半水煤气脱硫生产管理浅析

0 概述

青岛昌华集团股份有限公司（前身山东莱西市化肥厂）是一个以煤为原料生产合成氨的氮肥厂，氨醇年生产能力20万吨，1998年“8.13”尿素装置开车，半水煤气脱硫配套的是φ4000×29000的脱硫塔、φ5000×6000×2000的再生槽，和老系统脱硫并联生产，变换气脱硫是φ3800的变脱，近几年随着煤资源的紧缺，我公司开始烧煤质较差的高硫煤，脱硫入口H2S一般在2~3g/m3，有时高达5g/m3左右，随着煤质的变差，煤气中含的杂质也特别多，特别是煤灰、焦油对整个脱硫系统是一个极大的危害，半脱一度成为生产的瓶颈，塔阻力急剧上升，脱硫效率下降，生产被迫减量，最终停车扒塔。严重影响着公司的经济效益和安全生产。

脱硫的三大控制重点：脱硫效率；脱硫塔阻力；副反应的控制。前二者关系到整个生产过程的稳定，凝聚着脱硫生产管理的水平。后者关系到物料的消耗及腐蚀问题。三者相互影响又互相制约。所以强化脱硫操作，在完成了设备工况的配套之后，是一项十分重要的工作。通过脱硫技术协作网的交流结合我厂脱硫工况谈一下脱硫管理的重要性。

1加强气体除尘降温

我公司在06年气柜出口新上一台洗涤塔，内部采用高压雾化喷头，加强对煤气中杂质，特别是煤焦油的洗涤，同时起到半水煤气在罗茨风机入口降温作用，在罗茨风机出口（脱硫塔前）还有一台洗气塔，对半水煤气再次洗涤降温，这样就对脱硫塔前的煤气进行2次洗涤有效的保证了进塔气源的洁净度，并可根据要求控制半水煤气温度。

2 富液槽正常生产时液位的控制

总保持富液槽有较高液位，保证脱硫液在富液槽中有一定的停留时间，保证HS–充分的析硫。如果HS–析硫不充分进入再生槽，HS–离子将被急剧氧化为S2O32–.，再次氧化为SO42–,这样溶液中的SO42–就会对设备产生腐蚀，所以，在日常生产中我们常要求保持富液槽要保持高液位，减少副反应生成的条件。

3 氧化再生槽的管理

我们认为在脱硫整个的操作过程中，再生槽是一个极其重要的环节，再生不好将直接导致脱硫效率下降，悬浮硫增高导致堵塔，同时消耗也增加，所以加大对再生槽的管理非常重要。我们要求对再生槽和其它转动设备一样要定时定点巡检，发现问题及时处理。硫泡沫的浮选要保证正常溢流，吸气量是否达到要求，吸气孔是否有反喷现象这都是我们检查的重点，同时每次检修都要将再生槽底的沉淀物清除，近几年喷射器管内壁时而出现结垢现象，严重时会导致吸气不足，影响再生，所以我们也定时对喷射器内壁进行清理，保证良好的再生。自吸空气量应根据H2S高低及生产负荷大小情况来确定，由再生压力的高低和空气吸入阀的开关大小来调节。当空气阀全部打开，则再生空气增加，吹风强度高，有利于溶液的再生氧化，CO2气提较为充分。但空气量过大，则硫泡沫层不稳定，硫浮选分离差，且造成悬浮硫高。若空气量长期过大，则溶液电位将偏高，会使副反应加快。再生空气量在一定程度上讲应随着生产负荷大小而相应增减，在调节时只能用开关空气吸入阀的方法，而不应关小溶液阀。一般实际空气吸入量应为理论空气量的12～15倍。自吸空气量一定要大小兼顾，不能过大也不能太小。

4 使用优质催化剂

我公司从2001年起至今一直很稳定的使用888脱硫催化剂，脱硫液中催化剂浓度的控制很重要。有些厂家为了节省生产费用，在保证脱硫效率的情况下对催化剂能少加就少加，而我们不这么认为，我们始终把催化剂浓度当做一个重点，它不仅对脱硫效率有影响，对氧化再生也十分重要，当浓度不够时达不到一定的携氧量必然对氧化再生不利，从而影响整个脱硫系统，所以我们脱硫液中催化剂（888）浓度始终保持20~30PPm之间。

5 脱硫液循环量和溶液总量的控制

溶液总量要适应于适宜的脱硫液循环量及溶液停留时间等因素。在溶液组分适宜的情况下，当气量大、H2S含量高时，为保证脱硫效率，应适当加大溶液循环量，即增大液气比和喷淋密度，且要考虑保证溶液在富液槽中的析硫时间和再生槽中的氧化时间，故循环量要大小兼顾。选择了适宜的液气比和喷淋密度后，要严格和稳定地控制溶液循环量，避免为了节约动力或随着负荷高低随便地减循环量，否则很容易造成堵塔。

6 溶液温度的控制

当溶液温度过低时，吸收和析硫反应速度均降低，将影响脱硫效率，不利于水平衡，可能出现碱的结晶析出，严重威胁着脱硫塔的阻力控制；若温度过高，则H2S气体在脱硫液中溶解度将降低，使吸收的推动力变小，气体的净化度降低，同时再生过程氧的溶解度降低，不利于氧化再生，还会造成Na2S2O3副反应的加剧，析硫反应较快，硫颗粒细，不利于分离，溶液的腐蚀性也随温度升高而加剧。因此，严格控制适宜的溶液温度（38℃左右），一般情况下在30～40℃生产基本正常。

7 脱硫过程副反应的控制

脱硫生产过程副反应的产生是不可避免的，应采取积极的措施使其控制在合理指标之内，一般认为三盐总量≤200g/L是能够维持正常生产。若副反应严重，碱耗剧增，大量补碱也难以维持碱度。当溶液中副盐总量很高时，溶液粘度、比重增加，动力消耗增加，甚至出现循环泵不打液。严重影响吸收和再生。当溶液中Na2SO4≥80g/L时，设备腐蚀加剧，硫回收率降低，温度低时极易结晶堵塞管道或堵塔，脱硫工况出现紊乱。

HS-的析硫绝大部分是在塔内完成的，溶液在氧化槽内停留是HS-析硫的再提高，设有氧化槽及提高氧化槽的液位是保证HS-充分析硫的重要条件。HS-的析硫速度和程度决定于合理的脱硫液组分、催化剂的活性、适宜的温度及停留时间等因素，如果HS-析硫不充分进入再生氧化槽，HS-离子将急剧被氧化为S2O32-，再次氧化为SO42-。故在脱硫生产中配置合理的工况及选择高效的脱硫催化剂是一件很重要的事情。

溶液中溶解氧量过多或与空气接触时间过长，将会有更多硫酸盐生成，当溶液温度较高时，此副反应速度加快，在这个环节应做好三个方面的工作。一个是采取措施，降低半水煤气中温度，保证溶液温度35～42℃；另一个是熔硫放空液既要做好沉淀、降温，又要减少与空气接触的时间和介面。可采取使用过滤机过滤泡沫或残液的办法控制。

煤质的不同半水煤气中HCN含量不同，HCN在与碱液接触时，几乎全部被吸收，生成NaCN，进一步生成NaCNS，这不可避免的要造成物料的消耗的增加。

如果溶液再生不好，悬浮硫高，也能发生副反应。应强化再生管理，尽可能降低溶液中悬浮硫的含量。

8 结语

通过以上几个重点的控制，我厂近几年脱硫系统运行非常平稳，塔阻力也较好，生产消耗也在逐年下降。