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脱硫塔堵塔分析

2015-08-31 10:37:39 点击数:

脱硫塔发生堵塞现象,轻者增加阻力增加电耗或被迫减量生产;重则需要停车将脱硫塔内填料卸下清洗,对生产危害较大。湿式氧化法脱硫的化学反应和副反应较复杂,一般较难明确分清各个反应在什么部位进行。显然吸收H2S而生成HS的反应肯定在塔内部进行的,但HS被氧化成单质硫的化学反应,即析硫反应也主要在脱硫塔内进行,只有溶液中HS低,进入再生氧化槽中才利于减少副反应。

根据堵塞物的不同塔堵可分为硫堵、盐堵以及机械杂质堵。硫堵时堵塞物多为单质硫并含少量盐,一般呈灰黄色;盐堵时堵塞物主要是多种盐类的结晶物,有少量的硫,颜色呈棕色或粉红色;机械杂质堵主要是进气中的杂质(烟灰、粉尘、焦油等)造成。

1、脱硫堵塔的原因分析:

引起脱硫塔阻力增大继而发生堵塔现象的因素多而复杂,主要为:①设备原因;②溶液成分比例失调;③工艺操作及管理问题;④机械性杂质及其它原因等。
1.1设备问题造成堵塔
(1)工艺设备不匹配。液气比过低,脱硫泵损坏无备用泵或检修不及时,造成溶液循环量严重不足。脱硫塔填料层喷淋密度达不到要求,或脱硫塔内分布器损坏致使液体偏流,填料层布液不均,塔内析硫无液体向外带,造成填料积硫。
(2)塔高、填料层过厚,溶液在塔内停留时间过长,再生析出单质硫,沉积于填料上,造成堵塔。
(3)设备能力偏小或喷射器的设计(选型)安装不规范、不合理,使溶液再生不彻底,悬浮硫高。如再生槽偏小,溶液在再生槽内停留时间短,氧化、浮选不好,硫颗粒随贫液进入贫液槽,造成贫液悬浮硫高。
1.2溶液成分比例失调
总碱度和PH值。总碱度太低会使溶液的PH值和碳酸钠浓度下降,影响溶液的吸收能力。但控制太高又会使溶液吸收CO2的量增加,甚至使碳酸氢钠结晶析出和生成硫代硫酸钠副反应增加。如果硫代硫酸钠在溶液中达到了饱和浓度则会结晶析出,堵塞设备和管道。
1.3工艺操作及管理问题
(1)再生空气量不当。再生空气量的大小取决于喷射器喷嘴直径的大小和进入喷嘴溶液量的大小及溶液压力的高低。再生空气量不足,氧化反应慢,甚至来不及氧化析硫,而形不成泡沫上浮,造成溶液悬浮硫高。若再生空气量过大,造成再生槽液面翻腾,浮选上来的硫泡沫又被卷入溶液下,或被气流打碎,使硫泡沫难以浮选分离,使悬浮硫偏高,随贫液进入脱硫塔,粘附在填料上。
(2)再生槽硫泡沫溢流量过小。再生槽内的硫泡沫如不及时溢流取出,因长时间的积累和空气的搅拌,硫颗粒逐渐增大老化而下沉,随贫液流出,造成贫液悬浮硫高。
(3)贫液槽内的硫积沉过多。溶液通过循环槽时,部分悬浮沉积下来,存在槽底。当沉积到一定程度时,就会随溶液进入脱硫塔,堵塞填料。
(4)温度调节不当。温度对吸收和再生过程都有一定影响。提高温度,则能迅速提高反应速度,有利于H2S的吸收。但反应温度过高,生成硫代硫酸钠的副反应急剧增加。当硫代硫酸钠和碳酸氢钠增高时,也会结晶析出,粘附在填料表面,造成堵塞。同时,由于温度升高,硫的颗粒和粘度也显著变化,使再生槽内硫颗粒不易上浮,引起贫液中悬浮硫增加。
(5)硫泡沫回收不合理。熔硫釜回收的溶液在熔硫釜中温度已超过120℃,其液体成分已发生变化,送往贫液槽参与液体循环时,对整个液体成份有一定的影响。
1.4机械杂质及其它原因:
(1)由于造气入炉碳质问题,可能引起半水煤气中焦油含量偏高,另外由于没有加强对半水煤气的预净化处理,如脱硫前洗气塔上水量偏小或脱硫前静电除焦没有很好地使用,导致半水煤气中代入的煤尘粒、焦油等含量高,长期进入脱硫塔也会形成脱硫塔阻力上升。
(2)对于用散装填料的脱硫塔,由于填料损坏变形严重,填料老化、破碎,也易形成堵塔。(一般情况下聚丙烯填料使用期限约为5-8年)。
(3)脱硫剂、催化剂质量及选用不当也是造成脱硫塔压差增大继而形成堵塔的一个因素。由于选用不同的脱硫催化剂所析出的硫磺,颗粒大小不同,而粘附性能也不一样。

2、预防及处理措施
2.1脱硫操作人员要加强责任心,要认真观察脱硫系统阻力的变化情况,发现异常情况及时向车间及有关部门报告。定期召开工况分析会,同时建立硫磺产量统计台帐,对班产硫磺进行统计,促进硫回收,搞好硫平衡,降低溶液中悬浮硫含量。
2.2加强工艺、操作管理
(1)加强降温塔用水水质及半水煤气的预净化处理。增大脱硫前洗气塔上水量,开好静电除焦,以减少代入脱硫系统的煤尘粒、焦油等含量。

(2)对脱硫液组分要严格控制,PH值、总碱度、Na2CO3、NaHCO3、副盐、悬浮硫控制在指标范围之内。

(3)保证再生空气吸入量和吹风强度,确保再生效果,完全解析并将单质硫浮选出来、分离出去。

(4)要求再生槽不间断(或间歇式)溢流硫泡沫到泡沫池内,回收的残液要沉降后再打入系统利用。

(5)通过工艺计算选取适宜的溶液循环量,并定期加大溶液循环量,对脱硫塔填料段进行间断冲洗。

2.3脱硫塔阻力上升处理措施
发现脱硫塔阻力上升,要根据具体情况分析判断出是硫堵、碱堵、副盐堵还是机械杂质堵,然后再进行相应的处理措施。
(1)如果催化剂为堵塔的主要原因时,可停止加入此类催化剂,改用具有洗塔作用的高效SY系列脱硫催化剂。若塔的填料堵塞物是机械性杂质或全是盐类物质时,加入SY催化剂后,不能降低塔的阻力,但若是硫磺和盐类混合物,当硫被洗下来后,盐类物也会逐渐瓦解松脱下来的。松脱下来的物质在脱硫塔填料段由上往下移动,有时还会形成局部阻力增大,几天以后才能恢复正常。

(2)当脱硫塔阻力上升时,为了维持生产进行,可向脱硫液中加入柠檬酸以减缓阻力上升趋势,柠檬酸的加入量为每次10kg/100m3。(治标不治本,不推荐采用)
(3)当脱硫塔压差不能满足安全生产需要时,就必须停车检修。

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