长春东狮脱硫塔,高效喷雾脱硫

长春东狮脱硫塔,高效喷雾脱硫

    自从1999年长春东狮科贸实业有限公司（以下简称为长春东狮）的“888”优质脱硫催化剂全面走向全国以来，长春东狮技术团队就在“先为人，后为商，诚为本，信取人”这一宗旨指导下，重视产品质量，重视技术服务，重视技术开发。坚持从实践中来，到实践中去，坚持从实践到理论，又从理论到实践，为我国煤化工行业脱硫技术进步作出了积极贡献。

    优化工艺设备提高脱硫效率

    长春东狮对脱硫再生系统的工艺及单元设备进行了全面优化，特别是对喷射管进行了优化设计，并提供了优质产品，为化肥企业作出了重要贡献。

 
    对于半脱系统，长春东狮根据脱硫工艺要求，在脱硫装置前后设置电除焦油器，保证脱硫效果。由于焦油和杂尘对脱硫干扰很大，影响脱硫效率、副盐成分、再生系统的稳定运行等。半脱之前的电除焦油器，可保障半脱系统的良性运行，半脱之后的电除焦油器，可对离开半脱系统的气体起把关作用。

    对于含硫量高的半水煤气，长春东狮开发了双塔串联分级脱硫，第一塔采用无填料的高效喷雾脱硫，第二塔采用优化设计的填料塔。

    对于只设一个脱硫塔的脱硫装置，长春东狮在中脱硫塔使用由无填料的高效喷雾脱硫段和优化设计的填料段相组合的复合塔。

    这里特别要指出的是常压脱硫的无填料技术——空塔喷淋技术。对大规模连续性生产装置而言，传统填料脱硫塔在脱硫中暴露的问题越来越突出，特别是高硫煤的运用暴露出更加严重的问题，例如经常堵塔、塔阻力大、动力消耗高、运行费用大、投资费用大、溶液循环量大且不易调节等。

    压差对半脱系统的影响极为明显，对前置脱硫（气柜前脱硫）的影响更为突出。长春东狮经过多年的努力，不仅开发了适用于脱硫的高效雾化喷头，而且设计了一整套灵活巧妙的喷头布置形式，开发出无填料高效空塔喷淋技术，大大提高了脱硫效率。在半脱系统应用空塔喷淋技术意义重大，解决了堵塔、系统阻力大、设备庞大等问题，提高了脱硫液的硫容，降低溶液循环量，且易于调节，降低了一次性投资，提高了压缩机打气能力，提高了产量。对于前置脱硫，应用空塔喷淋技术对于提高煤气炉产气量，稳定操作，降低动力消耗，也起到重要的作用。

    近几年，长春东狮为内蒙古红骏马、宁夏富荣化工、河南飞行化工、山东烟台万华、广西柳化、江西碱业、乌海西部煤化工、徐州丰成化工等企业设计了全空塔和半空塔，运行效果理想。

    创新工艺完善间歇熔硫回收

    目前，有两种硫黄回收工艺路线，即连续熔硫回收和间歇熔硫回收。实践表明，随着企业产能的增大，如采用连续熔硫回收工艺，残液量会越来越大，处理难度和成本增加，与节能减排政策相悖。此外，在残液处理过程中也会使溶液中HS-转化成S2032-的机会大大增加。副盐的大量产生不仅降低了脱硫液的质量，影响了脱硫效率，而且有时会因脱硫液中副盐的结晶析出而堵塞设备、管道及填料。从另一角度说，进入连续熔硫系统的物料80%左右都是脱硫液，只有20%左右才是单质硫。这些硫泡沫进入熔硫釜进行加热熔硫，不仅增加了蒸汽消耗，而且增加了残液处理难度。

