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脱硫塔塔堵的处理措施
来源:山西省煤化工发展促进中心
时间:2017/7/3

    脱硫塔堵塔,形成脱硫塔阻力上升,严重时发生气体带液,影响生产,是脱硫系统(包括变脱)不可避免的,也是脱硫行业较普遍关注的问题。虽然随着催化剂技术的发展,许多新型催化剂已具备清除硫堵功能(如东狮牌888催化剂),使得堵塔问题有所缓解,但由于各企业的工艺状况、操作及管理等方面的原因,堵塔问题依然是脱硫行业中所关注的焦点。

造成塔堵,主要是硫堵和盐堵,究其原因,主要有以下几个方面:
(1)进塔气体质量差,气体夹带的煤灰、煤焦油和其它杂质等,长时间积累在填料上,形成塔阻力上升,产生塔堵。
(2)脱硫吸收和析硫反应,80%是在脱硫塔内进行的,塔内析出的硫,不能及时随脱硫液带出塔外,极容易粘结在填料表面,导致气体偏流,时间久了,形成堵塔。
(3)溶液循环量小,形成脱硫塔,喷淋密度降低,一般要求喷淋密度在35-50立方米/㎡h,喷淋密度小,易使塔内填料形成干区,气液接触不好,脱硫效率下降,时间一长,就会形成局部堵塞,气液偏流,塔阻上升,造成塔堵。
(4)脱硫系统设备存在问题,一是脱硫塔填料选择不当,脱硫塔气液分布器、再分布器及除沫器结构不合理或安装出现偏差。脱硫塔在检修时,仅将塔内填料扒出清洗,而未将堵塞在除沫器和驼峰板的两驼降之间的碎填料和积硫及时清理出去,造成除沫器和驼峰板的降液孔不畅通,以致开车后,形成气体偏流,塔阻上升。二是溶液再生有问题,硫浮选效果差,悬浮硫上升,脱硫效率下降。主要表现在,再生设备不配套,氧化再生槽设计上存在缺陷。氧化再生槽内无分布板,如西华某公司年产4.5万吨合成氨能力,氧化再生槽为¢8000/9000/10000,高9米,可谓不小,但槽内却无分布板(至少应有1层)。有的厂氧化再生槽分布板孔径过大,一般分布板孔径为8-15㎜,孔距20-25㎜。空气自吸式喷射器选用及安装不合理,吸空气量小,再生空气量不够,一般吹风强度在50-80立方米/㎡h。空气自吸式喷射器尾管距再生槽底距离过大,一般尾管距槽底距离为600㎜,最好不超过800㎜,距离过大,易形成槽内死区过多,影响再生效果,如西华某公司,新乡某公司,其空气自吸式喷射器尾管距槽底均在1500㎜以上。空气自吸式喷射器在安装过程中,要求喷嘴、吸气管、收缩管及混合管中心轴线要一致,同心度≦1.0㎜.
(5)操作和管理不到位.操作中脱硫液温度过高,一般温度控制在38-42℃为宜,超过45℃则气泡易碎,单质硫浮选不好,生成副盐多,一般副盐三项(Na2S2O3\Na2SO4\NaCNS)之总和应小于250g/L。副反应增多,易析出结晶,形成盐堵,发生盐堵后,不仅使塔阻力上升,而重要的是引起设备严重腐蚀。发生盐堵后,再好的催化剂也是无能为力的,即使东狮牌888催化剂也只能对清洗硫堵有效果;氧化再生槽浮选出的硫泡不能及时溢流出去而在液面上停留时间过长,硫泡破碎后下降,形成溶液悬浮硫上升,由脱硫泵带至塔内,沉积在填料上,时间久了形成硫堵;溶液循环量不能保证稳定,调节过频,遇到减量时,可从溶液组份上来作些调整;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,否则会影响单质硫的浮选,导致再生效果不佳。
(6)催化剂选用不当,劣质催化剂价格虽较低,但在应用过程中,在塔内析出的单质硫不能及时随溶液带出去,时间久了,形成堵塔,严重时影响生产。
下面着重谈几点发生塔堵后的处理措施:
(1)做好气体入塔前的净化,气体入塔前要洗涤除尘和静电除焦,并加强气水分离,防止煤焦油、粉煤灰等杂物带入脱硫系统。
(2)认真查找堵塔的根本原因,是设备设计安装问题的,找机会进行技术改造,比如脱硫塔在填料的装填和选用上,宜按三层装填,每层高度5-6米,填料总高15-18米,填料以散装聚丙烯¢50-70㎜为主,下段填料宜选大规格以防堵;气液分布器、再分布器、除沫器等部件设计应合理,气液分布面要适当;填料托架多为驼峰板,各企业或多或少都发生过驼峰堵塞,严重时驼峰槽被堵满,不得不停车扒填料清理,建议将驼峰板改为格子板;氧化再生槽内应设1-2层分布板,孔板的作用是使气液混合物通过孔板时再经混合搅动,以利再生效率提高,孔径过大,混合搅动作用减弱;保证检修质量,在塔内填料扒出后,应对塔内进行一次全面检查,发现问题及时处理。
(3)严格控制工艺指标,做好再生槽硫泡沫的浮选和溢流,再生压力(一般在0.40-0.45MPa),以及液位要稳定,防止大幅度波动而将沉淀泛起带入塔内;控制好再生温度,再生温度过高则副反应加快,产生副盐多,副盐结晶,造成堵塔.
(4)保证足够的循环量和喷淋密度,使附在填料表面的积硫得到冲刷,减量生产,不宜调节循环量,应以降低溶液总碱度为手段。重视熔硫回收及加工,熔硫残液要经逐级沉淀、过滤、冷却、氧化并将杂质清除后再返回到系统。
(5)选用质量过硬的催化剂,东狮牌888催化剂。由于其特殊的化学结构而具有极强的吸氧载氧能力,在脱硫过程中,不断地释放出具有很强活性的原子态氧,能迅速将H2S和部分有机硫转化为单质硫,从而大大提高脱硫效率,脱除有机硫可达50%以上,氧化再生时析出的硫颗粒大,易分离回收,使脱硫液粘度降低,悬浮硫减少,溶液清亮。另外,888催化剂不但能吸附氧,活化氧,还能形成多硫化物,多硫化合物被再生时析出硫,以致溶液中的悬浮硫逐渐降低,填料上粘附着的硫也逐渐松懈下来,故具有一定的清洗塔的作用。
(6)对塔堵后,阻力上升,出塔气体出现带液现象的处理。据笔者多年的操作和管理经验,一方面可加大循环量来冲塔,另一方面可在贪液中加入一定量的植物油,以消除塔内沉积在填料上的硫泡及积硫,一般植物油一次加入量在200-300mL为宜,加入量过多,则在塔阻下降后,脱硫效率会有所降低,主要原因是植物油是高分子有机化合物,是一种消泡物质,从而影响再生系统单质硫的浮选,导致溶液再生效果不佳,但会在一两天后转入正常。需特别注意的是,在加植物油来清洗塔期间,硫泡会大量增多,宜加强再生槽硫泡的浮选,保证正常溢流,同时要加强熔硫回收工作。
总之,塔堵原因较多,出现塔阻上升,要认真分析查找堵塔原因,对症下药,采取有效措施,才能解决根本问题。

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