QYD型加壓原料氣脫硫塔專用氣液復(fù)合傳質(zhì)裝置是東獅氣體凈化設(shè)計研究中心最近研制開發(fā)的高效、節(jié)能、環(huán)保型傳質(zhì)內(nèi)件，該裝置是集傳統(tǒng)的諸多塔內(nèi)件的優(yōu)點于一身，更加強化氣液傳質(zhì)過程，它充分利用了脫硫反應(yīng)機理---H₂S和堿溶液快速的化學(xué)反應(yīng)的原理，采用氣液直接接觸，并依據(jù)H₂S含量高低設(shè)置特殊的氣液接觸裝置、氣泡再布裝置，使氣液之間動態(tài)接觸，湍動傳質(zhì)。這不僅大大增加了氣液接觸面積，使氣體在極短的時間內(nèi)與液體充分混合接觸，極大的提高了氣體的凈化度，而且以此傳質(zhì)裝置取代填料，徹底解決了行業(yè)脫硫多年來懸而未決的問題——脫硫塔堵塔問題。另外，由于氣液接觸時間大大縮短，使脫硫原料氣中CO₂對堿溶液選擇性吸收H₂S的影響將得到極大的改善，溶液中NaHCO₃的生成率也將大大降低。從而提高了貧液質(zhì)量，降低了溶液循環(huán)量。該內(nèi)件結(jié)構(gòu)簡單，安裝簡便，操作彈性大，塔阻力降低,且投資小，見效快。該裝置不僅適應(yīng)于舊脫硫塔改造，更適用于新塔設(shè)計。該技術(shù)已申請了國家專利，專利號為：200710055816.4，它是目前加壓原料氣脫硫塔內(nèi)件中最有推廣價值和使用價值的傳質(zhì)內(nèi)件。它的成功應(yīng)用必將是脫硫塔內(nèi)件的一次革命。

一、技術(shù)背景：

目前絕大多數(shù)濕法脫硫的脫硫塔基本采用填料塔，由于采用的填料規(guī)格型號不一樣，所以傳質(zhì)面積有所不同，但在設(shè)計時設(shè)計部門都能夠依據(jù)氣量大小、硫化氫含量高低等工藝條件來選取合適的填料滿足生產(chǎn)需要。然而，隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大、高硫煤的應(yīng)用以及后工序產(chǎn)品多樣化的調(diào)整，企業(yè)對脫硫要求越來越嚴(yán)格。而填料脫硫塔所帶來的弊病也越來越突出，不僅塔越做越大，循環(huán)量越來越高，就連凈化度也越來越不能滿足生產(chǎn)需要（主要是由于塔徑越大，氣液分布越難造成的）。更讓企業(yè)頭疼的是，填料塔堵塔的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，有的已經(jīng)嚴(yán)重影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)。因此對于脫硫塔內(nèi)件及填料的改造已迫在眉睫。在此形式下，我公司通過大量的調(diào)查研究和多次實驗室模擬實驗，在長春工業(yè)大學(xué)、東北師范大學(xué)的大力支持下，最后研究開發(fā)了中、高壓原料氣脫硫塔專用氣液分布傳質(zhì)裝置，該裝置的應(yīng)用不僅大大提高了氣體凈化度，擴大了生產(chǎn)能力，而且根本上解決了脫硫塔堵塔的問題。同時也減少了因堵塔造成停車檢修的幾率，從而大大延長了企業(yè)生產(chǎn)運行周期。

二、該裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理

1．結(jié)構(gòu)示意圖

2．工作原理：

該裝置在塔內(nèi)分多層組裝（一般為三到四層，可依據(jù)氣體中硫化氫含量高低來確定使用層數(shù)）。它由氣體分布裝置、氣泡再布裝置、降液管以及組裝以后形成的持液段等四個部分組成。首先氣體從塔低部直接進入氣體分布裝置，氣體從分布器出來以后氣體直接與從上而下來的脫硫液在持液段內(nèi)鼓泡接觸，此時氣體中的硫化氫迅速與脫硫堿液發(fā)生反應(yīng)，同時氣體以小泡形式在浮力作用下向上升騰，為了加強氣泡與堿液充分接觸，我們在氣泡升騰過程中，二次增加氣泡再布裝置，使氣泡經(jīng)過破碎再布時再次形成無數(shù)的氣泡群，進一步加大了氣液接觸面積，從而大大強化了氣液傳質(zhì)過程，經(jīng)過該層傳質(zhì)接觸反應(yīng)后，此時硫化氫的脫除率將達到50-60%，通過初步凈化后的氣體迅速進入第二層反應(yīng)裝置，同樣完成第一層的反應(yīng)，此時的氣體脫硫效率已達到80-85%，最后依據(jù)凈化度要求，氣體進入第三（或四）層裝置，再經(jīng)除沫器除去氣沫夾帶的液滴后出塔，進入下工序。液體走向是：液體從上部進液管口直接打進上層液體分布裝置，然后進入第一層持液段，吸收部分H₂S后溢流至降液管，經(jīng)降液管引入第二層持液段，脫硫液從底部進入持液段進行氣液接觸，吸收后的脫硫液再經(jīng)降液管溢流引入第三層持液段，完成氣體進塔后的首次氣液接觸吸收。

