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湿法脱硫堵塔原因分析及对策

2015-08-31 11:04:51 点击数:

1前言
国内的氮肥企业的合成氨生产中,堵塔是目前湿法脱硫系统遇到的最大问题。
2脱硫系统堵塔的危害
(1)电耗高:堵塔的直接后果就是整个脱硫系统的压差升高,罗茨机的电流增加,达到电机负荷上限,这等于多耗电。另外堵塔后,为保证出脱硫系统的H2S指标,惯常做法都是加大循环量,这也会增加一块电耗。在合成氨的成本组成中,电耗占的比例仅次于煤耗,这对正处于节能降耗大环境中的氮肥行业来说,是个很大的不利因素。
(2)脱硫效率低:堵塔过程会在填料表面附着一层硫膏,这必然会降低填料的分布效果,最终形成液体偏流,气液接触面降低,接触时间缩短,影响脱硫效率。
(3)设备维护工作加重,检修频繁:堵塔后,造成憋泵,用于密封的填料很容易打飞,严重时必须将进出口阀门全部关死,才能加进填料。另外,为了保证脱硫效率,加大循环量还会造成出口阀芯和管道冲刷腐蚀严重,这将大大缩短泵的使用寿命。有的合成氨厂,因为压差大,造成的系统停车检修,多则两三个月一次,大大影响了系统的联运。
(4)煤气阻力大,产量上不去:堵塔必然导致通过净化工段的煤气输送不畅,影响压缩机的打气量,最终影响的是合成氨的产量。现在的合成氨企业,利润空间较小,大多凭产量来维持正常生产运行,同时维持高产量,也是降低成本的一个途径。
(5)辅料消耗高:堵塔必然造成气速提高,很容易将脱硫液带出塔;还有就是好多厂家在堵塔后,为了保证后工段的H2S含量,只好提高脱硫液成分,这会增加辅料的消耗。 
(6)存在安全隐患:如果因脱硫塔堵塔,造成罗茨机出口压力不断升高,极易造成罗茨机跳闸,如果不及时关闭出口,将导致罗茨机倒转,严重时可能将整个罗茨机打爆。另外,频繁的增减泵,频繁的检修,必然增加不安全因素,影响安全生产。

3导致脱硫系统堵塔的原因
(1) 脱硫系统的指标控制。
(2) 气温低时在液相加热。
(3)脱硫塔内件的选择。
(4)没有选择合适的脱硫剂。
(5)脱硫液再生效果差,贫液中硫含量高。再生不好,就是在塔内Na2CO3吸收H2S得到的NaHS,未被全部氧化为硫单质,并被浮选收集到泡沫槽,而被带入了脱硫塔,在塔上段才完成氧化反应,生成单质硫,随即附着于填料表面,这是造成脱硫塔上段堵塔的主要原因。
(6)硫回收的质量:硫回收系统运转的好坏,能直接反映脱除了多少H2S。即便脱硫系统开的再好,硫磺回收不出来,那肯定是滞留在了塔内,为堵塔埋下隐患。还有就是熔硫的返液如果回系统,是造成副盐含量高的重要因素。 
(7)前工段的除尘效果:众所周知,进入脱硫系统的气体成分复杂,含有不少杂质和脏物,一旦进入脱硫塔就很难带出,会和硫膏掺和在一起造成堵塔。一般的填料塔都分为3段,如果检测到是最低层填料压差大,那多半是因除尘效果不佳所致。

