煤气湿式脱硫塔堵塞问题讨论及改进.docxVIP

黄苏河王海清（山西焦化集团有限公司科技部，洪洞041606)????? 许多化肥企业中不同程度地存在着煤气湿式脱硫塔的堵塞问题。20世纪90年代以来，相继开发成功了以PDS、TS-8505和888为代表的酞菁钴磺酸盐脱硫法，使脱硫塔的堵塞问题有了一定程度的缓解。生产实践表明，即使用具有“清塔”作用的酞菁钴磺酸盐作为脱硫剂，也不能包治百病。?1???堵塞物的形态和沉积过程???? 对ADA法和早期的PDS法脱硫塔堵塞物的研究表明，脱硫塔中形成的堵塞物大致有硫磺、盐类和盐硫混合物等。ADA法脱硫时，其脱硫塔的堵塞物主要是硫磺。由ADA法向PDS法过渡时，堵塞物主要是盐类。若停用PDS，恢复ADA法时，堵塞物主要是盐硫混合物。若在数天或数月内迅速形成的堵塞物，其组成大多为盐类，并含有少量的硫磺。但脱硫塔阻力在1～2年中逐渐升高的现象极为常见，这些堵塞物往往以硫磺为主，含有少量盐类，并形成厚度不等的“年轮”状沉积层。???? 通过对多家化肥企业的调查表明，再生过程中硫泡沫在数小时至数天内不能形成的现象经常发生，脱硫循环液组成不合理、前面工序带入杂质和温度变化等原因都会直接影响再生过程。未经充分再生后的贫液进入脱硫塔后，硫膏在填料表面的滞留和吸附是不可避免的。这些硫膏若不能及时转入液相，将逐渐沉积并固化在填料表面，逐渐形成“年轮”状沉积层。?2??设备和操作制度对堵塞物的影响????? 在正常生产中，使用酞菁钴磺酸盐类作为脱硫剂，对减轻或防止硫磺堵塞物的形成有一定作用。但对于严重的陈旧性硫磺堵塞物，要想在生产过程中用具有“清塔”作用的脱硫剂进行清除，其效果十分有限。如我公司在1992～1995年间由ADA法向PDS法过渡、1995～2000年间使用TS-8505脱硫剂及2000年11月～2001年1月由TS-8505向888过渡期间，其初始目的都是为了清除塔内陈旧性堵塞物，但均未彻底奏效。因此，说明仅靠使用可生成Sx的脱硫剂来清除沉积于填料表面的硫磺堵塞物的效果并不显著，即使操作无误，其清除过程也是漫长的。为此，还必须加强以下几方面的操作管理。???? (1) 保持适宜的空速和喷淋量。有人认为，设备越大，操作弹性也越大，似乎好管理。由于空速对吸收过程气液分布的影响较大，因此，过低的空速（0. 5m/s）是造成脱硫塔堵塞的主要因素之一。通常，当煤气处理量较小时，在满足净化效率的前提下，往往将喷淋量减小。因降低喷淋量后，相应延长了塔中的停留时间，造成再生过度而使硫磺颗粒过早长大，并附着在填料上，逐渐形成堵塞物。一旦发现堵塞严重时再增大喷淋量，往往为时已晚。???? (2) 降低煤气中的含氧量。在半水煤气制造过程中，因原料质量造成设备故障和操作失误时，均可导致半水煤气中的含氧量超标，有时高达2％以上。由于吸收过程中伴随发生再生过程，故煤气的含氧量越高，在脱硫塔中的再生过程就越强，加速了堵塞物的形成。因此，必须严格控制原料煤气中的含氧量。???? (3) 杜绝氧化槽的高液位。在正常生产中，氧化槽中的液位应与隔板持平或略低。但常因前后工序协调不当，使脱硫塔内压力升高，造成液位高于隔板，部分富液走短路，不利于单质硫的凝聚和浮选。空气泡在上升的过程中容易聚合，降低了空气利用率，使再生效率下降。另外，液位高于隔板后，加速了溶液和硫泡沫的返混，使已形成的泡沫被爆破的空气泡所粉碎，难以形成稳定的泡沫层，不利于硫泡沫的浮选和分离。???? (4) 恢复使用反应槽。在槽式再生流程中，通常在脱硫塔与氧化槽之间还设有反应槽。主要目的是让富液中的HS－在NaVO3作用下的析硫反应有足够的时间。我公司因当时的煤气处理量小，溶液循环量也小，溶液在反应槽中的停留时间长达36min（原设计为17.4 min)，常因硫粒子过度长大、浮升而造成冒槽事故。为此，于1987年8月停止使用反应槽，但随之产生了如下问题：一是因氧化析硫的反应时间不够，使富液直接进入氧化槽。一方面，富液中未转化的HS－在氧化槽中与氧反应生成的Na2S2O3，又进一步被氧化成Na2SO4。从而使系统中的Na2S2O3由50g/L下降至10g/L左右，而Na2SO4含量高达30g/L左右。另一方面，未转化部分的HS－则直接进入脱硫塔中析硫。二是当脱硫塔发生堵塞时，氧化槽中的硫泡沫就更难形成，反过来又加重了堵塞。脱硫塔中的析硫反应受到削弱，减少了单质硫的生成量，致硫泡沫不能连续形成。为尽快形成硫泡沫的溢流，必须加大V2O5和Na2CO3的加入量。这又加速了NaCNS和Na2SO4等副产物的生成速度。因此，停用反应槽后使脱硫系统变得十分脆弱。一旦外界条件有所变化，脱硫塔的堵塞速度明显加快。于是，又重新恢复使用了反应槽。???? (5) 恢复硫泡沫的两级沉降和清液分离功能。硫泡沫从氧化槽（或再生塔）浮选分离后仍夹带