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湿式氧化法脱硫几个问题的交流

时间:2020-04-11

湿式氧化法脱硫几个问题的交流

湿式氧化法脱硫是我国净化行业广泛应用的一种化学吸收脱硫法,通常是以氨水或纯碱为吸收剂吸收气体中的硫化氢,以钒铁等变价金属离子、酚醌类有机化合物或以酞箐类有机化合物为载氧体等进行催化氧化反应,使硫离子转化成单质硫析出。在再生系统分离回收,脱硫后的富液在再生时吸收空气中的氧恢复活性,并进一步循环使用。单从反应机理、操作步骤和工艺流程上看,很简单。然而实际生产中却出现了许多疑难问题,有的已严重影响企业的正常生产。下面就湿式氧化法脱硫在生产运行中经常出现的一些问题,谈一下自己的看法

一、湿式氧化法脱硫在生产中经常出现堵塔的现象。

可以说自湿式氧化法脱硫在生产中应用以来,堵塔现象一直伴随其中,虽然随着科学技术的快速发展,许多新型脱硫催化剂已经具备清塔洗堵的能力,使堵塔现象得以缓解,但由于企业的工况、操作和管理等原因,使堵塔现象仍然是行业脱硫目前普遍关注的焦点。多年来我们经过走访、调研并加以总结找出其形成的原因,主要有以下几个方面:

1、进脱硫塔的气体成分不好,杂质含量较多(如粉煤灰、煤焦油及其它固体颗粒等)。这种现象主要是前工段水洗塔及静电除焦运行不正常造成的。

2.填料塔在脱硫反应过程时,同时也伴随着氧化再生析硫过程,析出的硫过多(特别是入口H2S含量较高时),不能及时随脱硫液带出脱硫塔,就会在填料表面粘结,导致出现局部堵塞,偏流,严重时形成堵塔。

3、脱硫塔喷淋密度不够。一般要求在35-50m3/m2.h。较低的喷淋密度不仅会使塔内填料形成干区造成硫堵而且会大大降低脱硫塔的净化度。特别对于直径较大的塔一定要保证足够的贫液量,当遇到减机减量或入口H2S较低时,切不可盲目降低循环量。此时为了降低消耗可采取降低溶液组分的办法来达到目的。

4、再生空气量不够(一般要求在60-100m3/m2.h),或再生设备不配套。这种现象必然造成再生槽内硫泡沫浮选困难,使贫液中悬浮硫较高,若长时间运行很容易形成塔堵。

5、脱硫塔的设备结构本身有问题,如填料选择不当或塔的液体分布器、再布器结构或安装不合理。这种现象很容易使溶液偏流或分布槽本身积硫而造成塔堵。

6、副反应物生成的各种盐类物质浓度高,温度低时析出来堵塔。在正常工况下,特别对于管理比较好的厂家(现场没有什么跑、冒、滴、漏),脱硫液中富盐的增加是可以理解的。因为脱硫液在吸收H2S的反应过程中,同时伴随副反应的发生,这是不可避免的,这样溶液在系统内长时间循环必然造成副盐量的积累。虽然在熔硫时带走一部分,但它的量比生成的量小的多。因此,我们相关企业应该正确对待溶液中副盐的含量,当其增加时,要及时采取措施以防盐堵。至于多少含量为超标,各企业因工况不一样,具体指标有所不同。我们一般认为副盐总量不要超过250g/l。

7、熔硫操作不当或熔硫装置本身有问题,造成残液中夹带的硫粒及泡沫,未经沉淀、过滤、分离处理又返回系统内,最终带至塔内。

8、脱硫液的组分控制不当,如烤胶、钒的比例失调。形成S-O-V沉淀,或是烤胶予处理不当,补入系统等。造成脱硫液粒度增加,使硫更易在填料上挂壁。

9、水质的影响。有的企业采用补硬水,或是其它硬水流入沉淀池中进入系统,形成钙、镁、盐类堵塞。

10、催化剂选用不当。我们知道不同种类的催化剂在催化氧化过程中所起作用不净相同,特别是氧化后形成的单质硫的粘度和颗粒大小是不一样的,如果自身析出的单质硫粘度就比较大,在塔内析出的硫粘附在填料或分布器的几率就比较大。此外,由于脱硫液本身的组分和反应都很复杂,如果再投入多组分或不明配方的催化剂,这样一旦出现诸如塔堵的问题,就很难分清是那一环节发生变化,这样给分析问题和解决问题带来一定难度。因此我们希望厂家在选择催化剂的时候,一定要事实求是,切不可顾此失彼,要知道一次生产事故的损失是令人震惊的。

11、脱硫塔除沫器积硫堵塞。这种堵塞往往被企业所忽视,也最不容易被测定出来。一般厂家在测定脱硫塔阻力时,仅测定进出塔的压差。当然也有的厂家能测出每段填料的压差。当我们发现一段填料有压差时,就会判定一段填料或分布器受堵。孰不知当除沫器受堵时也会造成一段压差增大的假象。造成除沫器堵塞的原因,一方面是由于厂家不注意对这里检修,按常规企业在大、中、小修时,都要对它进行检查、冲洗。(除沫器的结构各个厂家都有所不同,有的是旋流板、有的是填料层,也有的是丝网等)。如果长时间不进行清理,必然会被硫垢堵塞,从而造成气体通道减小,阻力增加。另一方面是由于气沫夹带严重或偶有液泛现象(在脱硫塔满负荷、超负荷或操作不当时会出现这种状况),使除沫器分离的硫泡沫长时间得以聚集和积累,从而造成除沫器受堵。

