關于焦爐煤氣干法脫硫塔填料更換施工技術的探究

大氣網(wǎng)訊:摘要：主要介紹焦爐煤氣干法脫硫塔填料更換施工技術在寶鋼湛江鋼鐵煤精干法脫硫裝置中的應用，詳細敘述人員安全防護措施、舊填料清出方法、新填料裝填方法及硫化亞鐵（FeS）防自燃措施。

焦爐煤氣干法脫硫塔是焦化廠的一種煤氣凈化設備， 為一種干法立式煤氣脫硫塔， 應用粒狀填料來脫除焦爐煤氣中的硫化物，其脫硫效率較高，但填料的壽命較短，飽和的填料中富含硫化亞鐵。如何快速安全的對塔內(nèi)飽和填料進行更換成了一項重要的事情。本文主要探究了干法脫硫塔填料更換關鍵施工技術措施，以供參考。

1、工程概況

寶鋼湛江鋼鐵有限公司焦爐煤氣精制單元共有12 座干法脫硫塔，每座脫硫塔直徑為7 米，高度為19.5 米，塔內(nèi)填料總重量約480 噸，分18 層均勻分部于塔體內(nèi)部。干法脫硫塔填料更換施工需要將塔體內(nèi)部的全部填料分層清出以后裝填新填料。

施工難點如下：一是要防止硫化亞鐵自燃、起火；二是要保證施工人員在塔體內(nèi)部有毒有害作業(yè)的施工安全。

2、焦爐煤氣干法脫硫塔填料更換施工應注意的問題

2.1 硫化亞鐵的自燃現(xiàn)象

硫化亞鐵為深棕色或黑色固體，難溶于水，密度4.74g/cm3，熔點1193℃，溶于無機酸時放出硫化氫氣體，硫化亞鐵在潮濕空氣中極易被氧化，其二價鐵離子被氧化成三價鐵離子，負二價硫氧化成四價硫，放出大量的熱量。由于局部溫度升高，加速周圍硫化亞鐵的氧化，形成連鎖反應。較純凈的硫化亞鐵在自燃的過程中，會產(chǎn)生白色的SO2氣體，常被誤認為水蒸汽，伴有刺激性氣味。如果硫化亞鐵中存在碳和重質油，則它們在硫化亞鐵的作用下，會迅速燃燒，放出更多的熱量，極易造成火災爆炸事故。

2.2 防止硫化亞鐵自燃的措施

（1）防止或減緩硫化亞鐵的氧化速度。硫化亞鐵的自燃必須有氧氣存在，因此在對焦爐煤氣干法脫硫塔填料更換施工之前，建議采用氮氣對塔內(nèi)部進行徹底的吹掃置換，其目的有二，一是將塔內(nèi)的易燃易爆氣體置換干凈，杜絕起火爆炸的可能。二是氮氣為惰性氣體， 使硫化亞鐵填料不能與空氣中的氧接觸發(fā)生氧化反應。舊填料清出作業(yè)時，禁止打開底部人孔，否則空氣會從塔底進入塔內(nèi)，在塔內(nèi)會形成對流，使塔內(nèi)氧含量大大提高。

（2）施工時嚴格控制溫度。影響硫化亞鐵氧化的另一個因素為溫度，所以在塔內(nèi)吹掃時，盡量不采用蒸汽。由于填料塔體積大，熱容量高，在不通風的情況下，自燃冷卻慢?，F(xiàn)場裝備應急消防水管， 如硫化亞鐵自燃已產(chǎn)生高溫時， 可使用消防水噴淋撲救，明火熄滅后應及時充氮隔絕空氣，防止填料進一步自燃。

3、干法脫硫填料更換施工準備工作

3.1 技術方案準備

在干法脫硫塔填料更換施工之前， 施工單位應組織相關人員實地進行了解，制定具有針對性的施工方案，方案中應明確煤氣區(qū)域施工安全防護技術措施、硫化亞鐵防自燃等安全技術措施。提出相關工機具、材料計劃表，并編制具有時效性的施工網(wǎng)絡進度。另外，在施工前必須對所有施工人員進行安全、技術交施工前必須徹底切斷填料塔的進出口煤氣管道d 的煤氣來源，一般采用堵設鋼制煤氣盲板的方法。盲板堵設好以后，由生產(chǎn)方打開塔頂放散閥門，向填料塔內(nèi)通入氮氣，將塔內(nèi)的煤氣進行充分置換，一般要求放散口處的煤氣含量降至25ppm 以下方為合格。

