接经济效益来看，“DDS脱硫技术”是相当好的一种脱硫方法，应大力推广，推广后可以给合成氨企业和国家带来极大的经济效益和社会效益。
