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脱硫是化肥工业生产的一个重要环节,特别是近年来劣质高硫煤的使用,脱硫系统的问题不断地暴露出来,现归纳总结以下几点:
1、脱硫后H2S跑高,尤其是双甲工艺的使用,更显得危害极大。
2、由间断熔硫改为连续熔硫后,残液回收量过大,导致系统飞泡等问题,造成恶性循环,消耗高,硫回收率低。
3、脱硫塔长周期运行不能得以保证,甚至几个月便清洗填料。
笔者认为以上问题的出现较为普遍,但从以下几方面抓好还是能够较好地得以解决。
一、应从设备方面着手考虑。设备的设计直接决定了工艺的正常与否:
1.1对常压塔而言,气速应控制≤1.0米/秒,如气速过高,则反应较差,吸收率降低;1.8MPa压力下气速控0.15米/秒为宜。
1.2如果系统较大,多塔运行,则应设计为可并可串。这样,并联时气速降低,吸收效果好,液气比大,不易堵塔;串联时可保证后塔出口H2S尽量低,如太化、红星发展均为并联。
1.3进脱硫前的洗气除焦油设备必须满足生产要求,因为煤气中含有的焦油、酚类等可与碱性脱硫液反应,生成类似于烷基苯磺酸钠造成系统起泡,影响脱硫系统的正常运行。
1.4设备设计时应考虑脱硫塔前后增加分离器,一方面可阻止循环水带入脱硫液中,另一方面可将带出的脱硫液予以回收,以降低消耗,减少环境污染。
二、从工艺方面而言,笔者认为工艺执行的好坏,直接决定系统的正常与否。
2.1溶液成份的稳定。以栲胶脱硫为例,各成份的含量控制多少合适,应经理论计算方可得出,但必须明确一点即是氧化剂钒的含量理论上虽与HS-的摩尔浓度相当;但实际上按1.3-1.5倍控制较好。如果其浓度小于HS-的浓度,则会出现Na2SO4、Na2S2O3的生成量加大。这样首先反应在熔硫时渣多;其次即是造成设备管线的腐蚀,必须指出的是在制钒液时必须加碱加热(室温时,V2O5的溶解度为0.07g/100gH2O),此条件下,则生成了偏钒酸钠。如果在冷法的条件下,则生成了正钒酸钠。
栲胶的含量理论上是钒的1.6倍,实际上最多按2倍控制,值得注意的是在制栲胶液时,尽量加热的时间稍长些(1-2个小时),然后用制备槽上的空气进行活化降温后打入系统,这样既可防止胶头等物质的影响,又可把栲胶活化好。
2.2严格温度和再生压力的控制。生产中,温度以38-42℃为佳,大于45℃时,Na2S2O3的生成量逐渐增大,特别是60℃以上是更是直线增长。如果温度较低不仅影响泡沫的聚合浮选,而且影响催化剂的再生,再生压力的控制据实际情况而定。以槽液面的稳定为前提,尽量加大吸收空气量。但是对于加压脱硫而言,必须考虑CO2的分压,尽量保证吸收的CO2能够释放出来(如2.0MPa和3.2MPa的脱硫)。必要时可引部分脱硫液加热分解NaHCO3,以提高NaCO3的含量。
2.3经济适宜的液气比。笔者认为如果要保证H2S的合格,又要保证脱硫塔的长周期运行,则应控制较大的液气比,因析S反应的70%在塔内进行,传统的理念认为大于12l/m3即可。但是太原化肥厂控制在30l/m3,贵州红星发展控制在42l/m3(常压塔),H2S得以保证,塔阻比较稳定,运行周期较长。从两厂实际运行情况来看,效果确实不错,从我车间变脱的实际情况也确实如此(1.8MPa)。原变脱塔d=3.0mQ=450m3/h,实际计算硫容为21mg/l,液气比5l/m3;更新为d=3.6mQ=450m3/h,硫容为25mg/l,液气比5l/m3;将循环量调整为Q=600m3/h,硫容达40mg/l,液气比7-7.5l/m3。脱硫效率大提高。
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