半脱塔阻力升高的原因及对策
时间：2020-09-29 08:00:42 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
前言
山西原平化学工业集团公司一个年产总氨10万吨，尿素14万吨的中型氨肥煤化工企业，其生产所用煤气采用固定间歇制气，半水煤气除尘和湿法脱硫，3.3MPA全低温变换，变换气湿法脱硫。碳酸丙烯酯脫碳，醇烃化，氨合成等生产工艺,我厂半水煤气一次脱硫自投用以来，半脱塔阻力逐步增高直至无法正常生产，被迫停车清塔。在检修清理脱硫塔的过程中发现，填料层中存在大量的硫磺，而且由上往下，堆积在填料环中的硫泥越多，说明在下部脱硫塔进口H2S含量高，气液反应速度快，生成单质硫附着在填料环中，随着反应的进行逐步积累。脱硫塔的阻力也逐步上升。另外，在两段填料之间的气液分布器上还积累了一层硫泥，使气液分布器的降液孔堵塞变小，液体在气液分布器上的高度增加，部分液体从升气帽中下降，造成气液反混现象。
一、 脱硫系统的基本状况
脱硫塔Ф6600×18×37000
再生槽Ф7000×8×12725
熔硫釜Ф1000／Ф900×10／6×2467 V=1.89m3
脱硫泵两台KQSN250―M6／410 Q=420m3/h
再生泵两台KQSN250—M6／410 Q=420 m 3/h
循环量 790—830 m3／h
脱硫前H2S 500—600mg／Nm3
脱硫后H2S 100—120 mg／Nm3 （变换为全低温变换）
二、原因分析及改进措施
1.脱硫溶液循环量明显偏小
脱硫塔内气液逆流接触的反应过程分为脱硫吸收过程和部分脱硫液在塔内再生生成单质硫晶体的过程，脱硫塔内生成的单质硫晶体通过循环的富液排出塔外去再生系统，在再生系统通过空气吹风悬浮出来，没有在塔内再生的富液经过再生系统也生成单质硫，然后通过空气吹风一起悬浮出来，如果循环量偏小，在塔内再生出来的单质硫少部分会积累在填料中，长时间就会造成硫堵，我厂两台420 m3/h的脱硫泵，塔内溶液的喷淋密度为22 m3／㎡. h，液气比为6.1L／m3，不能满足填料塔对喷淋密度35—50 m3／㎡. h和液气比大于12 L／m3的基本要求，经过研究决定增加一台流量为420 m3/h脱硫泵和一台流量为420 m3/h再生泵，使脱硫塔的喷淋密度达到33m3／㎡. h，液气比为9.3L／m3,基本能达到指标的下限。
2.我厂脱硫塔气液分布器的降液孔原设计为Ф18的圆孔，开两台脱硫泵时的循环量760—830 m3／h，经过检修检查气液分布器，塔盘上有积硫现象，现在增加一台脱硫泵，溶液循环量增加到1000—1200 m3／h，循环量增加到原设计的1.5倍，溶液在塔盘上的停留时间会增加，塔板压降也会相应增加，因而会造成气液分布器上积硫现象更严重，为此我们将降液孔扩大到Ф22，考虑到防腐等因素，降液孔扩大到Ф24，扩孔后气液分布器的液体流速为0.3m／s,在0.3-0.8 m／s的设计范围。
