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脫硫是化肥工業(yè)生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié),特別是近年來劣質(zhì)高硫煤的使用,脫硫系統(tǒng)的問題不斷地暴露出來,現(xiàn)歸納總結(jié)以下幾點(diǎn):
1、脫硫后H2S跑高,尤其是雙甲工藝的使用,更顯得危害極大。
2、由間斷熔硫改為連續(xù)熔硫后,殘液回收量過大,導(dǎo)致系統(tǒng)飛泡等問題,造成惡性循環(huán),消耗高,硫回收率低。
3、脫硫塔長周期運(yùn)行不能得以保證,甚至幾個月便清洗填料。
筆者認(rèn)為以上問題的出現(xiàn)較為普遍,但從以下幾方面抓好還是能夠較好地得以解決。
一、應(yīng)從設(shè)備方面著手考慮。設(shè)備的設(shè)計(jì)直接決定了工藝的正常與否:
1.1對常壓塔而言,氣速應(yīng)控制≤1.0米/秒,如氣速過高,則反應(yīng)較差,吸收率降低;1.8MPa壓力下氣速控0.15米/秒為宜。
1.2如果系統(tǒng)較大,多塔運(yùn)行,則應(yīng)設(shè)計(jì)為可并可串。這樣,并聯(lián)時氣速降低,吸收效果好,液氣比大,不易堵塔;串聯(lián)時可保證后塔出口H2S盡量低,如太化、紅星發(fā)展均為并聯(lián)。
1.3進(jìn)脫硫前的洗氣除焦油設(shè)備必須滿足生產(chǎn)要求,因?yàn)槊簹庵泻械慕褂?、酚類等可與堿性脫硫液反應(yīng),生成類似于烷基苯磺酸鈉造成系統(tǒng)起泡,影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
1.4設(shè)備設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮脫硫塔前后增加分離器,一方面可阻止循環(huán)水帶入脫硫液中,另一方面可將帶出的脫硫液予以回收,以降低消耗,減少環(huán)境污染。
二、從工藝方面而言,筆者認(rèn)為工藝執(zhí)行的好壞,直接決定系統(tǒng)的正常與否。
2.1溶液成份的穩(wěn)定。以栲膠脫硫?yàn)槔?,各成份的含量控制多少合適,應(yīng)論計(jì)算方可得出,但必須明確一點(diǎn)即是氧化劑釩的含量理論上雖與HS-的摩爾濃度相當(dāng);但實(shí)際上按1.3-1.5倍控制較好。如果其濃度小于HS-的濃度,則會出現(xiàn)Na2SO4、Na2S2O3的生成量加大。這樣首先反應(yīng)在熔硫時渣多;其次即是造成設(shè)備管線的腐蝕,必須指出的是在制釩液時必須加堿加熱(室溫時,V2O5的溶解度為0.07g/100gH2O),此條件下,則生成了偏釩酸鈉。如果在冷法的條件下,則生成了正釩酸鈉。
栲膠的含量理論上是釩的1.6倍,實(shí)際上zui多按2倍控制,值得注意的是在制栲膠液時,盡量加熱的時間稍長些(1-2個小時),然后用制備槽上的空氣進(jìn)行活化降溫后打入系統(tǒng),這樣既可防止膠頭等物質(zhì)的影響,又可把栲膠活化好。
2.2嚴(yán)格溫度和再生壓力的控制。生產(chǎn)中,溫度以38-42℃為佳,大于45℃時,Na2S2O3的生成量逐漸增大,特別是60℃以上是更是直線增長。如果溫度較低不僅影響泡沫的聚合浮選,而且影響催化劑的再生,再生壓力的控制據(jù)實(shí)際情況而定。以槽液面的穩(wěn)定為前提,盡量加大吸收空氣量。但是對于加壓脫硫而言,必須考慮CO2的分壓,盡量保證吸收的CO2能夠釋放出來(如2.0MPa和3.2MPa的脫硫)。必要時可引部分脫硫液加熱分解NaHCO3,以提高NaCO3的含量。
2.3經(jīng)濟(jì)適宜的液氣比。筆者認(rèn)為如果要保證H2S的合格,又要保證脫硫塔的長周期運(yùn)行,則應(yīng)控制較大的液氣比,因析S反應(yīng)的70%在塔內(nèi)進(jìn)行,傳統(tǒng)的理念認(rèn)為大于12l/m3即可。但是太原化肥廠控制在30l/m3,貴州紅星發(fā)展控制在42l/m3(常壓塔),H2S得以保證,塔阻比較穩(wěn)定,運(yùn)行周期較長。從兩廠實(shí)際運(yùn)行情況來看,效果確實(shí)不錯,從我車間變脫的實(shí)際情況也確實(shí)如此(1.8MPa)。原變脫塔d=3.0mQ=450m3/h,實(shí)際計(jì)算硫容為21mg/l,液氣比5l/m3;更新為d=3.6mQ=450m3/h,硫容為25mg/l,液氣比5l/m3;將循環(huán)量調(diào)整為Q=600m3/h,硫容達(dá)40mg/l,液氣比7-7.5l/m3。脫硫效率大提高。
2.4888等鈦菁鈷系列的使用極大的吸收了有機(jī)硫,可確保變換后硫化氫不至于增加的過多而影響變脫負(fù)荷。
2.5循環(huán)水的殺菌劑、絮凝劑等物質(zhì)應(yīng)避免帶入脫硫液中,防止造成溶液的不分層等現(xiàn)象。
三、關(guān)于系統(tǒng)飛泡問題,筆者經(jīng)認(rèn)真分析,經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下幾點(diǎn):
3.1氣體凈化不好,焦油帶入系統(tǒng),與堿液皂化反應(yīng)導(dǎo)致起泡,所以應(yīng)加大洗氣除焦量,靜電除焦油器以濕法較好。
3.2栲膠自身問題造成起泡,如熟化不好,膠頭等物質(zhì)影響,所以如前所述,把好制液關(guān)。
3.3副鹽積累過多,導(dǎo)致起泡,所以應(yīng)嚴(yán)格脫硫液的成份比例控制,確保HS-及時被氧化為單質(zhì)S。
3.4高溫熔硫后的殘液不經(jīng)處理,直接入系統(tǒng)導(dǎo)致起泡,針對此情況,增加硫泡沫高位槽,沉降分層后將清液直接入系統(tǒng),這樣既減少了高溫熔硫時的副反應(yīng),又降低了消耗,減少了返興高采烈量。同時對殘液應(yīng)嚴(yán)格降溫多級沉淀后逐量加入系統(tǒng)。
3.5H2S含量較低而脫硫液的氧化性較強(qiáng),導(dǎo)致皂泡的產(chǎn)生,雖然這一觀點(diǎn)爭議較大,但從該廠,半脫2#系統(tǒng)及變脫系統(tǒng)幾次的調(diào)試發(fā)現(xiàn)確實(shí)如此。當(dāng)然過度氧化這一觀點(diǎn)有待進(jìn)一步論證。