三、開發(fā)QYD型脫硫塔復(fù)合傳質(zhì)內(nèi)件的目的。

（1）解決多年來懸而未決的問題——填料脫硫塔堵塔問題。

（2）進一步穩(wěn)定和提高氣體凈化度。

（3）提高脫硫液的硫容，降低溶液的循環(huán)量。

（4）解決再生負荷大的問題，提高貧液質(zhì)量。

（5）它把填料塔的四大主件融于一體，減少了一次性投資，使脫硫塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加科學(xué)、簡潔、明了。

四、QYD型脫硫塔復(fù)合傳質(zhì)內(nèi)件的技術(shù)特性

（1）、如果用于新塔設(shè)計，在直徑不變的情況下，塔的高度要比填料塔降低1/3左右。

（2）、無論用于新塔設(shè)計還是舊塔改造，該裝置投入運行后，脫硫液的硫容要增加一倍左右，這樣溶液的循環(huán)量要比填料塔降低30-50%左右。

（3）、該裝置在用于新塔設(shè)計時，由于塔的高度大幅度降低，因此在選取泵的揚程時也要比原來低10米左右，這樣大大降低了脫硫系統(tǒng)的動力消耗。

（4）、由于氣液接觸時間大幅度降低（25S左右，三層裝），這樣脫硫原料氣中CO₂對脫硫液的影響將得到有效的改善，這更加有利于脫硫液對硫化氫的選擇性吸收、溶液的再生、硫泡沫的浮選以及降低NaHCO₃的生成率。

（5）、如果用于舊塔改造，該裝置投入運行后，該塔的生產(chǎn)能力將提高10%以上。

（6）、如果用于新塔設(shè)計，與填料塔相比，可節(jié)省50%的一次性投資費用。

五．該裝置實施方式：

該裝置實施方式有兩種；一種是新塔設(shè)計，另一種是舊塔改造。該裝置在舊塔改造時，極為便利，在原裝置不動的情況下，只把原塔填料扒出，再把本裝置安裝在原填料支撐裝置上即可，不改變原任何內(nèi)外部結(jié)構(gòu)。安裝極為簡便，投資又少，且操作與填料塔相同。該裝置如果用于新塔設(shè)計，則我公司提供整套裝置，配合和指導(dǎo)塔體生產(chǎn)廠家完成該裝置的一次性安裝。并負責(zé)該裝置的投入生產(chǎn)后的生產(chǎn)調(diào)試工作。

六、應(yīng)用事例

本技術(shù)自2007年7月1日在青島召開的第四次脫硫協(xié)作網(wǎng)會議上向外界公布以來，好多企業(yè)對該技術(shù)相當(dāng)感興趣，最后我們通過友好協(xié)商，選取了山東寧陽飛達化工有限公司做工業(yè)化實驗，使用至今，取得了十分滿意的效果，具體實驗結(jié)果如下:

（1）改造前該公司變脫原始工藝技術(shù)條件:

1．變換氣流量：52000Nm³/h，

2．壓力：0.80MPa，

3．入口H₂S：150-250mg/ Nm³，

4．出口H₂S：要求小于20mg/ Nm³

5．脫硫塔直徑： Ф 3000高  H：30500Ф 50的散裝填料共3層,每層填料高5米，各層都有液體分布裝置。

6．溶液循環(huán)量：280-400m³/h。

（2）改造后的工藝技術(shù)條件:

1．變換氣流量：52000Nm³/h，

2．壓力：0.80MPa ，

3．入口H₂S：150-250mg/ Nm³，

4．出口H₂S：10mg/ Nm³左右

5．溶液循環(huán)量：150m³/h。

經(jīng)過改造，該塔運行十分穩(wěn)定，在滿負荷條件下，出口硫化氫在10mg/ Nm³左右，而溶液循環(huán)量僅為150m³/h，比改造前降低了50%以上，從而大大節(jié)省了動力消耗，降低了脫硫運行成本。

該技術(shù)自2007年11月份在山東寧陽飛達化工有限公司使用以來，其理想的使用效果得到了行業(yè)界的普遍關(guān)注。其技術(shù)的新穎性、實用性得到淋漓盡致的發(fā)揮，其節(jié)能、環(huán)保、防堵塔的技術(shù)特性更贏得了許多企業(yè)的青睞，我公司于2007年12月份在一次氮肥會議正式推廣這個技術(shù)，引起強烈的反響，也得到了許多行業(yè)脫硫?qū)＜业恼J可，最近，該內(nèi)件先后與山東、河南、山西、河北等數(shù)十家化肥行業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，均取得良好的效果。真誠的希望我們的技術(shù)能為廣大化肥企業(yè)帶來豐厚的經(jīng)濟效益。