3.脱硫系统的硫泡沫经过熔硫釜熔硫后残液分离不完全，熔硫后的残液在冷却.降温.沉淀过程处理难度大，而且在此过程中也使HS-转化为S2O32-的机会大大增加，这些副盐的大量产生，使溶液混浊，溶液质量下降，不仅会直接影响脱硫效率，而且严重时会因脱硫液中富盐的结晶析出而堵塞设备管道和填料，我厂分离后的残液中悬浮硫在6.0g/L以上，远远超过系统运行指标0.5g/L，回收系统后有起虚泡和消泡现象。考虑到从再生槽出来的硫泡沫，80﹪都是脱硫液，只有20﹪才是单质硫，这些硫泡沫进入熔硫釜加热熔硫，不仅大大增加了蒸汽消耗，而且增加了溶液处理难度，鉴于这一问题我厂在脱硫系统增设了一台100㎡的板框式过滤机，硫泡沫经过过滤后，滤饼去改造后的熔硫釜，滤液返回脱硫系统，过滤后的清液悬浮硫含量在0.128-0.192g/L范围，低于系统运行指标0.5g/L，同时因为脱硫液未经过高温蒸煮，高温副产物少，回收至系统后为发现有消泡或起虚泡的现象，系统的悬浮硫基本稳定，同时熔硫时只需加热滤饼，大大减少了蒸汽消耗。
4.系统改栲胶脱硫法为“888”脱硫法，停止使用五氧化二钒，利用钛菁钴系列脱硫剂的特殊清塔降阻功能和强的脱硫能力保证脱硫系统的安全稳定运行。888脱硫法的基本原理及反应方程式与湿式氧化法脱硫基本相同，也就是说Ｈ2Ｓ与Ｎa2CO3的反应及NaHS的氧化反应与其他液相催化反应相同。但是NaHS在“888”的催化作用下与（X-1）S 反应生成Na2SX是“888”所特有的反应，由于Na2SX的生成，使得原沉积于脱硫塔填料上的硫迅速参与NaHS的化学反应，而被转化成Na2SX，令沉积硫得以松动，起到清塔的作用，也就是其他脱硫方法改用“888”时原沉积在塔内的硫能够迅速获得清除的原因，其反应方程式如下：
NaHS+(X-1)S+NaHCO3=Na2SX+CO2+H2O
三、改造后的效果
通过技术改造，一次脱硫系统运行比较稳定，脱硫塔压差稳定在8KPa以内，减少了停车清塔的次数，避免了人力、物力、财力的浪费，保护环境，稳定生产，增加了生产效益。总之，任何一种工艺都有其自身的特点和优势，实际生产中要勤观察，针对具体情况灵活调节，认真、严格管理，就一定能达到最佳效果。以上是我们在自己的生产实践中得出的一些经验，供同行们参考。山西原平化学工业集团公司 王仲春
山西原平化学工业集团公司一个年产总氨10万吨，尿素14万吨的中型氨肥煤化工企业，其生产所用煤气采用固定间歇制气，半水煤气除尘和湿法脱硫，3.3MPA全低温变换，变换气湿法脱硫。碳酸丙烯酯脫碳，醇烃化，氨合成等生产工艺,我厂半水煤气一次脱硫自投用以来，半脱塔阻力逐步增高直至无法正常生产，被迫停车清塔。在检修清理脱硫塔的过程中发现，填料层中存在大量的硫磺，而且由上往下，堆积在填料环中的硫泥越多，说明在下部脱硫塔进口H2S含量高，气液反应速度快，生成单质硫附着在填料环中，随着反应的进行逐步积累。脱硫塔的阻力也逐步上升。另外，在两段填料之间的气液分布器上还积累了一层硫泥，使气液分布器的降液孔堵塞变小，液体在气液分布器上的高度增加，部分液体从升气帽中下降，造成气液反混现象。
一、 脱硫系统的基本状况
脱硫塔Ф6600×18×37000
再生槽Ф7000×8×12725
熔硫釜Ф1000／Ф900×10／6×2467 V=1.89m3
脱硫泵两台KQSN250―M6／410 Q=420m3/h
再生泵两台KQSN250—M6／410 Q=420 m 3/h
循环量 790—830 m3／h
脱硫前H2S 500—600mg／Nm3
脱硫后H2S 100—120 mg／Nm3 （变换为全低温变换）
二、原因分析及改进措施
1.脱硫溶液循环量明显偏小
