摘要：主要介紹焦?fàn)t煤氣干法脫硫塔填料更換施工技術(shù)在寶鋼湛江鋼鐵煤精干法脫硫裝置中的應(yīng)用，詳細(xì)敘述人員安全防護(hù)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?fàn)t煤氣干法脫硫塔是焦化廠的一種煤氣凈化設(shè)備， 為一種干法立式煤氣脫硫塔， 應(yīng)用粒狀填料來脫除焦?fàn)t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(jìn)行更換成了一項(xiàng)重要的事情。本文主要探究了干法脫硫塔填料更換關(guān)鍵施工技術(shù)措施，以供參考。

1、工程概況

寶鋼湛江鋼鐵有限公司焦?fàn)t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(diǎn)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?fàn)t煤氣干法脫硫塔填料更換施工應(yīng)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(diǎn)1193℃，溶于無機(jī)酸時(shí)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(jià)鐵離子被氧化成三價(jià)鐵離子，負(fù)二價(jià)硫氧化成四價(jià)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(yīng)。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(rèn)為水蒸汽，伴有刺激性氣味。如果硫化亞鐵中存在碳和重質(zhì)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(zāi)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?fàn)t煤氣干法脫硫塔填料更換施工之前，建議采用氮?dú)鈱λ?nèi)部進(jìn)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?dú)鉃槎栊詺怏w， 使硫化亞鐵填料不能與空氣中的氧接觸發(fā)生氧化反應(yīng)。舊填料清出作業(yè)時(shí)，禁止打開底部人孔，否則空氣會從塔底進(jìn)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(shí)嚴(yán)格控制溫度。影響硫化亞鐵氧化的另一個(gè)因素為溫度，所以在塔內(nèi)吹掃時(shí)，盡量不采用蒸汽。由于填料塔體積大，熱容量高，在不通風(fēng)的情況下，自燃冷卻慢。現(xiàn)場裝備應(yīng)急消防水管， 如硫化亞鐵自燃已產(chǎn)生高溫時(shí)， 可使用消防水噴淋撲救，明火熄滅后應(yīng)及時(shí)充氮隔絕空氣，防止填料進(jìn)一步自燃。

3、干法脫硫填料更換施工準(zhǔn)備工作

3.1 技術(shù)方案準(zhǔn)備

在干法脫硫塔填料更換施工之前， 施工單位應(yīng)組織相關(guān)人員實(shí)地進(jìn)行了解，制定具有針對性的施工方案，方案中應(yīng)明確煤氣區(qū)域施工安全防護(hù)技術(shù)措施、硫化亞鐵防自燃等安全技術(shù)措施。提出相關(guān)工機(jī)具、材料計(jì)劃表，并編制具有時(shí)效性的施工網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度。另外，在施工前必須對所有施工人員進(jìn)行安全、技術(shù)交施工前必須徹底切斷填料塔的進(jìn)出口煤氣管道d 的煤氣來源，一般采用堵設(shè)鋼制煤氣盲板的方法。盲板堵設(shè)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?dú)?，將塔?nèi)的煤氣進(jìn)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(shí)圍堰

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

3.4 防火措施

施工區(qū)域?yàn)榻饏^(qū)域，在施工過程中嚴(yán)格履行防火規(guī)章制度，作業(yè)人員嚴(yán)禁吸煙。防止硫化亞鐵自燃是整個(gè)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(shè)置多處消防水槍、消防水帶備用。

3.5 主要施工設(shè)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(jī)若干臺。

4、焦?fàn)t煤氣干法脫硫塔填料更換施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 焦?fàn)t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(wù)安排如下：主要用于整體吊裝填料盤（含填料），即負(fù)責(zé)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(wù)安裝如下： 主要用于填料傾翻和空填料盤倒運(yùn)的起重作業(yè)。

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

4.3 頂蓋拆除

（1）準(zhǔn)備好消防水槍，消防水管管徑不應(yīng)低于DN60，并確保水壓正常。現(xiàn)場準(zhǔn)備好4 套便攜式空氣呼吸器備用,空氣瓶內(nèi)的氣壓不應(yīng)低于22MPa?，F(xiàn)場準(zhǔn)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C(jī)O是否發(fā)生明顯變化，待CO 含量低于25ppm 后，方可進(jìn)行頂蓋拆除工作。

（3）采用用風(fēng)動或液壓扳手將槽體頂蓋四周的固定螺栓逐個(gè)拆除。然后在頂蓋的3 個(gè)吊點(diǎn)栓掛鋼絲繩，由200t 汽車吊慢速起吊，起吊時(shí)注意保護(hù)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(jìn)入塔內(nèi)，在使用吊籠前由專職安全員對吊籠及鋼絲繩進(jìn)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?dú)夂蜕倭康拿簹?、硫化氫、氨氣，?yán)禁作業(yè)人員無防護(hù)措施直接進(jìn)入塔內(nèi)作業(yè)。要求進(jìn)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(shí)間控制在20 分鐘以內(nèi),另外，現(xiàn)場應(yīng)配備多臺充滿氣的壓縮空氣瓶。

（2）塔頂設(shè)監(jiān)護(hù)人員、指吊人員。監(jiān)護(hù)人員、指吊人員與吊車司機(jī)各持對講機(jī)一部，對現(xiàn)場進(jìn)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(jìn)入塔內(nèi)。塔內(nèi)的填料盤邊緣上預(yù)留有四處吊點(diǎn)，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(yīng)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(rèn)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(zhǔn)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(yīng)在最短的時(shí)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(shí)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(shí)，必須及時(shí)回裝頂蓋，并向塔內(nèi)通氮?dú)獗Ｗo(hù)。施工過程中，塔內(nèi)的舊填料與空氣接觸時(shí)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(yán)重時(shí)會引起明火燃燒，甚至爆炸，產(chǎn)生嚴(yán)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(cuò)亂，重新清理干凈后備用。地面作業(yè)人員應(yīng)及時(shí)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(jìn)行處理。傾倒在圍堰內(nèi)的填料不可長時(shí)間堆放，應(yīng)及時(shí)清運(yùn)至業(yè)主指定地點(diǎn)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(jìn)入，應(yīng)先用軸流風(fēng)機(jī)固定在人孔處對塔內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，直至通風(fēng)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(jìn)入塔內(nèi)，對塔底的殘余填料進(jìn)行清槽。人工清槽時(shí)，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(yùn)鋪開，然后逐個(gè)回裝新填料。

（2）填料盤裝入。裝滿填料的填料盤應(yīng)及時(shí)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(shí)應(yīng)注意應(yīng)按照填料盤的編號依次回裝，不可裝錯(cuò)。裝入過程由200t 吊機(jī)配合逐層回裝，待填料盤與導(dǎo)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(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行檢查和取鉤作業(yè)。確認(rèn)填料盤完全下降到位確認(rèn)后方可取鉤。后續(xù)填料盤回裝過程往復(fù)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(guān)閉，且應(yīng)使用軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)，施工人員應(yīng)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(diào)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(fēng)動扳手將8 個(gè)對角螺栓擰緊后再逐一緊固即可。

5、結(jié)語

綜上所述，焦?fàn)t煤氣干法脫硫塔填料更換施工時(shí)，應(yīng)充分考慮現(xiàn)場實(shí)際危險(xiǎn)源和施工技術(shù)難點(diǎn)，采用合適的施工技術(shù)，制定相應(yīng)的施工方案，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，加強(qiáng)施工安全防護(hù)，科學(xué)合理的組織施工，實(shí)現(xiàn)干法脫硫塔填料更換施工安全質(zhì)量雙受控的目標(biāo)。