湿式氧化法脱硫生产中的重要问题分析

0前言

以固定床间歇造气生产合成氨醇的化肥企业，其生产环节中的脱硫工艺常采用湿式氧化法脱硫，并辅以干法脱硫作为精脱（如活性炭脱硫剂等），而其中的湿式氧化法脱硫多以栲胶脱硫为主，近几年也配入了一定量的钛菁钴脱硫剂。但是随着煤气中H2S浓度的不断提高（由原来的每立方煤气中几百毫克涨至几千毫克甚至更高），实际生产中也出现了许多问题，造成生产波动，现根据生产经验，列举关键性几点问题并予以原因分析：

1脱硫效率较低，不能保证出口H2S达标

该种情况较为常见，导致生产不能正常运行，甚至被动地减量生产，其主要原因应从以下几方面来考虑（假设脱硫系统的各个设备设计满足生产要求）：

（1）先查一下脱硫液成分是否达到生产要求，如果成分较低，考虑把成分提到正常生产要求。这种情况经常出现在H2S突然涨高时，溶液成分较低而不能保证出口H2S达标，尤其是正常生产煤气中H2S较低，突然改烧高硫煤时容易发生此类情况。

（2）还是关于脱硫液方面，虽然各项主要成分例如栲胶、钒、碱度等都合格，但还是脱硫率较低，这就要考虑溶液中悬浮硫等其它物质是不是太多了。例如硫泡沫长时间不能正常溢流出来，造成溶液中悬浮硫含量较多，这一点很重要，因为在我知道的一些企业就出现过该种情况。经大量提取硫泡沫后，系统也就很快恢复正常，硫化氢达到了工艺要求。

（3）脱硫塔自身内部出现了问题。前面已经假设塔器等设备正常，那就排除了塔负荷大、液体分布器分布不均匀等问题了，但是有一点不能排除，那就是塔内填料的类型及数量的问题，其实也就是填料的比表面积问题。在我所在的企业就曾出现过此种情况，当把格栅填料更换为散装填料时，脱硫率大大提高，其主要原因就是填料的表面积增大，气液接触时间长，脱硫效率高的缘故。但是当我们因为怕堵塔而少装了一部分填料后，脱硫率也随之相应降低（但填料数量绝对在设计要求范围之内）。

（4）脱硫液的循环量是否发生了变化而影响到脱硫效率。例如泵打液量小了、或者是泵自身问题、或者是进出口管道堵塞、甚至是分布器（如管式分布器）堵塞等等，这些都是我们应该考虑的问题。因为在实际生产中以上的几种情况都曾发生过，设想一下，如果没有足够的溶液循环量，不仅脱硫效率得不到保证，而且塔堵也会随之而来。

2脱硫液的碱度控制不住，下降的比较严重

针对该种情况，我相信在许多化工厂都出现过，它的发生也应从以下几方面来考虑。

（1）冬季时由于气温低，脱硫系统温度不能很好地控制，造成溶液温度降低，其中部分物料析出结晶造成碱度下降，这种情况首先要控制好溶液温度然后再调整碱度，相信会很快正常的。

（2）煤气中H2S浓度突然升高且持续一段时间也会造成溶液碱度的下降。也就是说平时控制的溶液成分偏低，不能满足高浓度H2S的工艺需求，当煤气中的硫化氢突然跑高，溶液中的氧化剂含量较低，造成部分HS—氧化成副盐，从而降低了碱度。这种情况适当补充碱量及其它物料即可。

（3）脱硫液中的氧化剂量过高也会造成碱度迅速下降，我认为其原因是吸收的HS—被过度氧化成副盐而造成碱被消耗掉。该种情况分别在2005年及2011年在我们的两套生产系统都曾出现过，采取的措施也就是把溶液中氧化剂含量降下来，然后补充碱量即会慢慢提高碱度。此种情况极易被人们所忽视，而且尤其容易发生在钛菁钴脱硫剂置换其它脱硫剂的过程中，因为该类型脱硫剂氧化能力强且消耗低，如果平时不注意分析溶液中钛菁钴脱硫剂含量，而是根据经验来添加，极易发生添加量过多而造成碱被消耗。

（4）脱硫液中的氧化剂含量过低也会造成碱度下降。其缘故是HS—未能被氧化剂充分氧化成单质硫而是在再生系统被空气氧化成副盐。当然，这方面也比较容易被发现而得到控制，只要调整好氧化剂含量即可很快恢复正常。当然近年来脱硫系统增加富液槽也是从这方面来考虑的，目的就是最大限度地保证HS—在进入再生槽以前被氧化成硫泡沫，而不至于在再生槽中被氧化为副盐而降低碱度。