脱硫塔内气液逆流接触的反应过程分为脱硫吸收过程和部分脱硫液在塔内再生生成单质硫晶体的过程，脱硫塔内生成的单质硫晶体通过循环的富液排出塔外去再生系统，在再生系统通过空气吹风悬浮出来，没有在塔内再生的富液经过再生系统也生成单质硫，然后通过空气吹风一起悬浮出来，如果循环量偏小，在塔内再生出来的单质硫少部分会积累在填料中，长时间就会造成硫堵，我厂两台420 m3/h的脱硫泵，塔内溶液的喷淋密度为22 m3／㎡. h，液气比为6.1L／m3，不能满足填料塔对喷淋密度35—50 m3／㎡. h和液气比大于12 L／m3的基本要求，经过研究决定增加一台流量为420 m3/h脱硫泵和一台流量为420 m3/h再生泵，使脱硫塔的喷淋密度达到33m3／㎡. h，液气比为9.3L／m3,基本能达到指标的下限。
2.我厂脱硫塔气液分布器的降液孔原设计为Ф18的圆孔，开两台脱硫泵时的循环量760—830 m3／h，经过检修检查气液分布器，塔盘上有积硫现象，现在增加一台脱硫泵，溶液循环量增加到1000—1200 m3／h，循环量增加到原设计的1.5倍，溶液在塔盘上的停留时间会增加，塔板压降也会相应增加，因而会造成气液分布器上积硫现象更严重，为此我们将降液孔扩大到Ф22，考虑到防腐等因素，降液孔扩大到Ф24，扩孔后气液分布器的液体流速为0.3m／s,在0.3-0.8 m／s的设计范围。
3.脱硫系统的硫泡沫经过熔硫釜熔硫后残液分离不完全，熔硫后的残液在冷却.降温.沉淀过程处理难度大，而且在此过程中也使HS-转化为S2O32-的机会大大增加，这些副盐的大量产生，使溶液混浊，溶液质量下降，不仅会直接影响脱硫效率，而且严重时会因脱硫液中富盐的结晶析出而堵塞设备管道和填料，我厂分离后的残液中悬浮硫在6.0g/L以上，远远超过系统运行指标0.5g/L，回收系统后有起虚泡和消泡现象。考虑到从再生槽出来的硫泡沫，80﹪都是脱硫液，只有20﹪才是单质硫，这些硫泡沫进入熔硫釜加热熔硫，不仅大大增加了蒸汽消耗，而且增加了溶液处理难度，鉴于这一问题我厂在脱硫系统增设了一台100㎡的板框式过滤机，硫泡沫经过过滤后，滤饼去改造后的熔硫釜，滤液返回脱硫系统，过滤后的清液悬浮硫含量在0.128-0.192g/L范围，低于系统运行指标0.5g/L，同时因为脱硫液未经过高温蒸煮，高温副产物少，回收至系统后为发现有消泡或起虚泡的现象，系统的悬浮硫基本稳定，同时熔硫时只需加热滤饼，大大减少了蒸汽消耗。
4.系统改栲胶脱硫法为“888”脱硫法，停止使用五氧化二钒，利用钛菁钴系列脱硫剂的特殊清塔降阻功能和强的脱硫能力保证脱硫系统的安全稳定运行。888脱硫法的基本原理及反应方程式与湿式氧化法脱硫基本相同，也就是说Ｈ2Ｓ与Ｎa2CO3的反应及NaHS的氧化反应与其他液相催化反应相同。但是NaHS在“888”的催化作用下与（X-1）S 反应生成Na2SX是“888”所特有的反应，由于Na2SX的生成，使得原沉积于脱硫塔填料上的硫迅速参与NaHS的化学反应，而被转化成Na2SX，令沉积硫得以松动，起到清塔的作用，也就是其他脱硫方法改用“888”时原沉积在塔内的硫能够迅速获得清除的原因，其反应方程式如下：
NaHS+(X-1)S+NaHCO3=Na2SX+CO2+H2O
三、改造后的效果
通过技术改造，一次脱硫系统运行比较稳定，脱硫塔压差稳定在8KPa以内，减少了停车清塔的次数，避免了人力、物力、财力的浪费，保护环境，稳定生产，增加了生产效益。总之，任何一种工艺都有其自身的特点和优势，实际生产中要勤观察，针对具体情况灵活调节，认真、严格管理，就一定能达到最佳效果。以上是我们在自己的生产实践中得出的一些经验，供同行们参考。山西原平化学工业集团公司 王仲春
