煤氣濕法脫硫問題分析與優(yōu)化

潘曉雄 王華

摘 要：通過對目前運(yùn)行的PDS堿法脫硫工藝過程中存在的問題分析，對影響脫硫效果的原因提出優(yōu)化方案，進(jìn)一步提高脫硫效果，確保煤氣凈化工序及加工工序正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：脫硫工藝;優(yōu)化;硫化氫

中圖分類號：TQ546.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）02-0157-02

我公司擁有一套2×60孔5.5米焦?fàn)t，年產(chǎn)焦炭130萬噸，化產(chǎn)系統(tǒng)有1套處理能力61500m3/h的PDS堿法脫硫裝置設(shè)備，投產(chǎn)以來，生產(chǎn)一直不穩(wěn)定，熔硫采用連續(xù)式熔硫，硫磺日產(chǎn)量為小于3000kg，脫硫塔前煤氣含硫化氫波動(dòng)較大，3-9g/m3，脫硫塔后煤氣含硫化氫在100m3/h左右，不能夠?yàn)榧状紡S提供穩(wěn)定合格的原料氣。

1系統(tǒng)優(yōu)化前運(yùn)行現(xiàn)狀及存在問題

（1）PDS堿法脫硫運(yùn)行方式為單脫硫塔、單再生塔運(yùn)行，裝置滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，煤氣處理量達(dá)到65000-73000m3/h，塔前煤氣含硫化氫波動(dòng)較大，由設(shè)計(jì)時(shí)的3-6g/m3變化為5-9g/m3，塔后硫化氫波動(dòng)達(dá)到100-200g/m3之間，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。（2）脫硫塔運(yùn)行3年以后塔阻上升較快，曾長期達(dá)到1000-1500Pa，煤氣系統(tǒng)安全運(yùn)行受到威脅。（3）脫硫再生塔采用高塔再生，動(dòng)力消耗大，壓縮空氣由4臺空壓機(jī)供給，空氣含水量大，冬季管道積水嚴(yán)重，氣壓流量波動(dòng)大，影響再生，再生塔經(jīng)常出現(xiàn)液體翻騰現(xiàn)象，影響硫磺的浮選。（4）再生塔液流泡沫長期偏稀，帶水嚴(yán)重，嚴(yán)重制約熔硫工序的生產(chǎn)。（5）設(shè)備運(yùn)行過程中，溶液流量計(jì)、空氣流量計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)失真現(xiàn)象，影響系統(tǒng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)。（6）泡沫槽運(yùn)行過程中，框式攪拌器配備電機(jī)減速機(jī)為7.5kW，經(jīng)常出現(xiàn)故障，無法正常運(yùn)行。（7）系統(tǒng)復(fù)鹽生成快，長期穩(wěn)定在300g/t左右。

2原因分析及優(yōu)化措施

2.1 影響脫硫效率的因素分析

從兩年的運(yùn)行看，裝置運(yùn)行不穩(wěn)定，經(jīng)過對各環(huán)節(jié)的檢查和分析，發(fā)現(xiàn)影響脫硫效果的主要原因有以下幾點(diǎn)：

（1）配煤質(zhì)量的影響。隨著配煤煤種的不斷變化及脫硫液的配入，配合煤中硫份的不斷升高，致焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量波動(dòng)較大，有時(shí)超出設(shè)備原設(shè)計(jì)的處理能力。

措施：1）建議配煤系統(tǒng)穩(wěn)定入爐煤中含s量，合理配入脫硫廢液;2）我廠采用的脫硫塔Ф6400mm，再生塔Ф4600單塔脫硫，工藝如圖1所示。再生工藝已不能夠滿足生產(chǎn)的需要，當(dāng)塔前硫化氫超過5-6g/m3、煤氣量超過65000m3/h，超出了設(shè)計(jì)能力，塔后硫化氫不穩(wěn)定。采取雙脫硫塔串聯(lián)，雙再生塔再生工藝，優(yōu)化運(yùn)行后工藝流程圖如圖2所示。

（2）溶液成分的影響。塔前硫化氫偏高后，致使溶液中吸收的硫化氫轉(zhuǎn)化為Hs-離子的濃度增高，溶液發(fā)黑，影響PDS的監(jiān)測濃度使結(jié)果偏高，而實(shí)際所需PDS、對苯二酚消耗增加而未及時(shí)投加，通過化驗(yàn)分析的溶液成份控制，誤認(rèn)為PDS在工藝控制指標(biāo)以內(nèi)，使溶液成份失調(diào)，再生系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