（5）煤气中的H2S含量由于煤种原因突然降低很多，如果溶液成分还是平时的含量，这就会发生以上第3条所说的情况，长时间也会造成碱度下降。

3硫泡沫不正常，虚泡、发泡现象时有发生

针对该种情况，2005年我们的1#系统的三套脱硫均出现过，而且持续长达半年之久，当然该种情况笔者也在其它一些化肥企业发现过，严重者长达一年，稍轻者时有发生，可能因为没给生产造成太大影响所以也就不被重视。如果发生该种情况时必须注意脱硫液的各种成分的变化，因为它不仅会消耗掉部分碱，而且会因为溶液成分波动影响到生产的正常运行，造成该种情况出现的主要原因有以下几点：

（1）栲胶质量存在夹生现象，也就是熟化环节出现了问题。虽然现在生产用的多数是熟栲胶，但是针对以上发生的该种情况，建议制脱硫液时间长些，并配入适当空气进行氧化从而彻底破坏其胶性对系统的影响。

（2）煤焦油类物质的带入，也会出现上述情况。因为其中的部分有机物质在脱硫液这种碱性条件下容易发泡，故能够造成系统硫泡沫变虚。建议开好洗气装置和静电除焦油设施，同时避免设备检修时，油脂类物质带入脱硫系统。

（3）溶液成分与生产中的H2S含量比例严重失调，也会造成硫泡沫变虚，此情况在我们的生产系统也曾经出现过，当时以为溶液被污染了，几经调整未见好转，在没有办法的情况下将溶液全部排掉，重新制了新鲜溶液，但投入生产后，硫泡沫仍然不正常，好在问题最终还是被查清并得到解决。

（4）熔硫残液没有很好地被处理，即返入脱硫系统，也会造成上述情况的发生。因为熔硫过程中，副反应发生较多，其中也就难免生成了部分发泡类物质，建议对熔硫残液降温、冷析、沉淀后再入系统。当然如果把硫泡沫过滤或者压滤后再熔硫这样对脱硫系统会更好些。

（5）溶液被其它一些物质污染（如有些有机物质等），也会造成硫泡沫不正常，虚泡较多，针对此种情况，可认真查一下自身系统的工艺然后予以避免。

4填料堵塞，塔阻力上升较快

我相信，在我们的化工企业如果没有预脱硫设施且脱硫塔为填料塔而且煤气中H2S浓度也较高（一般≥2g/Nm3）都出现过堵塔问题，尤其是北方的化肥企业。针对此种情况，许多厂家也都进行了相应的试验性的改造。

（1）用湍流塔代替填料塔，虽然比填料塔使用周期长些，但其正常生产时因塔径较小，所以阻力较填料塔要大的多，（刚运行时至少有40mmHg左右）且其使用的塑料球体填料寿命也较短。二者相比，皆有利弊。

（2）用格栅填料代替散装填料，虽然使用周期也许会长些，但格栅填料一旦堵塞后抢修很费力，相比之下还不如散装填料检修更方便些。我们的企业就曾这样试用过，不过最终还是淘汰了格栅填料。

（3）用空塔喷淋串填料塔，现在很多化肥企业都采用这种复合塔型，笔者也考察了几个用户企业，使用效果很好，当然从道理上来讲，也是可以讲通的，空塔脱硫率>50%，相对入填料塔的H2S就低许多了，堵塔几率也就相对低些。目前我们的三套半水煤气脱硫系统已经全部改造成空塔喷淋脱硫串联填料塔脱硫，空塔脱硫效果达到了70%～80%而且单塔压差仅有几个毫米汞柱。运行近半年整个系统压差基本稳定。当然我们也考虑以后有机会将填料塔的下层改成两层喷头，只保留上层部分填料，这样不仅可以保证脱硫效果，而且会进一步降低系统阻力，当然也会减轻检修的劳动强度。

（4）也有些企业，据他们讲很少堵塔，但究其原因也不好说不清楚。例如笔者曾考察过云南的一些氮肥厂，H2S高达7 g/Nm3，但是塔阻比较稳定，分析其实际情况，只能说再生系统设备较大，严格管理的结果吧。（但是强调一点再生系统不是越大越好）

总之，湿式氧化法脱硫生产中或多或少会存在这样或那样的问题，笔者只是根据多年的生产经验，把认为比较重要的几点总结出来与大家共同探讨。