【技术】湿式氧化法脱硫工艺设备选择及操作管理的优化

3.2脱硫溶液优化管理

溶液组分控制及管理对于以洗涤为手段的介质来说非常重要，因此必须了解相关物质的溶解度，掌握各组分在实际应用中所起的作用，如何调控等。

溶液吸收H2S为酸碱中和反应。因此，溶液的总碱度和Na2CO3浓度是影响吸收过程的主要因素。气体净化度，溶液的硫容量，总传质系数，随Na2CO3浓度的增加而增大。碱度越高，PH值越大，随CO2增高而降低，PH值低于8.0腐蚀严重，高于9.2副盐增长快。须保持溶液中碳酸氢钠和碳酸钠的浓度比(呈反比，一般控制在4-6)，形成缓冲液，更具稳定性。888催化剂主要起析硫再生作用，提高反应速度，降低活化能，改善工作硫容，使脱硫液保持高频高效吸收。因此，调整好脱硫溶液各组分的浓度，才能保证良好的工作状态。

有些厂家根本不做分析或仅做一个总碱度，怎么优化?因此，要建立完整的分析制度，以分析数据来指导生产。定期比较，总结优化。管理要落在实处。工况被破坏潜伏期较长，恢复调优极不容易，故时刻都要注意细微变化做到心中有数，作预见性调节。一般总碱度，控制在22-26g/L操作弹性大，吸收效果好。低于0.3mol以下便不好提高，若副盐高，PH值低，总碱度长时拉不起来，注意不能突击加碱，最好分班均匀补加，增量不要超过一倍。可适当补充点氨会较快恢复。若溶液受到污染，颜色发黑，就要置换部分溶液再调整。888浓度控制也一样，每天补充量要与硫负荷，工况加以平衡，要以指标为限。配制使用要确保活化时间，按时定量，均匀补充滴加。各组分浓度不能波动太大，要使之逐步形成良性循环。要严格控制悬浮硫，经常关注副盐的增长速率及硫黄回收率和泡沫情况，以及溶液颜色变化等等，确保脱硫液质量。

3.3溶液循环量调控

在正常生产操作中调整好溶液中碱度，催化剂浓度并保持各组分控制在指标内。还须根据生产负荷和H2S进出口变化来调整溶液循环量(称正常生产三要素)。循环量不但能促进溶液质和量的转换，以达到净化目的，也是降耗的主要因素。但与设备的配置关系密切。因此，循环量的确定不单是以溶液工作硫容来计算，还应兼顾液气比，喷淋密度和溶液在再生槽内停留时间等，来综合考虑。在设备允许的情况下，适当提高循环量是有好处的。因为在所有反应变化中还有一个物料平衡关系。若塔内反应生成物如单质硫不能及时随溶液转移出来。势必会滞留在设备，填料中造成阻塞。循环量不宜频繁调节，系统溶液总量要保持相对稳定，变化太大一定要寻找原因，予以解决。

3.4控制好操作温度

操作温度的调控优化十分重要。脱硫和析硫、再生、回收三个工艺环节的温度调控影响化学平衡等化学反应以及传质、浮选等物理过程及各种物质溶解度，而且若用氨水脱硫，只有解决了温度问题才能控制好碱度。脱硫吸收是放热反应，降低温度对吸收有利，再生则随着温度的升高而加快及盐类分解。因此，脱硫、再生，温度应该是一条曲线。用Na2CO3做碱源，吸收温度应控制在30-38℃。再生温度控制在35-42℃为宜(适宜的再生温度为38℃)。当脱硫温度过低时，吸收和析硫反应速度降低(亦不利于水平衡)，可能会出现碱、盐结晶析出，增加碱耗和阻力增高，再生不完全，影响贫液质量。若溶液温度过高，则H2S气体在脱硫液中溶解度降低，使吸收推动力变小(分压差降低)，影响气体净化度。同时，再生过程会影响硫结晶增大和聚合力。会使硫泡沫内的空气膨胀，导致泡沫破裂形成不了泡沫层，溶液粘度增大，表面张力下降，对元素硫的浮选及分离转移不利。而且当温度在45℃以上时，副反应明显加快，超过50℃，便会急剧上升。再者，液温过高还会使溶液溶解O2的能力下降，不利于催化剂吸氧再生。且溶液的腐蚀性也随温度升高而加剧。