措施：PDS消耗應(yīng)根據(jù)塔前硫化氫含量計(jì)算出吸收硫化氫的量，以1T硫化氫消耗PDS為1.5-2.0kg計(jì)算，推導(dǎo)出應(yīng)加入的PDS的量，穩(wěn)定溶液中PDS的濃度。

（3）溫度的影響。脫硫塔前煤氣溫度冬季變化較大，夏季高過30℃，冬季低于25℃，對脫硫液溫度影響較大，冬季低于35℃，夏季高于40℃，嚴(yán)重影響硫化氫的吸收及脫硫液成份中復(fù)鹽的穩(wěn)定，脫硫?yàn)榉艧岱磻?yīng)，再生為吸熱反應(yīng)，當(dāng)溫度過低吸收，再生反應(yīng)變慢，溫度過高再生時(shí)復(fù)鹽產(chǎn)生過快，脫硫效率下降。

措施：1）在不影響粗苯系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，夏季針對煤氣溫度偏高，降低粗苯Ⅱ段貧油溫度及終冷塔后煤氣溫度，使洗苯塔后煤氣溫度不大于29℃，冬季通過塔前煤氣水封下油管預(yù)熱煤氣高于25℃。2）建議對洗苯后到脫硫前煤氣管道保溫，穩(wěn)定塔前煤氣溫度。

2.2塔阻力上升問題

脫硫、再生、熔硫及殘液回用是一個(gè)系統(tǒng)工程，四者相互聯(lián)系，相互影響，日常生產(chǎn)中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會導(dǎo)致生產(chǎn)狀況惡化，其結(jié)果使脫硫效率下降，溶液中懸浮硫增高。

（1）當(dāng)煤氣量大于70000m3/h時(shí)，煤氣通過脫硫塔時(shí)的空塔流速達(dá)到0.6m/s，達(dá)到一般設(shè)計(jì)參數(shù)0.6-0.4m/s的上限，煤氣帶液，經(jīng)脫硫塔捕霧層顆粒物（單質(zhì)硫）堵塞。

（2）系統(tǒng)溶液成份發(fā)生變化，復(fù)鹽長期偏高，使Na2Co3及NaHCo3的溶解度下降而出現(xiàn)的鹽堵。

（3）系統(tǒng)中Hs-氧化再生后生成單質(zhì)硫，浮選不好，溶液中懸浮硫偏高而出現(xiàn)的硫堵。

措施：1）正常運(yùn)行時(shí)單臺脫硫塔阻力控制在<500Pa，當(dāng)阻力>500Pa時(shí)，用脫硫液即時(shí)清掃沖洗捕霧層。2）當(dāng)塔阻清掃沖洗后降不下來時(shí)，應(yīng)計(jì)劃性的每年利用大檢修時(shí)間對填料層及捕霧層填料進(jìn)行檢查，必要時(shí)進(jìn)行更換。3）控制再生系統(tǒng)達(dá)到一定的鼓風(fēng)強(qiáng)度130m3/m2.h，但是不能過氧，控制復(fù)鹽的氧化產(chǎn)生，保證單質(zhì)硫的正常浮選，降低溶液中的懸浮硫不超過0.5g/l。

2.3脫硫空氣系統(tǒng)運(yùn)行不正常

再生、氧化、PDS攜氧、單質(zhì)硫的浮選出現(xiàn)問題，進(jìn)而使系統(tǒng)惡化，硫化氫偏高。

空壓機(jī)站距離脫硫系統(tǒng)較遠(yuǎn)，空氣輸送過程中冷凝產(chǎn)生大量的空氣冷凝水排放不及時(shí)產(chǎn)生氣錘，影響再生空氣量。理論上計(jì)算氧化1kg硫化氫需空氣2m3，但生產(chǎn)過程中，由于浮選硫泡沫需要，每臺再生塔空氣量必須在2000-2500m3/h之間，鼓風(fēng)強(qiáng)度達(dá)到130m3/m2.h以上，經(jīng)驗(yàn)控制值空氣量為溶液循環(huán)量的1.5倍。當(dāng)空氣過大時(shí)將會出現(xiàn)塔盤沖翻，或溶液翻騰，對大顆粒單質(zhì)硫進(jìn)行破損，進(jìn)而影響懸浮硫的浮選。

措施：1）建議在再生塔進(jìn)塔前空氣管道上增加旋風(fēng)捕霧器，對長距離空氣輸送管道保溫，并定期定時(shí)排水，保證空氣壓力及流量穩(wěn)定。2）通過自調(diào)閥調(diào)節(jié)、穩(wěn)定空氣流量在2000-2500m3/h以內(nèi)，保證再生及硫的浮選。3）對再生塔塔盤進(jìn)行檢查、固定、防止柵板被沖翻，造成再生失效。