针对以上堵塔的原因及分析,我们认为生产中当出现堵塔的时候,要认真分析堵塔的原因,及时采取措施。

二、再生喷射器在正常生产中经常出现堵塞的现象。

对于湿式氧化法脱硫来说,溶液的再生是最关键的步骤,而再生系统的喷射器则是再生槽内的心脏部件,只要它运行不理想,再生系统就要出问题,从而使整个脱硫系统形成恶性循环。喷射器是由喷嘴、吸气室、收缩管、混合管、扩散管、尾管等六部分组成,喷射器部件不大,但关键部位比较多,对工艺计算、设计安装要求及其严格。了解了喷射器的结构及各个部件的作用,我们就能够在喷射器出现问题时分析出产生问题的原因及处理办法。

正常生产中喷射器经常出现堵塞,这在许多厂家都曾出现过,可以说也是一个普遍现象,虽然产生的原因也比较多,但大的方面讲主要有两种因素:一个是设备本身的问题,另一个就是工艺上的问题。

1、设备上。

生产上如果发现喷射器有堵塞现象,我们就要认真观察是所有喷射器都有堵塞迹象还是某几个别喷射器有堵塞迹象。如果是个别现象,那我们就从喷射器本身找原因,特别是喷射器本身制作或装配是否符合要求,如喉管是否偏离中心,尾管是否有弯曲现象。扩散管和混合管是否同心等。这些关键地方在很多的厂家都曾出现过问题,特别是有的厂家自己制作并安装,这样很难达到要求,上下同心度很差,因此在工作时不能使脱硫液直射而下,气室内不但不能形成负压(或负压很小)反而会使气室返液并从吸气口向外益流。这样时间久了必然会使吸气口以至气室积硫及硫盐而堵塞。出现这种状况最好把喷射器整体吊装出来进行检查,不能检修的尽量到正规厂家购买更换

2、工艺上。

如果喷射器普遍都有堵塞迹象,那我们应着手从工艺上查一查。一方面看喷射器压力是否正常,一我们在设计时一般要求喷射器的流速在18-25m/s,因此在使用时如果喷射压力不足,很容易使喷射器的溶液向上涡流至气室,这样会使硫跑沫中的单质硫.副盐及一些杂质长时间聚集在气室及喉管处,必然造成堵塞。另一方面进脱硫塔气体是否经过净化,如气体中的煤焦油.粉煤灰等严重超标,这些物质一旦进入脱硫液中,不但会堵塞喷射器更容易堵塔。再一方面,如果发现喷射器堵塞严重,从喉管到尾管都有不同程度堵塞现象且形成的结垢硬度大不易处理,此时对结垢物一定要进行取样分析。我们认为喷射器单独的积硫或机械杂质堵塞是很容易处理的,如果我们发现堵塞物异常,必然怀疑有其他物质进入系统。重点分析结垢物中的钙、镁离子含量。如果有这种物质的存在,说明系统中已进入硬度比较大的水质。钙、镁离子在脱硫液中和硫及硫盐一起形成结垢,不仅堵塞喷射器而且会堵塞管道、泵体以及塔和填料,其危害性是比较大的。

当然,造成喷射器的堵塞还有其它因素,无论工艺还是设备都有许多具体的东西,特别在工艺上原因比较复杂,如脱硫液中副盐是否正常,残液是否经过沉淀,冷却及过滤回收,以及选用的催化剂特别是多组分催化剂不容物的含量、析出硫颗粒的粘度等等,所有这些一旦不正常都能引起堵塞现象的发生。

三、在再生过程中经常发现硫泡沫浮选困难的现象。

1、首先我们探讨一下硫泡沫的形成

我们知道,再生槽的作用有两个,一个是由喷射器吸收较多的氧将脱硫液中没有在脱硫塔内氧化完全的 HS-离子进一步氧化成单质硫,并给脱硫剂提供足够的氧源。另一个是将单质硫浮选出去,使再生后悬浮硫含量尽可能少。那么,形成的单质硫如何从脱硫液中浮选分离出去呢?这就完全靠喷射器吸收的空气来完成。通过理论计算,每脱除1KgH2S须理论消耗空气量未1.57Nm3,而实际生产中所需的空气量则是理论用量的10倍以上。这些多余的空气量大多数用来单质硫的浮选。它随液体一起从喷射器尾管出来并向四周扩散,同时气体在液体中形成无数的气泡群,这样液体中的单硫在气泡膜的表面张力作用下,向气泡表面游动,并粘附在气泡膜上,气泡在自身浮力的作用下,带着硫颗粒向液体表面扩散,最终在液体表面形成硫泡沫层。形成的硫泡沫在一定时间内必须让其自然溢流出去。因为我们知道脱硫液的密度一般约为1050-1100 Kg/m3。刚形成的硫泡沫在较大气泡作用下它的密度仍然比液体密度小。但随着时间的推移,气泡将自然破碎,从而使泡沫逐渐向高密度转化,在这段时间里必须将硫泡沫溢流出去,否则形成的硫泡沫又会回到溶液中去。

造成硫泡沫浮选困难的原因很多,而且相当复杂。各个厂家都有不同的现象,有的持续时间长,有的持续时间短。有的甚至几个班不出硫,从而造成溶液悬浮硫上升。脱硫液质量严重下降,吸收率也随之降低。这必然威胁了正常生产。且这种现象极为普遍。我们分析其主要原因是外界条件(工艺指标或操作状况)发生变化。从而使再生液的组分、浓度、粘度以及溶液的表面张力都发生了变化。致使再生液者正复杂相系共存的格局被破坏。这样硫泡沫赖以浮选的条件不存在了从而造成浮选不好

 以上结合品臣公司多年现场应用情况简单交流一下,当然每个企业的具体情况不一样,希望以上内容对大家有所帮助。