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湿式氧化法脱硫常见的问题及处理
发布时间:2019-02-28 09:06:44浏览:
湿式氧化法脱硫技术在煤化工和焦化行业应用已多年,随着该工艺的长期不断应用、探索和总结,已逐渐步入成熟,各个生产企业技术得到了突飞猛进的发展,很快掌握住了工艺操作要领,解决了脱硫生产上的很多疑难问题,得到了稳定运行。但在日常生产过程当中总是还出现这样或那样的问题,笔者就多年来所见的共性工艺问题进行分类分析讨论,供同行们参考:
我们都知道湿式氧化法脱硫工艺分为:吸收、再生和硫回收三大工艺过程,三个环节都是环环相扣、相互依托,且相互影响,哪个环节出了问题都会影响到整个系统的生产,但如何能够利用设备,发挥最大的性能,工艺调节实现得心应手呢,作为管理者除了熟知工艺流程及设备,还要学会一定的工艺计算,通过计算选择工艺运行参数,使脱硫工艺实现长周期、低成本运行。另外再加上日常工作中抓要领、强管理、细调节,进行持之以恒的管控,一定会受到良好的效果,同时会为企业的环保、稳定生产、降本增效做出巨大的成绩。
一、脱硫塔堵塞
湿式氧化法脱硫自酞菁钴产品在生产上应用以来,脱硫塔堵塞现象总体减少了很多,但仍然是目前普遍关注的焦点。实际上脱硫工艺的操作一切都是围绕脱硫塔的稳定运行而控制的,脱硫塔硫化氢工艺指标管控的好坏,直接影响着整个系统的生产,除了合理地选择质量好的脱硫催化剂,管控好脱硫液组分、控制好贫液中地悬浮硫以外,脱硫液循环量及塔喷内液相淋密度,是控制脱硫塔长期运行的重要参考指标,这么多的管控指标,即使都在指标内,有时也很难把脱硫塔阻力控制好,确保长期运行,让我们来列举一下,主要影响脱硫塔阻力的相关问题。
1、脱硫塔填料堵分析及应对:
对于填料塔堵问题,我们都知道主要有硫堵、盐堵和煤气焦油杂质堵,盐堵是在冬季气温温度下降太快,副盐在脱硫液中溶解度降低,易析出结晶,堵塞填料,形成盐堵,可通过调整煤气温度和脱硫液温度会使该问题得到很快的解决。我们最常见的还是硫堵居多,堵塞的位置不尽相同,有的是除沫器段堵、有的是气液分布器堵,填料段堵塞还是较为普遍的,不管是除沫段堵或者是气液分布器堵,还是上、中、下段填料堵,若脱硫塔每段填料再分布器处安装有测压表,对不同段压力进行对比分析,就能深层次的判断和找出那里出现了问题。据观察分析不同填料段堵塞,会采取不同的措施来处理它。例如:若上段堵,说明贫液悬浮硫高、脱硫塔喷淋密度不够所致,若下段堵,则是下段填料溶液再分布效果差,另外一个就是脱硫液组分匹配不合理造成的,我们在很多厂家通过调节,使问题得到了很好地解决。若有条件的话可以将下段填料改成喷淋段,会使该问题得到彻底的解决。还有一种现象出现堵塞,是没有过多的办法来处理的,就是脱硫塔顶部液体分布器堵,这里面又有几个不太相同的状况,有的是堵掉一部分降液孔,在补加化工原材料时,脱硫液在塔顶部与煤气接触产生过多的气泡,使降液孔降液不畅,脱硫液上涨至升气孔,脱硫液从升气孔降液,导致脱硫塔阻力瞬间上涨,这种情况待所补的液体循环均匀后,阻力会逐渐恢复;还有一种就是一半分布器堵塞,导致脱硫溶液长期偏流,填料冲刷密度不够,出现干区积硫而堵塞,也是比较常见的。
2、脱硫塔内除沫段堵:
原始脱硫塔除沫段处理效果都没有引起足够的重视,尤其是焦化厂较为普遍,近几年来环保对企业的要求越来越严格,企业对脱硫塔煤气带液的问题越来越重视,而去打破常规的进行改造,对除沫段的填料规格选型和高度计算不够准确出现的问题。除沫段的选型主要有:旋流板除雾器、拉西环、规整填料和吸收段一样的鲍尔环、阶梯环和海尔环填料,出问题较多的还是拉西环和规整填料,拉西环是较原始的一种填料,它的最大缺陷是填料开孔率低,有的甚至是柱状乱堆的装填形式,这样就给脱硫塔阻力埋下了巨大的隐患,再加上脱硫塔煤气空速超标,在气速较快时,带出的脱硫液在除沫段会出现再次反应,产生硫颗粒,这一段还没有脱硫液的冲刷,填料堵的几率会更大。除沫段是规整填料的,由于它空间较大,在出现积硫时承重强度变差,出现倒塌而导致填料硫越积越多,形成塔阻力升高,有的厂家在除沫段增加了冲洗装置,在阻力高时,稍加冲洗问题就引刃而解了。
3、脱硫塔内填料的选型:
填料的选型对于能否保持脱硫塔长周期运行来讲,起着一个至关重要的作用,脱硫塔内的填料装填量的多少,是根据脱硫塔内气液在填料表面传质的时间计算出来的,据观察大部分厂家选用的填料为直径50-76mm的阶梯环、鲍尔环和海尔环,由于直径小装填密度较大,从理论上计算脱硫效果会更好一些,但即使喷淋密度在大于40m3/m2/h时,也会逐渐出现堵塞,运行周期短,从而导致脱硫液在塔内偏流而堵塞,最终影响了系统的长周期生产。根据经验,对于脱硫塔直径较大空速不超标的企业,填料的选型易大不宜小,建议使用100×100的鲍尔环较为合理。
4、脱硫贫液悬浮硫的控制
悬浮硫的指标控制≤0.5g/L,该指标控制不得有任何含糊。通常来讲脱硫贫液的悬浮硫含量高,会直接影响到脱硫塔的阻力,据多年来现场观察,而对悬浮硫的影响因素也十分广泛,在实际生产中除了强化再生,加强硫泡沫液量回收之外,那么最主要的就是脱硫液组分中碱度和催化剂浓度有很大关系了,过高或过低均会影响此指标的稳定性,“高效ZT脱硫脱氰催化剂”浓度控制在15-30mg/L,悬浮硫会长期稳定在0.3g/L以下;全部使用栲胶、MSQ和DDS的脱硫液,由于产生的硫泡沫颗粒细小,并且很多的单质硫呈雾化混合状态,泡沫反应层虚而厚,很难将该指标控制在0.5g/L以下。因此再生槽硫泡沫厚度控制显得十分重要,根据我的经验,在以栲胶为脱硫剂的生产厂家,掺加适量的“ZT脱硫脱氰催化剂”,悬浮硫就会得到很好地控制,另外掺加栲胶的脱硫工艺,其中的胶钒比,催化剂浓度选择,是硫泡沫正常浮选的重中之重。还有部分厂家,为保证硫泡沫正常在脱硫液中补加了对苯二酚,它的最大缺点就是其活性低、化学稳定性差形成的硫颗粒细小,不易回收,居高不下的悬浮硫与钠离子反应生成具有腐蚀性的酸性副盐,不但会腐蚀设备,还会使脱硫液氧化能力迅速下降,悬浮硫升高。这已在多个生产厂家得到证实。总之不管选用什么样的催化剂,工艺的调整必须理论联系实际,均要达到合理的平衡状态,才能很稳定地把悬浮硫控制在指标内。否则脱硫液悬浮硫高,导致脱硫塔阻力升高。
二、脱硫液的再生
1、氧化再生槽:
氧化再生槽作用主要是在喷射器内建的作用下浮选单质硫,再生脱硫液,从形状上叫三径异形槽,它的设计、安装、以及操作的好坏,关系到脱硫化工原材料消耗、悬浮硫高低、脱硫效果的高低和付盐的生成等问题,好多技术实力较差的企业设计的再生槽,没有经过详细的工艺计算,新建的再生槽,是越建越大,直径最大达15m,溶液总储量达1000多立方,脱硫液在再生槽内停留时间是越来越长,最长达一个小时,这样就显得画蛇添足了,有的甚至与转机设备不匹配,再生槽还需控制一定的压力,没办法情况下只能减少喷射器运行的个数,出现再生脱硫液出现死角,反而并没有起到很好的效果,消耗也并没有降低;
