煤气湿法脱硫问题分析与优化

     陕西焦化二厂炼焦系统拥有2×60孔5.5米焦炉，年产焦炭130万吨，煤气发生量约65000m3/h，化产系统有1套处理能力61500m3/h的PDS碱法脱硫装置设备，投产以来，生产一直不稳定，熔硫采用连续式熔硫，硫磺日产量为3000kg左右，脱硫塔前煤气含硫化氢波动较大，3-9g/m3，脱硫塔后煤气含硫化氢在100m3/h，左右，不能够为甲醇厂提供稳定合格的原料气。

      经过近几年的运行与摸索，先后同熔硫釜技术服务方及PDS催化剂厂家脱硫技术服务人员等有关人员的交流与分析，结合自身在脱硫生产管理方面的经验，通过对目前运行的PDS碱法脱硫工艺过程中存在的问题分析，对影响脱硫效果的原因提出优化方案，进一步提高脱硫效果，确保煤气净化工序及加工工序正常运行。目前针对脱硫系统存在的问题分析如下：

      一、系统优化前运行现状及存在问题

      1、PDS碱法脱硫运行方式为单脱硫塔、单再生塔运行，装置满负荷运行时，煤气处理量达到65000-73000m3/h，塔前煤气含硫化氢波动较大，由设计时的3-6g/m3一度变化为5-9g/m3，塔后硫化氢波动达到100-200g/m3之间，严重影响生产。

      2、脱硫塔运行3年以后塔阻力上升较快，曾长期一度达到1000-1500Pa煤气系统安全运行受到威胁。

      3、脱硫再生塔采用高塔再生，动力消耗大，压缩空气采用空压机4台供给，空气含水量大，管道冬季积水严重，气压流量波动大，影响再生，再生塔经常出现液体翻腾现象，影响硫的浮选。

      4、再生塔液流泡沫长期偏稀，带水严重，严重制约熔硫工序的生产。

      5、在长期运行过程中，熔硫釜能力不足，不足以每天消耗系统产生的硫泡沫。

      6、放流管及阀门经常堵塞，硫磺产量明显偏低，日产量低于3吨，同时部分生硫磺随熔硫釜清液以悬浮硫的形式被带走，沉积于缓冲槽中。

      7、设备运行过程中，溶液流量表、空气流量计经常出现失真现象，影响系统稳定调节。

      8、泡沫槽运行过程中，框式搅拌器配备电机减速机为7.5Kw,经常出现故障，无法正常运行。

      9、配碱加药系统设置在地面上不合理，个人劳动强度加大，催化剂活化槽无搅拌。

      10、系统复盐生成快，长期稳定在250g/t左右。

      二、原因分析及优化措施：

      1、影响脱硫效率的因素分析

      从两年的运行看，装置运行不稳定，经过对各环节的检查和分析，发现影响脱硫效果的主要原因有以下几点：

      (1)配煤质量的影响

      随着配煤煤种的不断变化及脱硫液的配入，配合煤中硫份的不断升高，致焦炉煤气中硫化氢含量波动较大，有时超出设备原设计的处理能力。

      措施：建议配煤系统稳定入炉煤中含s，合理配入脱硫废液。(2)我厂采用的脱硫塔Ф6400mm,再生塔Ф4600单塔脱硫，工艺如图(1)所示。再生工艺已不能够满足生产的需要，当塔前硫化氢超过5-6g/m3、煤气量超过65000m3/h，超出了设计能力，塔后硫化氢就会不稳定。

      措施：采取双脱硫塔串联，双再生塔再生工艺，优化运行后工艺流程图如图(2)所示。

      (3)溶液成分的影响，塔前硫化氢偏高后，致使溶液中吸收的硫化氢转化为Hs-离子的浓度增高，溶液发黑，影响PDS的监测浓度使结果偏高，PDS、对苯二酚消耗增加而未及时投加，通过化验分析的溶液成份控制，误认为PDS在工艺控制指标以内，使溶液成份失调，再生系统出现问题。

      措施：PDS消耗应根据塔前硫化氢含量计算出吸收硫化氢的量，以1T硫化氢消耗PDS为1.5-2.0kg计算，推导出应加入的PDS的量，稳定溶液中PDS的浓度。

      (4)温度的影响：脱硫塔前煤气温度冬季变化较大，夏季高过30℃，冬季低于25℃，对脱硫液温度影响较大，冬季低于35℃，夏季高于40℃，严重影响硫化氢的吸收及脱硫液成份中复盐的稳定，脱硫为放热反应，再生为吸热反应，当温度过低吸收，再生反应变慢，温度过高再生时复盐产生过快，脱硫效率下降。

      措施：在不影响粗苯系统正常运行的情况下，夏季针对煤气温度偏高，降低粗苯Ⅱ段贫油温度及终冷塔后煤气温度，使洗苯塔后煤气温度不大于29℃，冬季通过塔前煤气水封下油管预热煤气高于25℃。‚建议对洗苯后到脱硫前煤气管道保温，稳定塔前煤气温度。

      2、塔阻力上升问题：

      脱硫、再生、熔硫及残液回用是一个系统工程，四者相互联系，相互影响，日常生产中任何一个环节出现问题，都会导致生产状况恶化，其结果使脱硫效率下降，溶液中悬浮硫增高。

      (1)当煤气量大于70000m3/h时，煤气通过脱硫塔时的空塔流速达到1.0m/s，达到一般设计参数0.6-0.8m/s的上限，煤气带液，经脱硫塔捕雾层颗粒物(单质硫)堵塞。

      (2)系统溶液成份发生变化，复盐长期偏高，使Na2Co3及NaHCo3的溶解度下降而出现的盐堵。

      (3)系统中Hs-氧化再生后生成单质硫，浮选不好，溶液中悬浮硫偏高而出现的硫堵。

      措施：正常运行时单台脱硫塔阻力控制在<500Pa,当阻力>500Pa时，用脱硫液即时清扫冲洗捕雾层。‚当塔阻清扫冲洗后降不下来时，应计划性的每年利用大检修时间对填料层及捕雾层填料进行检查，必要时进行更换。ƒ控制再生系统达到一定的鼓风强度130m3/

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