濕式脫硫氧化脫硫中產(chǎn)生的幾個(gè)重要問(wèn)題分析：
以固定床間歇造氣生產(chǎn)合成氨醇的化肥企業(yè)，其生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的脫硫工藝常采用濕式氧化法脫硫，并輔以干法脫硫作為精脫(如活性炭脫硫劑等)，而其中的濕式氧化法脫硫多以栲膠脫硫?yàn)橹?，近幾年也配入了一定量的鈦菁鈷脫硫劑。但是隨著煤氣中H2S濃度的不斷提高(由原來(lái)的每立方煤氣中幾百毫克漲至幾千毫克甚至更高)，實(shí)際生產(chǎn)中也出現(xiàn)了許多問(wèn)題，造成生產(chǎn)波動(dòng)，現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，列舉關(guān)鍵性幾點(diǎn)問(wèn)題并予以原因分析：
1、脫硫效率較低，不能保證出口H2S達(dá)標(biāo)
該種情況較為常見，導(dǎo)致生產(chǎn)不能正常運(yùn)行，甚至被動(dòng)地減量生產(chǎn)，其主要原因應(yīng)從以下幾方面來(lái)考慮(假設(shè)脫硫系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)滿足生產(chǎn)要求)：
(1)先查一下脫硫液成分是否達(dá)到生產(chǎn)要求，如果成分較低，考慮把成分提到正常生產(chǎn)要求。這種情況經(jīng)常出現(xiàn)在H2S突然漲高時(shí)，溶液成分較低而不能保證出口H2S達(dá)標(biāo)，尤其是正常生產(chǎn)煤氣中H2S較低，突然改燒高硫煤時(shí)容易發(fā)生此類情況。
(2) 還是關(guān)于脫硫液方面，雖然各項(xiàng)主要成分例如栲膠、釩、堿度等都合格，但還是脫硫率較低，這就要考慮溶液中懸浮硫等其它物質(zhì)是不是太多了。例如硫泡沫長(zhǎng)時(shí)間 不能正常溢流出來(lái)，造成溶液中懸浮硫含量較多，這一點(diǎn)很重要，因?yàn)樵谖抑赖囊恍┢髽I(yè)就出現(xiàn)過(guò)該種情況。經(jīng)大量提取硫泡沫后，系統(tǒng)也就很快恢復(fù)正常，硫化 氫達(dá)到了工藝要求。
(3) 脫硫塔自身內(nèi)部出現(xiàn)了問(wèn)題。前面已經(jīng)假設(shè)塔器等設(shè)備正常，那就排除了塔負(fù)荷大、液體分布器分布不均勻等問(wèn)題了，但是有一點(diǎn)不能排除，那就是塔內(nèi)填料的類型 及數(shù)量的問(wèn)題，其實(shí)也就是填料的比表面積問(wèn)題。在我所在的企業(yè)就曾出現(xiàn)過(guò)此種情況，當(dāng)把格柵填料更換為散裝填料時(shí)，脫硫率大大提高，其主要原因就是填料的 表面積增大，氣液接觸時(shí)間長(zhǎng)，脫硫效率高的緣故。但是當(dāng)我們因?yàn)榕露滤傺b了一部分填料后，脫硫率也隨之相應(yīng)降低(但填料數(shù)量絕對(duì)在設(shè)計(jì)要求范圍之 內(nèi))。
(4) 脫硫液的循環(huán)量是否發(fā)生了變化而影響到脫硫效率。例如泵打液量小了、或者是泵自身問(wèn)題、或者是進(jìn)出口管道堵塞、甚至是分布器(如管式分布器)堵塞等等，這 些都是我們應(yīng)該考慮的問(wèn)題。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)中以上的幾種情況都曾發(fā)生過(guò)，設(shè)想一下，如果沒(méi)有足夠的溶液循環(huán)量，不僅脫硫效率得不到保證，而且塔堵也會(huì)隨之 而來(lái)。
2、脫硫液的堿度控制不住，下降的比較嚴(yán)重
針對(duì)該種情況，我相信在許多化工廠都出現(xiàn)過(guò)，它的發(fā)生也應(yīng)從以下幾方面來(lái)考慮。
