栲胶脱硫的硫堵问题

近段时间通过对我厂加压变脱系统栲胶脱硫的观察,并结合对相关内容的学习,现对栲胶脱硫防硫堵的问题谈一些看法,其中的观点仅是对我厂工况下发生情况的总结。 1 系统运行情况 (1)系统流程简述 造气制气系统→洗气塔→常压脱硫系统→气柜→电除尘→合成三段压缩→钴钼系变换系统→变换气脱硫系统→一次碱洗系统 (2)系统运行参数 系统气量54000m3/h,压力2.0MPa,温度45℃,入变脱H2S含量250~300 mg/m3,溶液循环量420m3/h,溶液温度约50℃,变脱出口H2S含量约5mg/m3。 3)变脱塔阻力变化情况 2003年5月我厂变脱系统完成了ADA脱硫向栲胶脱硫的改造工作。在改造之初,因没有将脱硫溶液全部更换,只是将溶液中原有的ADA组分停加,改为补加栲胶。此时,由于脱硫溶液中同时存在两种载氧剂,使溶液各组分间的比例失调,并且两种载氧剂所需的反应时间不同,造成变脱塔填料段经常发生硫堵现象。后来,将溶液中原有的ADA置换干净之后,到2003年10月再没有发生硫堵现象。 从2003年10月份开始到2006年3月份,运行了近3年多没有再因变脱阻力问题停一次车。同时气量由45000m3/h增加到54000m3/h。而变脱阻力则一直稳定。 2 造成硫堵情况的原因分析 根据我厂分析工艺流程和运行参数变化的情况,我认为造成栲胶脱硫硫堵的原因主要有以下几点。 (1)脱硫溶液中有效组分不纯 此处提出的脱硫溶液中有效组分不纯,是指在一种脱硫液中含有两种或两种以上的载氧剂时的情况。在我厂将ADA法脱硫改为栲胶脱硫时,由于当时并没有彻底置换脱硫溶液,而只是将原溶液中的组分ADA停加,改为补加栲胶。因此在当时溶液中同时含有ADA和栲胶两种载氧剂,虽然两种载氧剂在脱硫溶液中都会起到载氧的作用,但是,它们共同存在时并不是功能的简单相加,而是在不同情况下,不同含量时,由于ADA和栲胶的性质或反应速度不同,造成溶液体现出不同的性质。比如,当ADA组分在溶液中含量较高时,组分ADA的载氧功能在脱硫溶液中起主导作用,此时的溶液就体现出ADA脱硫溶液的性质,相反时,则体现栲胶脱硫溶液的性质。所以当溶液中的组分比例不当时,溶液的性质就不会稳定,这时就易在吸收塔填料段发生硫堵现象。另外,更重要的一点是脱硫溶液易发泡,特别是在吸收塔内易发生拦液现象。 (2)溶液中杂质较多 由于变脱系统在变换之后,是对变换气进行脱硫,所以人变脱塔的气体质量要比半水煤气的质量好得多,不存在煤尘和煤焦油等物质。但是,我们对系统检修时发现,在变换炉出口的水冷器内存在大量的结垢,对垢物分析确定是少量的催化剂粉。因此当催化剂粉与悬浮硫混杂在一起时形成易堵塞的脏物,逐渐在填料表面或流道内积累,造成硫堵现象。另外,当含有Al2O3、COS和MoS2的粉末物质进入到脱硫溶液中,特别是在钒、碱度和氧含量较高时,是否会发生反应,而这种反应又对脱硫溶液存在怎样的影响,目前我厂还处于观察阶段,无法进行定论。 (3)脱硫塔的结构不合理 这主要是因为溶液分布器或吸收塔设计不到位所至。其实,即使分布器设计没有问题,因其他原因造成分布不均时、形成溶液偏流,在滞流区也易发生硫堵现象。 (4)填料碎裂 从我厂目前运行的情况看,因填料碎裂较多在变脱塔填料段易发生硫堵现象,同时也易造成溶液分布器的堵塞。 (5)脱硫溶液再生不好 脱硫溶液再生不好,易使溶液在再生槽内再生不彻底,最后在贫液槽内完成再生过程,造成溶液中悬浮硫增加,不仅容易堵塔,而且还易使溶液发泡。 (6)吸收塔填料下部网子孔太密 我厂变脱塔在最初卸填料时,填料的下部靠篦子板位置有0.5m左右的硫膏层,这是造成变脱塔压差升高的原因。后分析发现造成此现象的原因是因为填料下部网子孔太密,特别是在填料出现破碎时,最易在此出现硫膏层。 3 总 结 根据造成硫堵的原因,我们不难制定出相应的处理方法。但是,要想彻底解决硫堵的问题,不论是ADA脱硫还是栲胶脱硫,都还存在一定的难度。在一定的工况下或一定的阶段,硫堵还是会在不同程度上存在。据资料介绍,栲胶浓度低也会造成硫堵,目前我厂还没有发现类似现象。当然栲胶浓度高有利于吸收和再生,但是对应的成本也要增加,若是含量2.0g/L栲胶就能解决的问题,则没有必要为了解决硫堵问题,而故意将栲胶提到3.0g/L去操作,因为栲胶含量过高,也会造成其他现象的发生,比如,栲胶浓度过高会造成脱硫溶液易发泡等问题。