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时间:2022-09-27 10:59:09 作者:立博体育APP官方入口 来源:立博体育官网的网址

QYD脱硫塔内件—浅谈QYD内件脱硫塔操作控制过程中的几个问

  QYD脱硫塔内件是我公司气体净化设计研究中心研制开发的一种高效气液传质内件,其以高效、节能、环保、彻底不堵塔而受到全国各煤化工企业的青睐。该内件是集诸多塔内件的优点于一身,更加强化了气液传质过程。它充分利用了H2S气体和碱溶液发生吸收反应的原理,采用气液直接接触,并依据H2S含量高低设置特殊的气液接触装置和气泡再布装置,使气液之间为动态接触,湍动传质。这不仅大大增加了气液接触面积,还使气体在极短的时间内与碱溶液充分混合接触,提高了气体的净化度。另外,由于气液接触时间的大大缩短,使脱硫原料气中CO2对碱溶液吸收所产生的影响得到较大地改善,溶液中NaHCO3的生成率有不同程度的下降,从而促进了碱溶液循环吸收的能力。QYD传质内件结构简单,安装简便,操作弹性大,不仅适应于旧脱硫塔改造,更适用于新塔设计。该内件自2007年7月在青岛召开的脱硫技术协作网会议上推出以来,在短短几年的时间里,目前用户遍布大江南北。但在实际应用过程中,其运行效果却差别较大。运行效果较理想的化工企业硫化氢能降到1-2mg/m3,且塔阻力较低。但有几家效果却不尽人意,出现脱硫净化度偏低,塔阻力大等问题。QYD内件在其应用效果上之所以会产生如此大的差异,一方面我公司气体净化研究中心根据诸多用户的反馈信息,目前在该内件的设计上进行了较大的改进与提高,并经多家化工企业应用,均取得了较满意的效果。另一方面同各个化工企业脱硫系统的生产负荷、工艺及其设备的配置状况也有较大的关系。我们知道,脱硫本身就是个系统工程,脱硫的吸收、再生和硫回收是脱硫系统缺一不可的三要素。任何一个环节出现问题,都将会影响到整个系统的稳定运行。下面笔者根据对多家化工企业QYD内件脱硫塔的安装、开车、调试等状况,从其脱硫系统工艺、操作的优化方面谈几点个人看法,希望对读者有所裨益。

  根据脱硫系统的硫化氢含量的高低、生产负荷大小及其设备的配置状况,采用较优质的脱硫催化剂。众所周知,脱硫催化剂在很大程度上决定着湿式氧化法的脱硫效率、碱耗、溶液再生效果及副盐生成率等一系列重要指标,故如何选择一种高效催化剂就成为该工艺的核心。从笔者所走访的厂家来看,对于采用QYD内件塔脱硫系统催化剂的选择,有单一采用888催化剂的,有单一采用栲胶催化剂的,有888催化剂同栲胶混用的,也有888催化剂同MSQ混用的,还有采用其它类型催化剂的。但从其应用效果来看,好坏差别较大。比如内蒙乌海华油天然气公司的两套¢4000的QYD内件塔脱硫系统、江苏丰城盐化公司一台¢3200的QYD内件脱硫塔及宁波四明化工公司的一台¢3600的QYD内件脱硫塔脱硫系统等均是采用单一的888催化剂,其出塔气体硫化氢均小于10mg/m3;广西柳化一台¢3200和一台¢2400的QYD内件脱硫塔、广西河化一台¢3200和一台¢3000的QYD内件脱硫塔及河南晋开化工两台¢2800的QYD内件脱硫塔等均采用的是888催化剂同栲胶混用,其应用效果也较好;河南晋开延化一台¢3800的QYD内件脱硫塔、湖北泽东化工一台¢3600的QYD内件脱硫塔系统等采用的是888催化剂同MSQ混用,其应用效果也不错。而单一采用栲胶的厂家,其应用效果却不尽人意,在开车调试及生产运行过程中,均不同程度发生过塔阻力大,出塔气体带液现象。究其原因,这同栲胶脱硫液粘度较大且易发泡有很大关系。目前这些厂家大都改为采用888催化剂同栲胶混用的办法解决了该问题。因此,在采用QYD内件塔脱硫系统的催化剂选择上,对于生产负荷较小、硫化氢含量较低的QYD内件塔脱硫系统,可选用单一的888催化剂,其操作简便,防堵能力强,脱硫效率高;而对于生产负荷较大、硫化氢含量较高的脱硫系统,采用888催化剂同栲胶或MSQ混用的双催化法以适应工况要求。但需要特别说明的是,不管采用何种催化剂同888催化剂混用,888催化剂必须要占主导地位,否则会影响应用效果。