(1)冬季時(shí)由于氣溫低，脫硫系統(tǒng)溫度不能很好地控制，造成溶液溫度降低，其中部分物料析出結(jié)晶造成堿度下降，這種情況首先要控制好溶液溫度然后再調(diào)整堿度，相信會(huì)很快正常的。
(2)煤氣中H2S濃度突然升高且持續(xù)一段時(shí)間也會(huì)造成溶液堿度的下降。也就是說(shuō)平時(shí)控制的溶液成分偏低，不能滿足高濃度H2S的工藝需求，當(dāng)煤氣中的硫化氫突然跑高，溶液中的氧化劑含量較低，造成部分HS—氧化成副鹽，從而降低了堿度。這種情況適當(dāng)補(bǔ)充堿量及其它物料即可。
(3)脫硫液中的氧化劑量過(guò)高也會(huì)造成堿度迅速下降，我認(rèn)為其原因是吸收的HS—被 過(guò)度氧化成副鹽而造成堿被消耗掉。該種情況分別在2005年及2011年在我們的兩套生產(chǎn)系統(tǒng)都曾出現(xiàn)過(guò)，采取的措施也就是把溶液中氧化劑含量降下來(lái)，然 后補(bǔ)充堿量即會(huì)慢慢提高堿度。此種情況極易被人們所忽視，而且尤其容易發(fā)生在鈦菁鈷脫硫劑置換其它脫硫劑的過(guò)程中，因?yàn)樵擃愋兔摿騽┭趸芰?qiáng)且消耗低， 如果平時(shí)不注意分析溶液中鈦菁鈷脫硫劑含量，而是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)添加，極易發(fā)生添加量過(guò)多而造成堿被消耗。
(4)脫硫液中的氧化劑含量過(guò)低也會(huì)造成堿度下降。其緣故是HS—未能被氧化劑充分氧化成單質(zhì)硫而是在再生系統(tǒng)被空氣氧化成副鹽。當(dāng)然，這方面也比較容易被發(fā)現(xiàn)而得到控制，只要調(diào)整好氧化劑含量即可很快恢復(fù)正常。當(dāng)然近年來(lái)脫硫系統(tǒng)增加富液槽也是從這方面來(lái)考慮的，目的就是較大限度地保證HS—在進(jìn)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為副鹽而降低堿度。
(5)煤氣中的H2S含量由于煤種原因突然降低很多，如果溶液成分還是平時(shí)的含量，這就會(huì)發(fā)生以上第3條所說(shuō)的情況，長(zhǎng)時(shí)間也會(huì)造成堿度下降。
3、硫泡沫不正常，虛泡、發(fā)泡現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生
針對(duì)該種情況，2005年我們的1#系 統(tǒng)的三套脫硫均出現(xiàn)過(guò)，而且持續(xù)長(zhǎng)達(dá)半年之久，當(dāng)然該種情況筆者也在其它一些化肥企業(yè)發(fā)現(xiàn)過(guò)，嚴(yán)重者長(zhǎng)達(dá)一年，稍輕者時(shí)有發(fā)生，可能因?yàn)闆](méi)給生產(chǎn)造成太大 影響所以也就不被重視。如果發(fā)生該種情況時(shí)必須注意脫硫液的各種成分的變化，因?yàn)樗粌H會(huì)消耗掉部分堿，而且會(huì)因?yàn)槿芤撼煞植▌?dòng)影響到生產(chǎn)的正常運(yùn)行，造 成該種情況出現(xiàn)的主要原因有以下幾點(diǎn)：
(1)栲膠質(zhì)量存在夾生現(xiàn)象，也就是熟化環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題。雖然現(xiàn)在生產(chǎn)用的多數(shù)是熟栲膠，但是針對(duì)以上發(fā)生的該種情況，建議制脫硫液時(shí)間長(zhǎng)些，并配入適當(dāng)空氣進(jìn)行氧化從而徹底破壞其膠性對(duì)系統(tǒng)的影響。
(2)煤焦油類物質(zhì)的帶入，也會(huì)出現(xiàn)上述情況。因?yàn)槠渲械牟糠钟袡C(jī)物質(zhì)在脫硫液這種堿性條件下容易發(fā)泡，故能夠造成系統(tǒng)硫泡沫變虛。建議開好洗氣裝置和靜電除焦油設(shè)施，同時(shí)避免設(shè)備檢修時(shí)，油脂類物質(zhì)帶入脫硫系統(tǒng)。
