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(gè)是吸收塔，一個(gè)是再生槽。但在運(yùn)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(yán)重影響生產(chǎn)。對(duì)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*的地方，一是變換氣中h2s含量指標(biāo)要求遠(yuǎn)低于半水煤氣，二是運(yùn)行中壓力遠(yuǎn)高于半水煤氣。因?yàn)檫@些特點(diǎn)，造成變換氣脫硫在設(shè)計(jì)和運(yùn)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、脫硫塔易堵、帶液、運(yùn)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(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮堵塞
變換氣脫硫出口h2s指標(biāo)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(jì)院在設(shè)計(jì)脫硫塔時(shí)往往注重了傳質(zhì)的面積，將變脫塔內(nèi)的填料設(shè)計(jì)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(shí)際運(yùn)行中鼓泡段末開，入口h2s在80mg/m3左右時(shí)，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(shí)，出口h2s仍然測不出，但運(yùn)行沒有幾天變脫塔阻力就增加到30kpa,變換氣嚴(yán)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(jìn)行不下去。同樣山西另一個(gè)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(jì)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(yùn)行20余天塔阻力就達(dá)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(jì)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?yàn)樽兠搲毫υ礁呙摿蛐试讲怀蓡栴}。近兩年長春東獅科貿(mào)實(shí)業(yè)有限公司自主研發(fā)的無填料塔qyd傳質(zhì)內(nèi)件已在多家生產(chǎn)廠家運(yùn)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(jì)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(fù)壓原理將空氣抽入噴射器內(nèi)與溶液混合進(jìn)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(dá)到20m/s以上，形成相當(dāng)大的負(fù)壓將足夠的空氣吸入，一般液氣比達(dá)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(dá)到0.32mpa時(shí)，眼觀再生槽生成硫泡沫就不太滿意，硫泡沫比較，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(shí)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。例如上面所述山西某化肥廠就因?yàn)檫@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?zèng)]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(rèn)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(gè)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(shí)看確實(shí)起到了降低壓差減少帶液的作用，但隨著時(shí)間的延長脫硫塔會(huì)堵塞的越來越嚴(yán)重，溶液循環(huán)量也會(huì)隨著越減越少，zui后只有*堵塔一條死路，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(shí)加大溶液循環(huán)量，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(yán)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(shí)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(yùn)行一段時(shí)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(duì)于連續(xù)溶硫后回收的清液要很好處理，上一臺(tái)玻鋼涼水塔，將回收液*冷卻并沉淀后再返回系統(tǒng)，根據(jù)一些廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，這樣回收液經(jīng)處理后大大降低了堵塔的風(fēng)險(xiǎn)，也減少了再生槽皂泡的形成。如果沒有條件上涼水塔，可以考慮將變脫熔硫回收液用泵輸送到半脫使用，或者變脫不使用連續(xù)熔硫工藝，而采用硫泡沫離心過濾或壓濾的工藝?？傊?，要避免連續(xù)熔硫后的回收液對(duì)變脫造成的危害。