文章以NHD脫硫脫碳裝置生產(chǎn)問題及改造策略為中心話題，首先分析了NHD溶劑的脫硫脫碳機理、NHD溶劑的工業(yè)應用特點，接著較為全面的分析了NHD脫硫脫碳裝置生產(chǎn)問題，組合根據(jù)存在的問題提出了相應的改造策略，希望能夠引起人們對這一問題的進一步關(guān)注，能夠?qū)HD脫硫脫碳裝置的改造發(fā)揮借鑒指導作用。

聚乙二醇二甲醚是一種新型的、高效的脫硫脫碳溶劑。其運用實踐表明，該工藝技術(shù)的操作流程簡單，操作彈性大，一次性凈化程度高，總能耗低，受到了化工行業(yè)的廣泛關(guān)注，并得到了廣泛運用，取得了良好的經(jīng)濟社會效益。

一、NHD溶劑的脫硫脫碳機理

NHD溶劑是一種優(yōu)良的物理吸收溶劑，它的脫硫脫碳性能良好，對H2S、CO2、COS等氣體具有很強的吸收能力，并且能夠有選擇性的吸收H2S，還具備一定的脫油、脫水功效。NHD法的脫硫、脫碳過程具有典型的物理吸收特征，H2S、CO2在NHD溶劑中的溶解度能夠較好的服從亨利定律，隨著壓力的升高、溫度的降低而增大。所以，對于H2S和CO2的吸收過程，適宜在高壓、低溫情況下進行。當系統(tǒng)壓力降低、溫度升高的時候，溶液中溶解的氣體釋放出來，實現(xiàn)溶劑的再生過程。

二、NHD溶劑的工業(yè)應用特點

將NHD溶劑應用到工業(yè)生產(chǎn)中，具有多方面的顯著特征，具體來說表現(xiàn)在以下幾個方面：NHD溶劑具有良好的熱穩(wěn)定性，不氧化，不降解;NHD溶劑蒸汽壓很低，在25℃的時候為0.093MPa，揮發(fā)損失少，粘度小，流動性好;NHD溶劑操作穩(wěn)定，運用時不起泡，對金屬材料無腐蝕作用，無臭、無毒，能被生物降解，發(fā)生泄漏也不會污染環(huán)境，綜合效益良好。合成氨原料氣凈化的方法包括改良熱鉀堿法、碳丙法、NHD法，通過三種方法的對比分析，可以得知，NHD法能耗低、凈化度高、溶劑性質(zhì)穩(wěn)定。在中小型氮肥廠改造和擴建的時候，應該優(yōu)先考慮NHD法。

三、NHD脫硫脫碳生產(chǎn)問題分析及改造策略

1.NHD脫硫生產(chǎn)問題分析及改造策略

第一、溶液循環(huán)量問題。脫硫指標不好不僅影響后系統(tǒng)的安全生產(chǎn)，還制約了系統(tǒng)高負荷運行。影響脫硫塔出口指標的主要原因是溶液流量計存在問題，發(fā)現(xiàn)問題之后，將溶液量加到設(shè)計值，脫硫塔出口H2S控制在3.8mg/m3，滿足規(guī)定要求。

第二、貧液H2S貧度的控制問題。貧液再生度設(shè)計值為0.33mg/L，在生產(chǎn)過程中，溶液貧度只需要滿足工藝生產(chǎn)就可以。生產(chǎn)表明，脫硫貧液再生度設(shè)計值過高，只需要≤10mg/L就能夠滿足生產(chǎn)要求，如果過高，就會影響脫硫塔出口指標，主要原因是煮沸器熱力循環(huán)不正常。針對這種情況，對煮沸器溶液入口總管進行加粗，將溶液再生塔液位向上提升，從而保證了煮沸器正常的熱力循環(huán)，改造之后，溶液再生度出現(xiàn)明顯好轉(zhuǎn)，滿足工藝生產(chǎn)的要求。

第三、NHD溶液中水含量的控制問題。水含量較低的時候，NHD吸收能力強，有利于脫硫塔吸收，所以在裝置設(shè)計的時候，需要將NHD貧液水質(zhì)量分數(shù)控制在3%之內(nèi)。但是，將水質(zhì)量分數(shù)控制在3%之內(nèi)的時候，往往會造成NHD損耗，引起回流水中H2S污染環(huán)境。此外，如果溶液水含量控制過低，會影響溶液的再生度。將水質(zhì)量分數(shù)指標放到5%之后，再生塔底操作溫度出現(xiàn)明顯的下降，變換熱利用率提高，NHD溶液再生度得到了提高，NHD損耗和環(huán)境污染得到了控制。然而，含水量并不是越高越好，如果超過5%之后，就會影響對溶液的吸收能力，影響脫硫塔出口指標。此外，含水量的增加，導致溶液的粘度變小，降低了換熱器的換熱效率。

