Žveplovi kondenzatorjiniso glamurozna oprema. Toda v enotah za pridobivanje žvepla so popolnoma kritični. Zmotili se boste in imeli boste opravka z zamašenimi cevmi, korodiranimi cevnimi ploščami in žveplovimi požari. Naredite jih pravilno in delovali bodo leta z minimalno pozornostjo.
Zasnovali smo, namestili in odpravili težave z žveplovimi kondenzatorji v rafinerijah in obratih za predelavo plina. Tukaj je tisto, kar smo dejansko videli, da deluje-in kaj ne.
Kaj žveplov kondenzator dejansko počne
V enoti za pridobivanje žvepla (postopek Claus) žveplo zapusti reakcijsko peč in pretvornike kot para, pomešana s procesnim plinom. Žveplov kondenzator ohladi ta tok, kondenzira elementarno žveplovo paro v tekoče žveplo in ga loči od plina.
Tekoče žveplo gre nato v skladiščenje ali strjevanje. Preostali plin-zdaj brez žvepla-gre v naslednjo stopnjo pretvornika ali v sežig.
Kritični izziv: žveplo kondenzira pri približno 120–160 stopinjah, odvisno od tlaka. Pod približno 115 stopinjami postane žveplo izjemno viskozno (nekatere oblike žvepla lahko dosežejo 10.000 cP). Nad približno 160 stopinj ne kondenzira. Temperaturo stene cevi morate vzdrževati v ozkem oknu-običajno 130–145 stopinj -za učinkovito delovanje.
Dve vrsti, ki ju dejansko vidimo
- Vodno{0}}ohišje-in-cev: procesni plin teče skozi cevi (ali ohišje), hladilna voda na drugi strani. To je najpogostejša vrsta v večjih SRU.
- Zračno-hlajen (ventilator-z rebri): zrak iz okolice piha čez rebraste cevi. Manj pogosto, uporablja se na-lokacijah s pomanjkanjem vode ali v manjših enotah.
V obeh primerih so cevi običajno nameščene navpično ali rahlo nagnjeno-in ne vodoravno. Zakaj? Tekoče žveplo bolje odteka z navpičnih površin. Horizontalne cevi lahko zadržujejo tekoče žveplo na dnu cevi, kar povzroča strjevanje in težave z zamašitvijo.
Operativno okno: ožje, kot si mislite
Tukaj je temperaturni izziv v realnih številkah.
| Stanje žvepla | Temperatura | Vedenje |
| Hlapi | >160 stopinj | Brez kondenzacije |
| Tekočina (normalno) | 120-160 stopinj | Prosto-tekoč, nizka viskoznost |
| Tekočina (visoka viskoznost) | 115-120 stopinj | Postaja gosta |
| Trdna | < 115°C | Zamrzne, lahko zamaši cevi |
Cevne plošče in materiali za cevi: kaj določimo
Žveplovi kondenzatorji imajo edinstven problem korozije. Procesni plin vsebuje žveplov dioksid, vodikov sulfid in vodno paro. Ko se ohladijo pod rosišče, tvorijo žveplovo in žveplovo kislino.
Naše materialne izkušnje:
- Cevne plošče: ogljikovo jeklo z dodatkom proti koroziji je obrobno. V 5 letih smo videli luknjanje. Zdaj smo določili 304L ali 316L, oplaščeno za ploskev cevi.
- Cevi: ogljikovo jeklo lahko deluje z dobro odpornostjo proti koroziji, vendar sta 304L ali 316L varnejša. Za mokre storitve je najmanj 316 L.
- Lupina: ogljikovo jeklo je običajno fino, z dodatkom korozije.
- Prirobnice in tesnila: uporabite grafit ali spiralo-navito z grafitnim polnilom. PTFE tesnila NISO za uporabo z žveplom-žveplo razgradi PTFE pri povišanih temperaturah.
Nekoč smo videli, da obrat uporablja cevi 304L in cevne plošče iz ogljikovega jekla. Cevna plošča je zarjavela okoli lukenj cevi-korozija v razpokah. Spoji cevi so puščali. Tovarna je morala po 3 letih zamenjati celotno cevno pločevino. Dodatni stroški za obloženo cevno ploščo bi znašali približno 20 % stroškov zamenjave.
Postavitev cevi: ravna navpična, brez U-cevi
Tega smo se naučili na težji način. U-cevni snopi v žveplovih kondenzatorjih ustvarjajo mrtve noge, kjer se tekoče žveplo kopiči in strjuje. Ujeto žveplo se pri segrevanju razširi in lahko razcepi cev.
Naša specifikacija: ravne navpične cevi s spodnjim odtokom. Cevni pokrov na dnu omogoča prosto odtekanje tekočega žvepla.
Naklon cevi: uporabite kvadratni naklon (ne trikoten), da omogočite čistilne pasove. Če uporabljate trikotni naklon, cevi ne morete zapreti, če se zamašijo. In pri servisiranju žvepla zamašitev cevi ni vprašanje "če"-ampak "kdaj."
Nevarnost požara, ki je nihče ne omenja
Trdno žveplo gori. Gori zelo vroče in ustvarja plin žveplov dioksid, ki je strupen in jedek.
Naš kontrolni seznam za preprečevanje:
- Namestite temperaturne senzorje na lupino na več mestih
- Če uporabljate ogrevanje s paro, zagotovite nemoten odtok kondenzata
- Nikoli ne dovolite, da bi se raven tekočega žvepla dvignila nad snop cevi (uzda za raven in-alarm za visoko raven sta bistvena)
- Za nujne primere imejte sistem za čiščenje z dušikom
Vzdrževanje: praktična realnost
Vzdrževanje žveplovega kondenzatorja ni glamurozno. Ampak je potrebno.
Kaj priporočamo:
Odprtine-za izpihovanje: namestite na dno obeh strani ohišja in cevi (če je na voljo) za odvajanje tekočega žvepla med zaustavitvijo.
Priključki -in- (CIP): priključek za paro ali vročo vodo za taljenje in izpiranje žvepla iz cevi.
Prehodi: dovolj veliki za dostop do cevne pločevine. 500 mm prehod je boljši od 300 mm prehoda.
Prostor za vlečenje cevi: navpične cevi potrebujejo prostor nad glavo. Videli smo, da obrati nameščajo kondenzatorje z nezadostnim prostorom za odstranitev snopa cevi-ta napaka pozneje veliko stane.
Operativni kontrolni seznam za žveplove kondenzatorje
Pred-zagonom, med delovanjem in med zaustavitvijo:
- Nadzor temperature – temperatura izhodnega plina pri 135–145 stopinj. Ne pod 120 stopinj.
- Raven tekočega žvepla – vzdržujte pod snopom cevi. Uporabite nivojske alarme.
- Pretok hladilne vode – nadzor s temperaturo, ne s pretokom. Nadzor obvoda, ne dušenja.
- Pregled – mesečni vizualni pregledi cevne plošče in koncev cevi glede korozije ali žveplovega mostu.
- Urnik čiščenja – temelji na padcu tlaka, ne na koledarju. Če padec tlaka naraste nad načrtovano, načrtujte čiščenje.
- Prezimovanje – če lahko enota v hladnem vremenu ne deluje, razmislite o toplotnem sledenju ali parni oblogi, da preprečite zmrzovanje žvepla.
- Zaustavitev v sili – izpihovanje dušika in izpustite vse tekoče žveplo, preden se enota ohladi pod 120 stopinj.