3.3 砌筑廢填料臨時圍堰

廢填料富含硫化物、苯、氨等有害物質，一旦落入土壤、水體就會造成十分嚴重的環(huán)境污染事件，因此在填料更換前應在現(xiàn)場砌筑臨時圍堰并在圍堰旁設置廢水池。圍堰內(nèi)沖洗、噴灑出的污染水不得外排，應全部流至廢水池后集中處理。

3.4 防火措施

施工區(qū)域為禁火區(qū)域，在施工過程中嚴格履行防火規(guī)章制度，作業(yè)人員嚴禁吸煙。防止硫化亞鐵自燃是整個施工過程中都必須面對的難題。鑒于硫化亞鐵氧化自燃的特性，干粉、泡沫滅火器對其滅火作用均不明顯，建議現(xiàn)場設置多處消防水槍、消防水帶備用。

3.5 主要施工設備

25 噸、70 噸、200 噸汽車吊各一輛、便攜式空氣呼吸器四套、載人吊籠一臺、對講機若干臺。

4、焦爐煤氣干法脫硫塔填料更換施工技術要點

4.1 焦爐煤氣干法脫硫塔填料更換施工流程

4.2 吊車的使用安排

（1）200 噸汽車吊施工任務安排如下：主要用于整體吊裝填料盤（含填料），即負責將每層填料盤依次整體吊出或回裝的起重作業(yè)。

（2）70 噸汽車吊施工任務安裝如下： 主要用于填料傾翻和空填料盤倒運的起重作業(yè)。

（3）25 噸汽車吊施工任務安排如下； 主要用于吊裝載人吊籠的吊運作業(yè)。此時鋼絲繩的安全系數(shù)不得低于12 倍，吊籠內(nèi)只準承載2 人。

4.3 頂蓋拆除

（1）準備好消防水槍，消防水管管徑不應低于DN60，并確保水壓正?！，F(xiàn)場準備好4 套便攜式空氣呼吸器備用,空氣瓶內(nèi)的氣壓不應低于22MPa?，F(xiàn)場準備好氧氣、煤氣、硫化氫、氨氣氣體檢測儀，作業(yè)人員隨身攜帶。

（2）用合格的CO 檢測儀檢測塔頂放散孔的氣體，跟蹤CO是否發(fā)生明顯變化，待CO 含量低于25ppm 后，方可進行頂蓋拆除工作。

（3）采用用風動或液壓扳手將槽體頂蓋四周的固定螺栓逐個拆除。然后在頂蓋的3 個吊點栓掛鋼絲繩，由200t 汽車吊慢速起吊，起吊時注意保護原有密封條，直至頂蓋完全脫開后吊至地面，頂蓋拆除工序完成。

4.4 塔內(nèi)舊填料盤吊出

（1）此工序作業(yè)人員需使用載人吊籠進入塔內(nèi)，在使用吊籠前由專職安全員對吊籠及鋼絲繩進行檢查，并填寫檢查記錄表，確保載人吊籠的安全。由于塔體內(nèi)部的氣體主要是氮氣和少量的煤氣、硫化氫、氨氣，嚴禁作業(yè)人員無防護措施直接進入塔內(nèi)作業(yè)。要求進塔作業(yè)的人員必須全部裝備便攜式空氣呼吸器，氣瓶壓力不得低于22MPa,且作業(yè)時間控制在20 分鐘以內(nèi),另外，現(xiàn)場應配備多臺充滿氣的壓縮空氣瓶。

（2）塔頂設監(jiān)護人員、指吊人員。監(jiān)護人員、指吊人員與吊車司機各持對講機一部，對現(xiàn)場進行指揮。2 名作業(yè)人員穿戴好空氣呼吸器、掛好安全帶后乘坐載人吊籠進入塔內(nèi)。塔內(nèi)的填料盤邊緣上預留有四處吊點，由作業(yè)人員在填料盤上掛好鋼絲繩，并將鋼絲繩掛上200t 吊車的主吊鉤。隨后作業(yè)人員乘坐吊籠離開塔內(nèi)。