第四、NHD的污染問題及處理。系統(tǒng)運行一年多之后，NHD溶液出現(xiàn)灰黑色懸浮的微小固體顆粒，通過分析，可以得知這與脫硫采用的碳鋼材質(zhì)設(shè)備、管道有關(guān)。設(shè)備和管道較為松散的氧化層與H2S發(fā)生反應，生成灰黑色的硫化物顆粒，導致溶液受到污染。在分支的回流水流程上也設(shè)計使用石英砂過濾器，減少了污染物被帶入系統(tǒng)當中。此外，還可以將部分溶液移出系統(tǒng)，進行靜置沉淀，這樣能夠徹底除去NHD溶液中的固體顆粒。

第五、材質(zhì)選擇。NHD沒有腐蝕性，在工程建設(shè)的時候，為了節(jié)約成本，大部分設(shè)備、管道可以采用碳鋼材質(zhì)，部分高溫、高濕設(shè)備和管道可以選用不銹鋼或者耐腐蝕鋼。

第六、板式換熱器的使用問題。為了滿足換熱的需要，該化工廠選用了七臺板式換熱器。但是效果不太理想，墊片及密封膠容易造成泄漏，需要大檢修，并且檢修費用很高。經(jīng)過測試和分析，得知導致泄漏的原因是國產(chǎn)板式換熱器材質(zhì)不過關(guān)，其處理方法包括：做好對板式換熱器的維護、保養(yǎng)工作，有選擇性的進口國外產(chǎn)品，積極開發(fā)合格的國產(chǎn)板式換熱器，保證質(zhì)量合理。

2.NHD脫碳生產(chǎn)問題分析

第一、氨冷器的定位問題。氨冷器位置有兩種設(shè)置方法：第一種是在氣提塔出口到脫碳塔進口之間，冷卻貧液，經(jīng)冷卻的貧液直接進脫碳塔。該方法能夠直接控制進脫碳塔貧液溫度，有利于解吸過程及減少冷量的損失。但也存在著傳熱溫差小，溶劑損耗大等缺陷。第二種是將氨冷器設(shè)置在脫碳塔出口到高壓閃蒸槽進口之間，冷卻富液，冷卻后的富液在閃蒸和氣提操作中，由于解吸二氧化碳吸熱，使溶液溫度進一步降至所需溫度。其優(yōu)點是傳熱溫差大，氣氨壓力高，有利于發(fā)揮冰機能力，溶劑損耗少。但也存在著對保冷要求高、冷量損耗大的缺點。如何采用第二種設(shè)置，將脫碳系統(tǒng)操作溫度降到-5℃的時候，迅速提高了生產(chǎn)能力。

第二、溶劑中的水平衡問題。為保證工藝生產(chǎn)的需要，必須設(shè)立脫水裝置，以給脫碳溶液脫除水分，保證NHD溶劑中的水質(zhì)量分數(shù)不大于2.5%。

第三、低壓閃蒸槽的設(shè)置與CO2回收率的關(guān)系問題。低壓閃蒸槽設(shè)置情況及壓力選擇直接決定了CO2回收率，對于NHD脫碳這種工況，以煤為龍頭，設(shè)置一個低壓閃蒸槽，選擇較高的操作壓力，二氧化碳的回收率可以達到65%，完全能夠滿足系統(tǒng)尿素生產(chǎn)的需要。

第四、低壓閃蒸槽的定位問題。主要有兩種設(shè)置方法，第一種是低壓閃蒸槽放在平臺處，溶液利用壓差從高壓閃蒸槽壓至低壓閃蒸槽，然后由泵加壓送入氣提塔。該方法一次性投資少，操作直觀，但是耗電比較多;第二種是將低壓閃蒸槽安置在氣提塔頂，利用高壓閃蒸槽的壓力將溶液壓至氣提塔頂?shù)牡蛪洪W蒸槽，然后溶液依靠位差回流至氣提塔，中間省了富液泵。該方法節(jié)約用電，操作簡單，但是一次性投資大，設(shè)計構(gòu)造比較復雜。

四、結(jié)束語

自采用NHD脫硫脫碳裝置以來，通過對該技術(shù)的不斷改進，達到了設(shè)計能力的140%。從運用的具體情況來看，該技術(shù)仍然具有很大的潛力。該技術(shù)的投資合理、效率高、能耗低、操作簡單，得到了化工行業(yè)的普遍贊同和認可，并得到了廣泛的運用。今后在實際運用中，對于出現(xiàn)的問題應該進行全面的分析，并選擇合理的設(shè)計方案，使該技術(shù)得到更好的運用，收到更好的效益。