4防止脱硫系统堵塔的应对措施:
(1)温度是脱硫系统正常运行的关键因素,温度低了液体粘度大,脱硫效果差,温度高了副盐生成多,也不利于H2S的吸收。有人做过试验,只要脱硫液温度高于45℃,特别是Na2S2O3和Na2SO4的生成率会直线上升。而且再生温度过高时,再生槽虚泡严重,硫颗粒聚合和浮选困难,致使贫液中悬浮硫逐步升高。一般脱硫温度应控制在38℃~42℃为宜,最低不低于35℃,最高不能高于45℃。 pH值也是化学反应的一个重要因素,脱硫反应同样要严格控制再生液的pH值,一般要控制在8.2~8.8之间,生产中尽量避免pH值高于9.0。当溶液的pH值大于9.2时,副盐的生成率也会直线上升。 脱硫液的主要成分,则要根据生产工艺及时调整,同时严格控制脱硫液中的悬浮硫和副盐含量。 
(2)好多企业,特别是北方的企业,为了在冬季气温低时提高脱硫液温度,惯常的做法是给脱硫液加个蒸汽加热器,直接用蒸汽将脱硫液加热。还有一些企业是在再生槽底部增加蒸汽盘管或直接通入蒸汽。还可以在脱硫塔煤气进口管上,加了个蒸汽夹套,用蒸汽加热煤气,效果不错,如果热量不够还可以在煤气管上直接通入蒸汽提温。 
(3)湿式氧化法脱硫中,对吸收塔的选择大多还是以传统的填料塔为主,并且仅在塔顶设置一个分布器,脱硫液经填料层自上而下流动,因塔高动则几十米,加上煤气的阻力,时间长了很容易造成偏流。如今不少氮肥企业已经通过技改,在每层填料上部增加再分布器,以减缓液体偏流,避免形成干区,也能有效缓建堵塔。 另外,随着工业技术的不断进步,解决了雾化喷头等难题,空塔喷淋技术有其结构简单、塔体利用率高、气液相际间的传质效率高和运行成本低等优势,从根本上避免了堵塔,值得推广。 
(4)脱硫催化剂的选用,将从根本上决定脱硫效率、辅料消耗和脱硫成本等关键指标。现在国内的湿法脱硫剂品种很多,有传统的栲胶法和仅酞菁钴系列的就有T90-2、RTS、PDS-600和TTS等,另外还有DDS和NDC等铁系催化剂。脱硫剂的选择没有固定的标准,但必须依据现有的工艺流程和设备配置,还有煤气中的H2S含量和需要达到的脱硫指标。比如我厂生产的“川源合®”SY系列脱硫催化剂具有携氧能力强、粘度低、有利于冲塔和能脱除75%以上有机硫等优点。 
(5)喷射再生槽要严格按《合成氨》等手册设计,内侧反应槽、中间贫液环槽和外侧泡沫环槽三部分缺一不可。内筒顶端与硫泡沫溢流堰的距离应取700mm,尾管距离槽底建议取900mm,可以在尾管的端口上割上锯齿状花纹,提高分布效果。建议将尾管和花板焊死,因为运行中尾管和花板接触处磨损严重。喷嘴最好用不锈钢,因为这也是一个容易腐蚀的部位。喷射器的安装最好找专业的安装队,保证垂直同心,否则会影响抽空气量。生产中还要通过再生压力和液位调节器,严格控制泡沫层的厚度,防止液面大幅度波动和翻浪,保证硫泡沫的正常溢流,同时也要避免泡沫带液过多。经常根据进气室风速或倒喷情况,检查喷嘴和喉管是否有堵塞和结垢甚至腐蚀。
(6)好多企业用的都是连续熔硫,因为环保和成本压力大,熔硫的返液大都经冷却返回系统,返液量大。由于进熔硫釜的蒸汽温度能达到190℃,出熔硫釜的返液最低也有85℃,如此高的温度,必然会产生很多副盐。现在通常的做法是将返液引入沉淀池,经沉淀冷却后再打入贫液槽,有的企业还加上了凉液风机。但这样做只对降低返液温度有效,而副盐的冷却沉降效果甚微。有试验,将一部分返液常温静置沉淀1个月后,副盐含量几乎没什么变化。 
所以合成氨企业最好选用间歇式熔硫法,将再生槽浮选的硫泡沫先打入过滤机,过滤出大部分的清液,再将浓缩的硫膏打入熔硫釜。这样大大减少了熔硫的返液量,也就最大程度上避免了副盐的生成。 
(7)保证气化炉出口除尘器的正常运行,按时下灰。造气循环水最好能上微涡流。开好电除尘装置,不仅要维护好电滤器的二次电压和电流,还要经常热洗电滤器,尽量减少因二次电压、电流表的误差,造成对除尘效果的误判。管理好洗气塔和冷却清洗塔的循环水,要勤置换,最好能连加连排。脱硫工作是个“良心活”。在工艺和设备选定以后,平时细枝末节的管理,也是做好脱硫工作的关键。搞脱硫的员工,不仅业务素质要高,能分析问题、解决问题,而且要有绝对的责任心,对每时每刻的脱硫运行情况了如指掌,能及时发现生产中遇到的问题,及时采取有效措施。 

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