關(guān)于變脫工藝操作的幾點看法

關(guān)于變脫工藝操作的幾點看法我國以煤為原料生產(chǎn)合成氨和甲醇的工廠，變換氣脫硫大部分采用濕式氧化法，吸收劑幾乎都使用純堿，也有少部分使用其它吸收劑；催化劑無論用哪一種，原理基本都一樣，都是催化氧化煤氣中的硫化氫生成單質(zhì)硫；脫硫設(shè)備也大同小異，一個是吸收塔，一個是再生槽。但在運行過程中，差異卻是很大：有些工廠脫硫工藝控制很好，脫硫效率高，消耗少，脫硫塔也長年不堵塞，有些工廠三天兩頭出問題，尤其是脫硫塔經(jīng)常堵塞，嚴重影響生產(chǎn)。對于這些差異問題，筆者在技術(shù)服務(wù)過程中也經(jīng)常遇到，在此談一些自己的看法，以供大家參考。變換氣脫硫與半水煤氣脫硫不同，有其獨特的地方，一是變換氣中H2S含量指標要求遠低于半水煤氣，二是運行中壓力遠高于半水煤氣。因為這些特點，造成變換氣脫硫在設(shè)計和運行過程中存在一些問題，使變換氣脫硫比半水煤氣脫硫工藝更加難以控制，具體表現(xiàn)在再生槽硫泡沫形成稀少、脫硫塔易堵、帶液、運行壓力持續(xù)升高等方面。如何避免或減輕這些問題的發(fā)生，我以為可從以下幾方面注意：1變脫塔的設(shè)計應(yīng)重點考慮堵塞變換氣脫硫出口H2S指標大部分要求小于10mg/m3，入口一般在120mg/m3左右，由于脫硫精度要求比較高，所以設(shè)計院在設(shè)計脫硫塔時往往注重了傳質(zhì)的面積，將變脫塔內(nèi)的填料設(shè)計的既小又多。如山西某化肥廠，年產(chǎn)合成氨18萬噸，變換氣壓力3.2MPa,變脫塔規(guī)格φ3600×35000mm，塔內(nèi)裝三層φ100mm鮑爾環(huán)，每層填料高度10m，填料層之間有槽盤式液體分布器，填料頂部有φ50mm鮑爾環(huán)除沫層，高度1m，除沫層上還設(shè)有鼓泡段，目的為保證脫硫凈化度。實際運行中鼓泡段末開，入口H2S在80mg/m3左右時，出口H2S幾乎測不出。在變換中串低改為全低變后，入口H2S增至120mg/m3時，出口H2S仍然測不出，但運行沒有幾天變脫塔阻力就增加到30KPa,變換氣嚴重帶液，迫使溶液循環(huán)量從300m3/h減至200m3/h左右，幾乎使全廠生產(chǎn)進行不下去。同樣山西另一個化肥廠，年產(chǎn)合成氨40萬噸，變換氣壓力3.2MPa，變脫塔規(guī)格原設(shè)計為φ4000mm，內(nèi)裝四層φ50六角形新型環(huán)填料，每層高五米，駝峰支承，運行20余天塔阻力就達60KPa。后將駝峰支承改為柵板支承，填料全部改為φ100海爾環(huán)，這樣改裝后，出口H2S同末改裝前一樣，基本變化不大。綜上所述，變脫塔在設(shè)計上不僅要考慮傳質(zhì)面積，恐怕更重要的是多考慮填料堵塞問題，應(yīng)選擇規(guī)格比較大不宜堵塞的填料，因為變脫壓力越高脫硫效率越不成問題。近兩年長春東獅科技（集團）有限責(zé)任公司自主研發(fā)的無填料塔QYD傳質(zhì)內(nèi)件已在多家生產(chǎn)廠家運用，效果十分理想，是解決變脫塔堵塞的zui有效和zui根本方法。2變脫工藝的設(shè)計應(yīng)考慮增設(shè)富液槽變換氣脫硫基本都不設(shè)富液槽，依靠變換氣壓力在閃蒸槽將部分CO2馳放后引入再生槽，壓力一般控制在0.4MPa以上，利用噴射抽負壓原理將空氣抽入噴射器內(nèi)與溶液混合進行氧化反應(yīng)，此處關(guān)鍵是噴射器噴頭處的溶液流速要達到20m/s以上，形成相當(dāng)大的負壓將足夠的空氣吸入，一般液氣比達到1：5為理想。變換氣脫硫壓力在0.8MPa以下問題不大，再生槽硫泡沫形成較為理想，說明噴射器工作較為正常。但變換氣脫硫壓力在0.21MPa以上，尤其是達到0.32MPa時，眼觀再生槽生成硫泡沫就不太滿意，硫泡沫比較稀少，像水泡似的，當(dāng)然，這里排除催化劑的質(zhì)量外，主要原因就是CO2造成的，因變換氣中CO2一般較高，這些CO2在變脫塔中被溶液所吸收，雖然這些CO2在閃蒸槽減壓馳放出一部分，但因閃蒸槽瞬間停留時間極短，脫硫溶液壓力仍在0.4-0.6MPa，一些夾帶的CO2仍在再生槽馳放出來。某廠測試閃蒸后溶液中CO2含量4-5m3/m3，很大程度上影響了噴射器吸入空氣的量，造成空氣不足氧化不好，所以硫泡沫形成稀少。例如上面所述山西某化肥廠就因為這一原因走了很長一段彎路，開始懷疑噴射器質(zhì)量，后面又懷疑催化劑質(zhì)量，反復(fù)更換后仍不能解決硫泡沫生成稀少的問題，zui后增設(shè)了富液槽，將脫硫溶液壓力降至常壓，再用富液泵打入再生槽噴射器，所有問題迎刃而解，再生槽硫泡沫形成大為改觀，比以前好多了，再生槽頂部人孔也再沒有一股十分嗆人的CO2和H2S混合的難聞到氣味。綜上所述，我認為變換氣脫硫壓力在0.21MPa以上的應(yīng)增設(shè)富液槽。3操作中應(yīng)注意的幾個問題3.1溶液循環(huán)量在脫硫塔操作中，經(jīng)常碰到因壓差上升變換氣帶液而人為減小溶液循環(huán)量，當(dāng)時看確實起到了降低壓差減少帶液的作用，但隨著時間的延長脫硫塔會堵塞的越來越嚴重，溶液循環(huán)量也會隨著越減越少，zui后只有徹底堵塔一條死路，zui理想的辦法是溶液循環(huán)量不但不能減少，而且在變脫系統(tǒng)減量或停車時加大溶液循環(huán)量，zui好再改用有很大清洗積硫效用的長春東獅生產(chǎn)的“888”脫硫催化劑，有可能逐漸將脫硫塔內(nèi)積硫清洗干凈。如果因脫硫塔壓差大帶液十分嚴重，不能加大溶液循環(huán)量，可以考慮在脫硫液中加一些植物油，能短時間內(nèi)將塔內(nèi)壓差降低，然后將溶液循環(huán)量加大，這樣連續(xù)間斷加植物油運行一段時間后，也有可能將脫硫塔內(nèi)積硫清洗干凈。3.2總堿度在保證脫硫效率的前提下，溶液的總堿度越低越好，這樣可以減少副反應(yīng)的生成率。3.3熔硫殘液對于連續(xù)溶硫后回收的清液要很好處理，zui好上一臺玻鋼涼水塔，將回收液徹底冷卻并沉淀后再返回系統(tǒng)，根據(jù)一些廠的運行經(jīng)驗來看，這樣回收液