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全面优化脱硫系统 确保系统长周期稳定运行

2014-12-24 09:08来源:东狮脱硫技术协作网微信作者:王长宝关键词:脱硫湿式氧化法脱硫催化剂收藏点赞

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该气液传质装置自2007年11月份在山东宁阳飞达化工有限公司使用以来,近年已先后在山东、河南、安徽、山西、河北、湖北、江西、广西等数十家化肥行业得到成功应用。通过用户反馈的信息来看均为发生过堵塔现象。

3.3 氧化再生槽

氧化再生槽是脱硫系统关键设备之一,它不仅承担着溶液及催化剂的氧化再生任务,还有气提释放溶液中部分CO2和硫泡沫的浮选及分离的作用。氧化再生槽在设计上首先要计算出槽的直径、槽的有效高度、喷嘴的个数三个关键参数。在计算槽的直径时,要涉及到吹风强度和喷射器的抽吸系数。计算再生槽的有效高度时,要涉及到溶液在再生槽内停留时间。计算喷嘴个数时,要涉及到每个喷嘴每小时能喷射的溶液量。溶液在再生槽停留时间的计算,要涉及到再生槽的有效容积及溶液的循环量。理论上每脱1kgH2S,氧化再生需空气量为1.57m3,而实际上却是理论计算的10~15倍,因此,氧化再生槽在设计上首先要满足其足够的吸气量,即吹风强度,一般半脱吹风强度在35~80m3/m2.h。溶液在再生槽停留时间一般以12~30分钟为宜。再生槽内应设置2~3层分布板,分布板孔径不宜过大,一般8~16mm为宜。分布板的作用是,夹带无数气泡的脱硫液从尾管出来,便迅速形成无数气泡群,气泡群在自身浮力作用下,向上漂浮,同时游离在溶液中的单质硫便向气泡周围聚集,并粘附在气泡表面,随着气泡向上浮动,经2~3层分布板后,气泡越聚越多,其表面粘附的单质硫就越多。而无分布板的再生槽气泡大且易碎,带出的单质硫就相对较少。

自吸式喷射器是氧化再生槽的心脏,其作用是富液以一定压力(0.35~0.45MPa)进入喷嘴形成高速射流,吸气室产生负压将空气吸入混合管内,空气呈微气泡扩散到液相中,气液得到充分接触,形成高速涡流状态,反应极为迅速,再生效率在混合管可达80%。自吸式喷射器由喷嘴、吸气室、收缩管、混合管、扩散管及尾管组成。喷射器在设计上要求溶液经过喷嘴的流速要达到18~25m/s,混合管的长度是其管径的20倍。喷射器制作要求精度较高,安装要求喷嘴、混合管、扩散管及尾管中心轴线要一致,同心度偏差要求≤1.0mm。其尾管出口距槽底的距离一般为500~600mm。喷射器的选型,一般溶液总量在300m3以下时可选喷嘴为¢26或¢28的喷射器;溶液的总量在300m3以上时,可选喷嘴为¢30或¢32的喷射器。喷射器在设计及安装上比较专业,一般不要去盲目仿制,企业在选用自吸式喷射器时,建议找专业生产厂家来订制。长春东狮科贸实业有限公司自行设计开发生产的东狮牌PSC型空气自吸式喷射器是湿式氧化法脱硫氧化再生槽的理想配套产品,其具有自吸空气量大,氧化再生效率高,硫泡沫浮选好,耐冲刷,耐腐蚀等特点,尤其适合与888催化剂配套使用。

4 工艺与操作管理

4.1 温度控制

操作中脱硫液温度不易过高。一般温度控制在38-42℃为宜,超过45℃则气泡易碎,单质硫浮选不好。入塔气体温度过高(超过50℃),势必降低H2S气体和O2在碱液中的溶解度,使气体净化度降低,同时影响了催化剂的吸O2活化,造成催化剂用量增多。另一方面入塔气体温度过高,形成脱硫液温度偏高,有利于产生副盐,而不利于单质硫的浮选。一般副盐三项(Na2S2O3、Na2SO4和NaCNS)之总和应小于250g/L,特别是溶液中Na2SO4的含量一般不超过40 g╱L为宜。当副盐增加时,要及时采取措施(排放或引出部分脱硫液使其降温析出结晶)。否则脱硫液中过多的副盐在塔内易析出结晶,粘附在填料上,时间一长,就形成盐堵。

4.2 再生槽控制

氧化再生槽浮选出的硫泡沫尽可能保持连续溢流。当硫泡沫在液面上停留时间过长,硫泡沫破碎后,其表面粘附的单质硫下沉进入贫液,造成贫液悬浮硫上升。由脱硫泵带至塔内,沉积在填料上,时间久了就会形成硫堵。

4.3 溶液循环量

溶液循环量要保证相对稳定。调节过频,会造成系统波动较大。当遇到系统减量时,溶液循环量应保持稳定,可从溶液组份上来作些调整。当遇到系统大幅度减量时间较长时,溶液循环量可仍保持稳定运行3~4小时,以使塔内填料上沉积的硫得到冲刷。

4.4 吹风强度

再生槽吹风强度在经过操作摸索后,可稳定在最佳量,一般不宜作过多调节,否则会影响单质硫的浮选,导致再生效果不佳。生产过程中,应根据煤气中H2S含量高低及生产负荷大小来调节喷射自吸空气量,采取控制适宜的再生压力和喷射器开的数量来调节,并根据其自吸空气量的大小或反喷情况及时检查清理喷嘴、喉管的堵塞物。

4.5 硫回收

硫回收的熔硫残液在回收前要经多级沉降冷却至≤45℃,使熔硫残液中的大量副盐结晶析出在沉降冷却池,清夜再返回系统循环使用。但多级沉降冷却不仅占地面积大,还影响环保。对此,笔者建议上一台硫泡沫专用过滤机来解决根本问题较为妥当。众所周知,熔硫残液处理不当,不仅对再生系统干扰极大,使溶液发泡,产生虚泡过多,不易分离,而且由于残液中大量副盐在系统的积累会导使化工物料消耗上升,脱硫效率下降,严重时产生堵塔。

5 结束语

总之,脱硫过程是一个不断完善,不断优化的过程,对于系统所发生的不正常现象,认真分析查找原因,对症下药。务必转变观念,大胆采用新工艺,新技术,才能彻底解决根本问题,从而使系统达到长周期稳定运行。

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