  QYD传质内件脱硫塔在开车投入运行后,需要摸索出较适宜的溶液循环量。采用QYD传质内件的主要特点之一,就是溶液循环量较填料塔有较大幅度的降低。故在该内件脱硫塔投运后,需摸索出最佳的溶液循环量。既要保证脱硫效率,又要保证脱硫液的再生效果。从QYD传质内件脱硫塔的结构和反应机理上,我们不难看出,其对气体中硫化氢的强化吸收主要是靠塔内三或四层塔盘上各600-1000mm高的溶液量来进行鼓泡、湍动传质吸收,因此对吸收硫化氢所需的溶液循环量要减少许多。若溶液循环量过大,会造成各层塔盘上的液位过高,从而使塔阻增加,严重时产生带液。笔者通过对多家应用厂家开车及操作调整后发现,过大的溶液循环量对其脱硫效率的提高影响不大,只会白白的增加动力消耗。总之,QYD内件脱硫塔溶液循环量的选取,需根据气体硫化氢含量的高低和生产负荷的大小来调节、摸索出一个最佳的溶液循环量。

  生产中脱硫液温度应控制在38-43℃之间,有利于吸收和再生。适当的提高脱硫液温度可加快再生和吸收反应速度,但温度过高会使气体中的H2S和O2在脱硫液中的溶解度降低,反而不利于脱硫液的氧化再生,并且还会使副反应加剧。特别是脱硫液温度超过50℃时,脱硫液的粘度和表面张力下降,空气在再生槽内很难形成气泡。即使形成,其气泡膜的粘附性也很差,硫颗粒就很难吸附在其表面,且气泡扩散到界面也易碎,这样形成的硫颗粒就不能及时被带出来。其就会在自身作用力下沉降,遇循环量有所波动时,就会被带至塔内。时间一长,不仅会造成脱硫液中悬浮硫升高,严重时还会产生堵塔。脱硫液温度过低,则再生槽浮选出的硫泡沫层变薄,呈棉絮状漂浮在槽面,从而影响再生效果。

  生产过程中,当工艺气量、气体中H2S含量和有机硫含量有较大幅度的上涨时,要及时适当提高脱硫液总碱度及催化剂浓度以适应生产负荷的增加。但是,当生产负荷降低时也要适当减少吸收剂和888催化剂的补充量。

  氧化再生槽浮选出的硫泡沫尽可能保持连续溢流。当硫泡沫在液面上停留时间过长,硫泡沫破碎后,其表面粘附的单质硫下沉反混产生二次浮选,使氧化再生槽负荷加重,从而影响脱硫液的再生效果,造成贫液悬浮硫上升。由脱硫泵带至塔内,沉积在QYD内件的气液分布器出气孔上,时间久了就会形成出气孔堵塞而影响脱硫效率。

  溶液循环量要保证相对稳定。调节过频,会造成系统波动较大。当遇到系统减量时,溶液循环量宜保持相对稳定,可从溶液组份上来作些调整。当遇到系统大幅度减量时间较长时,溶液循环量可仍保持稳定运行3-4小时,以使塔内件上沉积的硫得以冲刷。

  再生槽吹风强度在经过操作摸索后,可稳定在最佳量。一般不宜作过多调节,反则会影响单质硫的浮选,导致再生效果不佳。生产过程中,应根据工艺气中H2S含量高低及生产负荷大小来调节自吸空气量。采取控制适宜的再生压力和喷射器开的数量来调节,并根据其自吸空气量的大小或反喷情况及时检查、清理喷嘴及喉管的堵塞物。

  硫回收的熔硫残液在返回系统前,需经多级沉降冷却池降温至≤45℃,使熔硫残液中的大量副盐析出结晶在沉降冷却池,然后清夜再返回系统循环使用。但多级沉降冷却池不仅占地面积大,还影响环保。对此,笔者建议上一台硫泡沫专用过滤机(使硫泡沫中的约70%的脱硫液在进入溶硫釜前被完全过滤出来直接返回系统)以解决根本问题较为妥当。众所周知,熔硫残液处理不当,不仅对再生系统干扰极大,使溶液发泡,产生虚泡过多,不易分离。而且由于残液中大量副盐在系统的积累会导使化工物料消耗上升,脱硫效率下降,严重时产生堵塔。

  利用系统大修机会,详细检查各层塔盘及气体分布器出气孔的积硫堵塞情况,有则清理疏通之,以防止因气体分布器出气孔堵塞而影响使用效果。若大修时间允许,视塔内件腐蚀状况,进行二次防腐处理。

  通过多家化工企业采用QYD内件脱硫塔的应用效果来看,大都收到了较令人满意的效果。但也有个别厂家应用效果不佳,这主要是由于各个化工企业脱硫系统的生产负荷、工艺及其设备配置状况均不一样。故要想开好整个脱硫系统,还需要有设计合理的再生和硫回收系统与之配套,还需要行之有效的工艺操作规程来规范操作,还需要强有力的工艺操作管理方案来加强管理。只有这样,脱硫系统才能达到长周期稳定运行。我公司气体净化技术研究中心根据用户反馈信息,始终在不断研究和完善这项技术,已于2010年研制出新一代QYD型高效传质内件,并在十多家化工企业脱硫系统得到了较成功的应用。新一代QYD型高效传质内件结构新颖,设计更加合理,安装方便,极大地弥补了原内件存在的不足之处。我公司愿与各界广大同仁携起手来,共同为我国的脱硫事业的发展做出更大的贡献!