淺談外部因素對濕法脫硫的影響
2.2含油濃氨水補充到脫硫系統
對于焦化廠來說,采用氨法脫硫較多,脫硫液中氨含量是保證脫硫效率的重要指標,一般控制氨含量在7g/L以上。理論上控制入脫硫塔煤氣溫度在32℃以下,減少再生過程氨逃逸,煤氣中的氨含量能夠滿足脫硫生產的要求。如果煤氣溫度高于32℃,氨揮發損失大,脫硫液中氨含量不足,一般將蒸氨生產的濃氨水補充到脫硫系統。
濃氨水顏色為淡黃色,焦化廠自產濃氨水顏色發黃或發黑,濃氨水中萘或輕質油含量高,直接補充到脫硫液中,運行半年脫硫液顏色逐漸加深至深綠,甚至發黑,泡沫逐漸減少,脫硫系統癱瘓。
3.1對于負壓脫硫、前置氨法脫硫,重點做好初冷器、電捕焦油器、預冷器的運行管理,初冷器后煤氣溫度宜控制在18-21℃范圍,每降低1℃,煤氣中含萘約減少0.05g/Nm3。通過初冷器冷卻噴灑可將大部分萘、焦油、煤粉從煤氣中分離出來,再通過電捕焦油器、預冷器,進一步降低煤氣中的焦油、煤粉等雜質,保證進入脫硫塔煤氣中的焦油含量不大于50mg/Nm3、萘含量不大于200mg/Nm3。初冷器、電捕焦油器、預冷器熱洗、清掃時,調整脫硫再生塔液位調節器,保持大溢流,將雜質通過泡沫帶出,避免消泡后單質硫沉積。
對于后置堿法脫硫,要控制洗苯塔后煤氣溫度低于35℃,并且定期更換洗苯塔頂部捕霧層或增設捕霧器,減少煤氣夾帶洗油。
3.2濃氨水不建議直接補充至脫硫液系統,可將濃氨水或熱氨汽補充到循環氨水系統或脫硫前煤氣系統中,既能減少濃氨水帶油對脫硫液的影響,又能減少脫硫系統漲液。受條件限制,濃氨水確需補充脫硫系統,應控制蒸氨塔頂部分縮器溫度在88-92℃,提高濃氨水濃度至15%以上。上蒸氨塔的剩余氨水系統增設陶瓷管過濾器或提高氣浮除油機除油效率,降低濃氨水含油。
3.3酞菁鈷類催化劑抗油性能差,一旦出現再生槽消泡現象,脫硫液發黑,基本上可定性為脫硫液含油造成。首先要分析油的來源,采取措施對源頭治理,按理論消耗量的2-3倍添加催化劑,保持脫硫液中有效催化劑含量滿足生產要求,并加大再生風量,提高再生效果,將脫硫液中的硫氫化鈉轉化為單質硫,提高脫硫效率,一般3-5天可恢復正常。
3.4加大再生槽溢流,通過壓濾機濾布過濾除油,加快系統恢復。
3.5可適當往脫硫系統添加50kg洗衣粉,提高發泡效果,減輕催化劑中毒現象,加快油的分離。
3.6脫硫前煤氣帶油持續偏高,即使采取以上措施,系統泡沫層也不易形成,懸浮硫易沉降堵塞脫硫塔填料或設備管道,建議更換DSH高硫容抑鹽催化劑,該催化劑是多金屬催化中心復合型催化劑,抗油發泡性能好,硫容高,脫硫效率高,可應對煤氣持續帶油的惡劣生產狀態,避免脫硫液帶油消泡,懸浮硫沉降堵塞設備的問題。
1、脫硫系統漲液原因分析
1.1化合水
脫除硫化氫時,伴隨氧化還原反應,不管硫化氫轉化為硫磺還是轉化為副鹽(硫代鹽、硫酸鹽、硫氰酸鹽),硫化氫中的氫離子均會轉化為化合水。
H2S + NH4OH + HCN+ 1/2O2 → NH4SCN +2H2O
2H2S + 2NH4OH + O2 → (NH4)2S2O3 + H2O
H2S + 2NH4OH + 2O2 → (NH4)2SO4 + 2H2O
H2S + 1/2O2 → S + H2O
理論計算每脫除1噸硫化氫,將生成0.53噸化合水,以100萬噸焦化企業為例,煤氣發生量5萬m3/h,硫化氫含量5-8g/Nm3,每日生成化合水3.18-5.09噸。
1.2煤氣夾帶及飽和水的變化
焦爐煤氣因流速高、出口距設備頂部高度差小、捕霧設備效果差等因素易夾帶大量噴灑液進入脫硫塔,造成脫硫液漲液。
不同溫度下,煤氣含飽和水不同。同樣壓力下,溫度越高煤氣含飽和水越多,如果脫硫塔出口煤氣溫度低于進口煤氣溫度,那么煤氣中部分飽和水進入脫硫系統。不同溫度下煤氣飽和水含量如下:
1.3外部水
貧富液泵、泡沫泵機封冷卻水、催化劑活化用水、蒸汽凝水、生活用水等外部水進入脫硫系統。
1.4補加濃氨水
氨法脫硫中,脫硫液中的揮發氨隨溫度升高產生逃逸,脫硫塔出口煤氣溫度高于32℃,焦爐煤氣中的氨不能滿足脫硫所需的氨含量(7g/l),脫硫效率降低,需要補充濃氨水來提高堿源。一般焦化廠采用蒸氨工序生產的濃氨水補充進入脫硫系統,以百萬噸焦化產能為例,10-12%的濃氨水產量約為30噸/天。
2、減少脫硫液漲液的措施
2.1脫硫塔前煤氣管道增加捕霧器,并在煤氣管道上增設水封,減少煤氣夾帶。
2.2控制脫硫塔出口煤氣溫度高于進口5℃以上,以100萬焦炭生產能力為例,煤氣發生量5萬m3/h,經過脫硫塔后,煤氣溫度從26℃提高到31℃,煤氣中飽和水將增加0.385t/h,即脫硫系統理論上每天減少飽和水約9噸,大于脫硫反應化合水的生成量。
2.3生產中勤巡檢,避免機封冷卻水竄漏進入脫硫系統;機封冷卻水及脫硫生活用水外排,禁止進入脫硫系統;催化劑活化用水改為采用脫硫液活化。
2.4控制脫硫液及煤氣溫度,保持脫硫塔出口煤氣溫度小于32℃,減少氨逃逸,不補充濃氨水,或者將濃氨水、氨汽補入脫硫前煤氣系統。
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