3.5加强再生氧化槽操作管理

喷射再生氧化槽的功能有三个：①在空气鼓动下，将元素硫浮选出来，分离出去;②催化剂吸O2再生，恢复活性;③进一步析硫再生和使CO2等废气解释弛放，以提高PH值、碱度和减少悬浮硫的含量。然而影响再生的因素主要是空气、温度和溶液在再生槽内的停留时间。最直观的是硫泡沫形成的好坏。温度和停留时间前面以讲过，重点谈谈再生空气。对其有空气量和吹风强度的双重要求。理论上每氧化一公斤H2S需要空气量为1.57m3。实际操作中空气用量是理论量的8-15倍(以满足浮选要求)，空气量的大小是由喷射器气液比决定的，即喷射器液相压力(液速要求达到18-25m/s)和喷射器工艺状况(值得注意的是喷射器空气入口应该能调节，而且必须吸取新鲜空气，有的厂为防止反喷改成吸废气)。满足催化剂吸氧再生所需要的氧没问题。而吹风强度则影响再生硫浮选和泡沫层聚合形成。再生槽直径大或喷射器开的多，强度降低(再生槽吹风强度要求60-80m3/m2h)。吹风强度过低，溶液不湍动，则浮选不出硫来。若液面翻腾跳跃，吹风强度太大，又容易将聚合的硫泡沫打碎，造成返混，影响贫液质量。若空气量长期过大或溶液在再生槽停留时间太长，则溶液电位偏高。会使副反应加快。另外，泡沫硫的分离转移也有讲究：若分离太彻底(溢流量太大)，则泡沫层不易形成，集硫少且泡沫很虚，应适当保留部分泡沫层有依托，沾的硫会更多，回收更实。若分离量太小或长时间不溢流，则表面得不到更新，也容易造成返混，悬浮硫增多。故液面高度控制应低于硫泡沫溢硫面10-20公分，让硫泡沫连续自由溢硫最好。也可以采用间歇式溢流，但每3-4个小时必须溢硫一次，关键是液位调节操作要心中有数，一般硫泡沫溢流面能占1/2以上即可。(连续熔硫没有滤清过程，溢硫携带清液过多，做的是无用功，浪费蒸汽)。强化再生槽操作管理，要设岗。要学会观察硫泡沫质量和颜色(好的硫泡沫大小适中、均匀、有质感)。再生后溶液应清彻透亮(可在液位调节器处观察)，发现再生液或硫泡沫发黑或乳化，要迅速处理。除此之外，温度、碱度和催化剂含量过低或过高都会影响硫泡沫生成和浮选再生。总之，再生的目的就是增强脱硫液活性，降低悬浮硫，提高贫液质量。故再生槽的操作管理不但关系元素硫的浮选、分离、回收，更是预防堵塔的重要措施，是工艺操作的重中之重。

3.6强化回收熔硫，优化再生

回收熔硫就是将分离出的硫泡沫浓缩加工，通常指硫泡沫的收集，过滤和熔硫得到副产品硫黄及残液的处理回收。大体可归纳为两大类;一种方法是将收集的硫泡沫过滤成硫膏或压滤成硫滤饼，清液可直接回收至贫液槽。另一种方法是使用熔硫釜熔炼成硫黄。此种方法有两种形式：连续熔硫和间歇式熔硫。后者的优势是节省蒸汽，熔硫后残液少，对脱硫液质量影响不大，不干扰再生。若使用间歇式熔硫，可根据硫的加温过程的物态变化，将泡沫槽(高位槽)的硫泡沫加温至65-70℃，静置半小时，分层后中间清液放回富液槽，上层和底部的泡沫硫进入熔硫釜熔炼。连续熔硫最重要的是要控制好进液量，注意蒸汽压力与熔硫温度的最佳配合，一般熔硫釜中心温度控制在120-140℃，残液出口温度控制在85-95℃。要根据生产负荷，合理安排，精心操作。进行不断地摸索找出规律，如通过残液的排放量及颜色判断其工作状况。要维护好熔硫装置，发挥最佳的生产能力。需定期排放硫渣，保证其传热效果(有的厂改饱和蒸汽为过热蒸汽，效果很好)，总之，在净化脱硫过程中，煤气中所夹带的杂质、赃物和生产中产生的废弃物，只能通过硫泡沫带出系统外。

故在加工硫黄的同时，也净化系统自身，是维护系统正常稳定，有序运行的重要环节。硫黄回收率要求达到80%以上。

残液处理到位也是一个十分重要的问题，不少厂家生产不稳定，硫泡沫不好，系统阻力增加，堵塔，也是因此而造成的。最简单的办法是进行多级沉降过滤处理：将温度降下来，使副盐、硫渣、杂质、赃物等沉淀，(关键是空间和时间，沉淀物、饱和液要定期清除)，再经过滤使其变成温度不高、无杂质的清液(要求悬浮物<2g/L温度<50℃)方能返回系统，否则会干扰再生，出硫泡沫不正常，还会增加消耗，增大系统阻力。

其实生产过程就是一个不断优化工艺条件和操作管理的过程，因此，要不断探索，与时俱进，以科学发展观来认真对待。