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关于湿法脱硫塔阻问题的实践与分析

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发表于 2021-3-26 14:45:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
我公司湿法脱硫(HPF)采用一体式三塔串联工艺。自2009年开始运行以来,曾两次出现塔阻升高的问题,但每次塔阻升高的原因都不尽相同。同时,经过了解,我们发现在采用相同工艺的其他焦化厂也出现过塔阻升高的问题。为此,我们针对塔阻升高的原因及处理办法进行了分析研究和改进实践,并取得了一定的效果。

一  塔阻升高的原因

1  喷淋密度

脱硫液循环量过小,易造成脱硫液在塔内分布不均,形成偏流,脱硫液中的副盐及悬浮硫在填料周围形成沉淀,不能被脱硫液冲刷带走,久而久之造成塔阻升高。我公司2009年脱硫液循环量在600m³/塔左右,在煤气流量稳定的情况下,塔阻升高情况见表1。

表1  塔阻升高情况

Q=600m³/塔
图片102.jpg
图片81.jpg
2011年10月初,三塔阻力升高到2.9Kpa,我们分别对三个脱硫塔进行了热洗,热洗方法是分别对单塔切除煤气,将888催化剂量加大一倍,将喷洒液加热至60℃以上,连续冲洗48小时以上,然后外排置换,反复处理。11月份,将三塔的喷洒量调至1000m³/台,恢复正常使用,三塔阻力降至1.6Kpa。运行至2014年10月份,塔阻的变化情况见表2。
表2  塔阻的变化情况
Q=1000m³/塔
图片103.jpg
图片82.jpg

从表2看出,流量的增加使1#、3#塔的阻力基本稳定,2#塔阻力的升高,主要原因是加大流量之后,2#喷射器喉管部位出现堵塞,影响再生效果,造成塔阻上升,我们在后面进行详细说明。

2  喷射器的堵塞是造成塔阻升高的主要原因

2011年11月份,我们将三台脱硫塔的喷洒量从600m³/台调节到了1000m³/台,但随之而来的问题就是2#喷射器的喉管部位出现了堵塞现象,从而造成了2#塔的循环液再生效果差,使塔阻升高。我们对喷射器的堵塞物进行了分析,其中含有大量的结晶物,分析堵塞物的含盐量在50%以上,说明循环液在反应过程中生成盐的速率过快,脱硫液中氧含量过剩。

为了更好的控制塔阻,下面对喷射器堵塞的问题加以分析:

我们对三台脱硫塔的循环液分别做溶解氧分析,分析结果分别为1#塔0.6mg/L,2#塔0.9mg/L,3#塔1.6mg/L,以上可以看出2#、3#塔溶液中的氧成分比1#塔明显偏高,3#塔溶液中的氧成分比1#、2#塔高出很多,但是3#塔喷射器不存在堵塞问题。

第二次试验:我们把1#塔的旁通阀门打开1/4,将2#塔前的硫化氢从1.5g/Nm³提高到3 g/Nm³,改变2#塔的硫氧比,结果2#塔喷射器堵塞的问题不再出现,但塔后硫化氢出现了波动。

综合分析:

2NH4HS+2O2---→(NH4)2S2O3+H2O,

2(NH4)2S2O3+O2---→2(NH4)2SO4+2S↓

从副反应的方程式来看,过剩的氧是造成再生塔副反应加剧、2#塔喷射器堵塞的主要原因,而3#塔喷射器不堵塞的原因是因为3#塔前硫化氢过低,溶液中的NH4HS含量非常少,从而抑制了副盐的生成。

从以上分析得出结论:控制合理的硫氧比例,是保证喷射器畅通的关键因素。

3  再生器分布器损坏

关于再生器分布器的问题,许多单位认为再生器分布器作用不大,只要控制好尾管与再生塔底部的距离及再生装置的操作就可以保证再生塔的正常运行,其实分布器的正常使用也是保证硫泡沫稳定分离的关键因素。2012年9月份我们把三台再生塔的分布器进行了修理和加固,再生塔的泡沫稳定溢流情况明显得到改善。

二  改进措施

1  保证塔的喷淋密度,是稳定塔阻的根本。

按要求脱硫塔的喷淋密度一般控制在40-60m³/㎡,实际在生产过程中,在保证系统阻力稳定的情况下,为了达到塔后硫化氢稳定,可以适当的加大喷淋密度,喷淋密度超过60m³/㎡的情况下也可以运行,有关经济运行的问题,可根据本单位的情况而定,但喷淋密度一定不能小于40m³/㎡。

另外,我们单位第一次采用加大催化剂用量,热洗处理塔阻的办法,虽然取得了明显的效果,但过高的温度会加剧系统的腐蚀,因此热洗温度尽量控制在50-60℃之间,而且,当塔阻过高,填料已经完全堵塞的情况下,因为喷洒液喷洒不能完全覆盖,因此用任何冲洗的办法都很难达到降低塔阻的效果。

2  控制脱硫再生塔喷射器的堵塞。

控制和调节再生塔喷射器的空气吸入量是防止喷射器堵塞的关键因素。目前我们控制2#喷射器堵塞的方法有两个,一是定期对喷射器进行人工清理,二是控制2#塔空气量,必要时通入氮气降低溶液中的氧含量,通过这两种办法,明显缓解了2#喷射器堵塞的问题。

3  再生器分布器的正常使用

再生器分布器在正常使用过程中可能存在两个问题,一个是分布器脱落,由此会造成泡沫溢流不均匀,甚至有时候十几个小时不会有泡沫溢流,从而使进脱硫塔的循环液悬浮硫过高,影响塔阻;第二个是再生器分布器堵塞,这样将会带来更加严重的问题:喷射器运行不正常,再生量、循环量不稳定,循环液质量差等,这不仅仅是塔阻的问题,最终将导致硫化氢长期不稳定。因此保证再生器分布器的正常使用对脱硫的稳定生产也非常重要。

4  填料问题

填料的选用,每个单位都会根据自己的生产情况和要求而定。我们公司目前采用的是轻瓷填料,防止填料冲刷造成堵塔也是生产过程中需要考虑的问题,因此在脱硫塔顶层填料喷头和分布器位置,我们安装了50cm的全瓷填料,如果不考虑费用问题,可以继续增加全瓷填料的比例。

三  结论

调节脱硫塔的溶液循环量、合理控制和调整再生塔各个指标的稳定运行是控制脱硫塔阻力的重要手段,关于脱硫塔的温度、排清量、催化剂的投加方法等因素,这里不再进行赘述。

参考文献

[1] 何建平  炼焦化学产品回收与加工  化学工业出版社  2007.06:118-125

[2]杨建华  王永林  沈立嵩  焦炉煤气净化   化学工业出版社  2006.04:186-194
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