(3)溶液成分與生產(chǎn)中的H2S含量比例嚴(yán)重失調(diào)，也會(huì)造成硫泡沫變虛，此情況在我們的生產(chǎn)系統(tǒng)也曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)，當(dāng)時(shí)以為溶液被污染了，幾經(jīng)調(diào)整未見好轉(zhuǎn)，在沒(méi)有辦法的情況下將溶液全部排掉，重新制了新鮮溶液，但投入生產(chǎn)后，硫泡沫仍然不正常，好在問(wèn)題終還是被查清并得到解決。
(4)熔硫殘液沒(méi)有很好地被處理，即返入脫硫系統(tǒng)，也會(huì)造成上述情況的發(fā)生。因?yàn)槿哿蜻^(guò)程中，副反應(yīng)發(fā)生較多，其中也就難免生成了部分發(fā)泡類物質(zhì)，建議對(duì)熔硫殘液降溫、冷析、沉淀后再入系統(tǒng)。當(dāng)然如果把硫泡沫過(guò)濾或者壓濾后再熔硫這樣對(duì)脫硫系統(tǒng)會(huì)更好些。
(5)溶液被其它一些物質(zhì)污染(如有些有機(jī)物質(zhì)等)，也會(huì)造成硫泡沫不正常，虛泡較多，針對(duì)此種情況，可認(rèn)真查一下自身系統(tǒng)的工藝然后予以避免。
4、填料堵塞，塔阻力上升較快
我相信，在我們的化工企業(yè)如果沒(méi)有預(yù)脫硫設(shè)施且脫硫塔為填料塔而且煤氣中H2S濃度也較高(一般≥2g/Nm3)都出現(xiàn)過(guò)堵塔問(wèn)題，尤其是北方的化肥企業(yè)。針對(duì)此種情況，許多廠家也都進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)性的改造。
(1)用湍流塔代替填料塔，雖然比填料塔使用周期長(zhǎng)些，但其正常生產(chǎn)時(shí)因塔徑較小，所以阻力較填料塔要大的多，(剛運(yùn)行時(shí)至少有40mmHg左右)且其使用的塑料球體填料壽命也較短。二者相比，皆有利弊。
(2)用格柵填料代替散裝填料，雖然使用周期也許會(huì)長(zhǎng)些，但格柵填料一旦堵塞后搶修很費(fèi)力，相比之下還不如散裝填料檢修更方便些。我們的企業(yè)就曾這樣試用過(guò)，不過(guò)zhui終還是淘汰了格柵填料。
(3)用空塔噴淋串填料塔，現(xiàn)在很多化肥企業(yè)都采用這種復(fù)合塔型，筆者也考察了幾個(gè)用戶企業(yè)，使用效果很好，當(dāng)然從道理上來(lái)講，也是可以講通的，空塔脫硫率>50%，相對(duì)入填料塔的H2S 就低許多了，堵塔幾率也就相對(duì)低些。目前我們的三套半水煤氣脫硫系統(tǒng)已經(jīng)全部改造成空塔噴淋脫硫串聯(lián)填料塔脫硫，空塔脫硫效果達(dá)到了70%～80%而且單 塔壓差僅有幾個(gè)毫米汞柱。運(yùn)行近半年整個(gè)系統(tǒng)壓差基本穩(wěn)定。當(dāng)然我們也考慮以后有機(jī)會(huì)將填料塔的下層改成兩層噴頭，只保留上層部分填料，這樣不僅可以保證 脫硫效果，而且會(huì)進(jìn)一步降低系統(tǒng)阻力，當(dāng)然也會(huì)減輕檢修的勞動(dòng)強(qiáng)度。
(4)也有些企業(yè)，據(jù)他們講很少堵塔，但究其原因也不好說(shuō)不清楚。例如筆者曾考察過(guò)云南的一些氮肥廠，H2S高達(dá)7 g/Nm3，但是塔阻比較穩(wěn)定，分析其實(shí)際情況，只能說(shuō)再生系統(tǒng)設(shè)備較大，嚴(yán)格管理的結(jié)果吧。 (但是強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)再生系統(tǒng)不是越大越好)