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PDS法脱硫工艺中副盐的产生缘由及应对措施
杜浩;徐正西
【摘要】针对以PDS(双核酞箐钴磺酸盐)为催化剂的焦炉煤气湿法脱硫工艺中产生的副盐,从脱硫反响机理入手分析了其产生的缘由,从脱硫效率、运行本钱及设备安全等方面争论了副盐对湿法脱硫系统的影响,并从工艺掌握、运行操作等方面提出了应对措施.
【期刊名称】《冶金动力》
【年(卷),期】2023(000)001
【总页数】4页(P59-61,70)
【关键词】焦炉煤气;湿法脱硫;副盐;应对措施
【作者】杜浩;徐正西
【作者单位】广西柳州钢铁股份公司焦化厂,广西柳州545002;广西华锐钢铁工程设计询问,广西柳州545002
【正文语种】中文
【中图分类】TQ546.5
焦炉煤气脱硫是煤气质量掌握的一个重点,也是一个难点。柳钢焦化厂共有5套湿法脱硫系统,承受多塔并联运行方式,最大处理力量为30×104m3/h,其中1#~4#湿法脱硫系统处理力量为20×104m3/h,均承受Na2CO3为碱源、OMC为催化剂的催化氧化法脱硫工艺。实际运行中脱硫液副盐浓度增长过快,造成脱硫效率偏低、系统运行指标波动大,物料消耗增加,同时还加快设备的腐蚀、缩短设
备使用寿命。因此,必需对副盐加强调控,将脱硫副盐含量掌握在合理的范围内。
从化产洗苯后送来的焦炉煤气从脱硫塔底部进口进入塔内,与塔顶喷淋下来的脱硫贫液逆流接触,脱硫后煤气经塔顶出口捕除液雾后进入煤气管网。脱硫液吸取煤气中的H2S和HCN后流入反响槽,再由循环泵送入再生塔底部,与压缩空气混合后沿再生塔上升,在OMC的作用下反响槽氧化再生反响析出单质硫,单质硫被剩余空气浮选到再生塔顶部形成硫泡沫,硫泡沫再经过塔顶溢流堰自流进入泡沫槽,进入熔硫工序。再生后脱硫液经再生塔顶溢流管流入脱硫塔循环使用〔图1〕。
在pH值为8.5~9.0的碱性溶液环境中,脱硫液吸取煤气中H2S,到达脱硫效果。主要反响如下:
脱硫液从含有HCN和O2的煤气中吸取H2S时,还会发生副反响:
从反响式〔7〕、〔8〕、〔11〕可见,副反响的发生是不行避开的,所产生的副盐主要有NaSCN、Na2S2O3、Na2SO4等。通常我们将脱硫液中NaSCN、Na2S2O3、Na2SO4的浓度之和称为总盐浓度。
经过多年的运行积存,觉察随着脱硫液副盐含量上升,脱硫液再生受阻,副盐增长速度随之加快,进而引起出塔煤气H2S含量超标,脱硫系统操作恶化,影响脱硫系统安全稳定运行。下面以2#湿法脱硫系统2023年1月~10月脱硫液全分析数据及运行操作指标为例,从脱硫效率、物料消耗以及生产安全等方面分析副盐对脱硫系统的影响。
脱硫效率下降
煤气中的H2S从气相转入液相后,进展一级离解和二级离解,最终发生离子反响。从反响式〔2〕、〔3〕、〔4〕可以看出,在液相中煤气中的H2S主要以HS-形
式存在。随着脱硫液中副盐含量的上升,NaHS的生成受到抑制,还会使OMC的溶解度下降,从而使脱硫效率降低,最终导致出厂煤气中的H2S含量超标。从图2可以看出,随着总盐含量上升,脱硫效率随之下降,当脱硫液总盐含量超标〔脱
硫脱硫运行指标要求总盐含量应≤250g/L〕后,脱硫效率下滑尤为明显。
碱耗催化剂消耗增加
通过脱硫反响式推算得出:每生成1kgNa2S2O3消耗Na2CO30.67kg;每生成1kgNa2SO4消耗Na2CO30.75kg;每生成1kgNaSCN将消耗Na2CO30.65kg。在进塔煤气H2S含量及煤气流量肯定的状况下,当总盐含量上升后,要维持系统正常运行,纯碱及OMC的投加量也随之增大,纯碱及OMC投加量的增大反而又加快了总盐含量增长速度,最终造成操作恶化。由图3可见,
随着总盐含量的增长,碱耗及OMC耗量均明显上升,系统运行本钱随之大幅增加。
管道及设备堵塞
由反响式〔4〕可以看出:碱源碳酸钠参与反响后,CO32-转变成CO2,只留下Na+。因此,每天需要补充肯定量的Na2CO3来保证脱硫主反响的正常进展,这也导致脱硫液中Na+浓度不断上升,盐含量饱和后受气温影响脱硫液中的副盐结晶析出,最终造成塔堵。特别是气温较低时,再生塔脱硫液溢流口、脱硫塔喷头及
捕雾器等处会沉积较多副盐结晶,造成再生塔溶液循环受阻,脱硫塔阻力急剧上升,系统无法正常运转。2#、4#脱硫系统就曾因副盐大量结晶析出,造成塔顶脱硫液
溢流围堰及脱硫塔顶U形水封堵死,大量脱硫液进入泡沫槽,导致系统被迫停运,消耗大量人工清理塔内副盐才得以恢复正常。
设备腐蚀加速
脱硫系统塔器及设备的腐蚀一方面来自于煤气中含有的酸性气体〔CO2、H2S、HCN等〕造成的腐蚀
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