2、再生槽压力的控制:
我们都知道再生喷嘴前的压力控制最佳指标范围为0.4-0.5MPa,大部分企业在此范围内,再生效果非常好,但在部分企业由于设备设计存在问题,结果导致长时间不能正常运行。我认为调整脱硫液再生好坏的关键是,应拓宽思路,根据再生槽的高度、喷射器的安装、硫化氢含量、硫泡沫的厚度、停留时间、贫液悬浮硫等工艺设备条件、多方面来选择确定其控制指标,现在全国脱硫再生槽的压力控制也是大同小异,有的厂家喷嘴前压力0.3MPa,就能满足生产需要,有的厂家0.7MPa,再生效果仍然很差,建议各厂家要根据各再生设备,找出硫泡沫形成的平衡点,合理的调节出脱硫液在再生槽的表面张力范围,一般可以这样理解,在再生槽硫泡沫少时可以适当提高再生槽压力,增加脱硫液的表面张力,在脱硫液表面张力大时刻适当降低再生槽空气的吸入量,或适当降低催化剂的浓度,总之要确保硫泡沫高度在200-400mm高度为宜,既要防止泡沫带液过多,又要防止硫泡沫积累时间过长,硫颗粒增大比重增加而出现沉淀。
3、再生槽硫泡沫形成
再生槽硫泡沫的形成,它主要与煤气量、硫化氢含量、脱硫液的再生、再生温度、付盐含量、脱硫残叶补入、催化剂浓度的选择等方面有很大关系,在原始开车或更换脱硫催化剂时,使用酞菁钴催化剂的企业硫泡沫简单易得,使用栲胶和DDS脱硫剂的企业,必须经过5-15天的运行才能获取质量好的硫泡沫。但在日常生产中硫泡沫的波动是很大的,也会出现时有时无的现象,目前大部分企业硫泡沫形成还是不错的,但若脱硫液出现恶化是硫泡沫就很难形成,可通过置换脱硫液,适当降低或提高催化剂浓度,视情况来调节均会获得很好的效果。这里最关键是要懂得如何调节,例如:山东某焦化厂,再生槽已连续4个月没有硫泡沫,化工原材料纯碱消耗每天高达6吨,出口硫化氢高达700mg/m3,后来我们得知情况后,及时到现场了解情况后,采取有效的措施,经过调节脱硫液组分,对喷射器运行情况进行检查并处理,两天的时间恢复了正常生产。
三、硫回收
1、目前湿式氧化法脱硫硫回收生产硫磺的形式,主要有间歇式熔硫和连续熔硫两种形式,间歇釜硫泡沫过滤使固液分离的设备主要有:真空陶瓷过滤机、压滤机、离心机;连续熔硫釜主要有:内分离式、网阻式和旋流式(内分离式较为多见,使用效果较好),不管使用什么样的设备,处理能力的选择宁大勿小,若设备配置偏小,在生产时再生槽硫泡沫溢流量就会出现受限现像,长期运行,会影响到悬浮硫,最终导致塔阻力升高。按每小时处理50公斤硫化氢的装置,硫泡沫液回收量每班(8小时)应在50m3以上,若使用栲胶回收硫泡沫量则需要在100m3以上。
2、采用连续熔硫工艺产生大量的残液,必须经过降温、沉淀、分离后才能回脱硫系统,存在着回收硫泡沫量越大,脱硫残液就越多的矛盾,致使硫泡沫不能大量的回收,栲胶的最大特点对硫泡沫的产生很有帮助,但在连续熔硫后残液分离难度大的现象。另外从某种意义上来讲,掺加栲胶对稳定脱硫液再生、副盐的产生、化工原材料纯碱的消耗,起到了脱硫液优势互补的关键作用,选用连续熔硫的企业不提倡控制高浓度栲胶含量。  
四、结束语:
脱硫工艺生产,原料是基础,设备是保证,效益是前提,管理是关键。脱硫的工艺生产管理是一个十分繁琐的过程,设备的配置,催化剂的选择,工艺管理技术和员工业务素质均是搞好脱硫的前提,没有强有力的脱硫员工队伍,搞好脱硫工艺生产绝不是一件容易的事情。让我们携手共同发展和完善脱硫工艺技术,在实践中发现问题,利用科学的手段来解决,把脱硫所有问题严格的控制在萌芽状态,这是我们同行们共同的心愿,