（3）人員安全出塔以后，由200t 吊車將填料盤整體吊出。填料盤正式起吊前，應先試吊，試吊無異常后方可正式將填料盤吊出。塔頂?shù)钠鹬刂笓]人員確認安全后，指揮吊車緩慢起吊，吊出的填料盤依次放置在現(xiàn)場圍堰內(nèi)。地面人員將準備好的填料盤編號牌掛在填料盤邊緣以便于區(qū)分。編號牌采用金屬薄板制作，并使用鋼印依次打上數(shù)字序號予以區(qū)分。塔內(nèi)共有18 層填料盤，可依次采用此方法將舊填料吊出。

（4）填料塔頂蓋一旦打開，舊填料中的硫化亞鐵即接觸氧氣開始緩慢氧化， 施工方應在最短的時間之內(nèi)將塔內(nèi)的填料盤全部吊出。根據(jù)目前填料塔內(nèi)的填料量，填料清出時間控制在一天之內(nèi)較為合理。若因大雨等惡劣天氣需中斷施工時，必須及時回裝頂蓋，并向塔內(nèi)通氮氣保護。施工過程中，塔內(nèi)的舊填料與空氣接觸時間越長硫化亞鐵就會氧化的越多, 舊填料在塔內(nèi)一旦大面積氧化，就會產(chǎn)生大量的“濃煙”，即二氧化硫氣體，嚴重時會引起明火燃燒，甚至爆炸，產(chǎn)生嚴重的后果。

4.5 填料傾翻

填料盤吊至地面以后，由70 噸吊車配合將舊填料傾倒至圍堰內(nèi)，倒出后檢查填料盤玻璃鋼隔柵是否損壞或錯亂，重新清理干凈后備用。地面作業(yè)人員應及時查看傾倒在圍堰內(nèi)的填料是否自燃，如有自燃的情況可噴灑消防水進行處理。傾倒在圍堰內(nèi)的填料不可長時間堆放，應及時清運至業(yè)主指定地點處理。

4.6 底部清槽

塔內(nèi)的18 層填料盤完全吊出后，方可打開填料塔底部的人孔門。人孔門打開以后人員不得進入，應先用軸流風機固定在人孔處對塔內(nèi)進行強制通風，直至通風后塔內(nèi)氧含量檢測合格后，施工人員佩戴氧含量檢測儀方可進入塔內(nèi)，對塔底的殘余填料進行清槽。人工清槽時，可將底部殘余填料先裝入料斗中，然后由吊車將其吊出塔外，逐步將槽底清理干凈。

4.7 新填料回裝

（1）裝填新填料。新填料先分別裝入填料盤內(nèi)，然后再由200t吊車將裝滿填料的填料盤依次回裝至填料塔內(nèi)。新填料雖然不具氧化性，但是不得受潮，以免影響其使用性能。新填料回裝前，可使用70T 吊車配合，依次將空填料盤倒運鋪開，然后逐個回裝新填料。

（2）填料盤裝入。裝滿填料的填料盤應及時裝入填料塔內(nèi)，填料盤由由下至上逐層回裝，回裝填料盤時應注意應按照填料盤的編號依次回裝，不可裝錯。裝入過程由200t 吊機配合逐層回裝，待填料盤與導軌吻合后勻速慢下，下到底部后，由2 名作業(yè)人員穿好安全帶，戴好氧含量。煤氣檢測儀，乘坐吊籠進入塔內(nèi)進行檢查和取鉤作業(yè)。確認填料盤完全下降到位確認后方可取鉤。后續(xù)填料盤回裝過程往復上述動作。

（3）新填料盤回裝過程中，塔內(nèi)作業(yè)人員無需穿戴空氣呼吸器。但要求塔底所有人孔不得關閉，且應使用軸流風機強制通風，施工人員應佩戴氧含量、煤氣檢測儀。

4.8 頂蓋回裝

所有填料盤回裝完成以后，開始回裝頂蓋。先在頂蓋法蘭處安裝橡膠密封條，然后由200t 汽車吊配合回裝頂蓋，精確調整對位，穿好定位螺栓后依次安裝所有螺栓，最后用液壓或風動扳手將8 個對角螺栓擰緊后再逐一緊固即可。

5、結語

綜上所述，焦爐煤氣干法脫硫塔填料更換施工時，應充分考慮現(xiàn)場實際危險源和施工技術難點，采用合適的施工技術，制定相應的施工方案，嚴格控制施工質量，加強施工安全防護，科學合理的組織施工，實現(xiàn)干法脫硫塔填料更換施工安全質量雙受控的目標。