    在熔硫之前对泡沫进行过滤处理，让硫泡沫在熔硫之前与脱硫液分离的工艺路线，业内一直在摸索，但由于传统的过滤技术带来的问题相当多，在行业里应用得很少。针对这些情况，长春东狮采用先进的MS型硫泡沫专用过滤机，完善了间歇熔硫回收工艺。采用这种工艺的主要优点是，贫液清澈，滤饼干燥，含固量高，节省蒸汽，残液量少。该工艺经工业化生产实践取得了十分满意的效果，其新颖性和实用性，具国内领先水平。

    开发变换气脱硫高效脱硫塔

    由于变换气脱硫工艺的调整及压力等级的提高，加之高硫煤的运用，传统的填料塔不能满足工艺要求，导致净化度下降，H2S超标，堵塔和带液现象比较严重。

    长春东狮通过理论研究和实践总结，认为造成上述现象，一方面是由于碱溶液吸收硫化氢反应及反应产物的特性。压力等级越高，硫化氢含量越高，上述现象就越明显。这也是变换气脱硫经常出现堵塔的重要原因之一。另一方面，在较高压力下，变换气中存在的醇类、酚、萘等有机物污染了脱硫液，并改变了脱硫液的物化性质。另外，碱溶液吸收硫化氢的同时也吸收大量的CO2，这些气体在减压解析过程中严重影响了硫泡沫的正常浮选。这两种因素是造成脱硫塔带液和再生状况不好的主要原因。针对这些问题，他们开发出一种新型高效复合传质内件，即QYD型加压原料气脱硫塔传质内件，从根本上解决了这些问题。

    该技术自2007年10月问世以来，先后在山东、河南、山西、河北、安徽、湖北等地的几十家化肥企业取得了满意的使用效果。2008年10月12日，全国化工合成氨设计技术中心站组织专家在山东盛兴海化对该技术进行了评审。2009年1月12日，该技术通过了原中国石油和化学工业协会的鉴定。2009年3月18日，该技术获得了国家发明专利。2009年11月5日，中国氮肥工业协会对该技术进行评议，并把它作为氮肥行业的支撑技术加以推广。

    “888”催化剂为焦炉气脱硫提效

    “888”脱硫催化剂能在焦炉气脱硫中得到成功应用，是长春东狮技术团队的又一重大贡献。焦炉气不但H2S含量高，而且HCN、萘、苯、焦油等含量也高，脱硫循环液中的NaCNS、Na2S203等副盐也很高。“888”催化剂首先在江苏省某大型焦炉气厂应用。通过两个月的试用取得了令人满意的结果，脱硫效率为99.05%，纯碱的消耗量也下降至5143千克。而溶液中的总碱度和Na2C03的含量却有所回升。这也证明，“888”催化剂对H2S的催化氧化能力强，使其氧化成单质硫的比例增多，而且减少了副反应所消耗的纯碱量。

    东狮脱硫技术协作网副主任委员季广祥指出，“888”脱硫催化剂具有极强的化学稳定性，在酸性或碱性介质中，甚至在100℃条件下不分解；且水溶性好，在碱性介质或水中均迅速溶解；无毒性，对环境无不利影响；“888”脱硫催化剂在催化氧化液相中反应生成硫和多硫化物，这些反应生成物从活性物表面解析，在再生过程中活性物质重新吸附氧而再生。只要活性物质在溶液中不与其他组分反应或流失，则“888”脱硫催化剂的使用期限相当长。“888”脱硫催化剂在含氰较高（1~1.3克/标准立方米）的焦炉气中性能稳定。

    实践还证明，当以Na2CO3作碱源时，“888”脱硫催化剂氧化HS-的速度与温度无关，在35℃~55℃范围未见温度对脱硫效率的明显影响。在以NH3作碱源时，为了增大脱硫液中NH3的浓度，则以低于35℃为佳。

    由于“888”脱硫催化剂优越的化学氧化活性和对HS-较高的氧化选择性，副反应少，这无论对于降低碱耗或是环境保护均具重要作用。此外，“888”脱硫催化剂化学稳定性良好，在脱硫液中不次生任何腐蚀性物质，因此不对脱硫设备产生腐蚀。

    为脱硫操作管理提供丰富经验

    脱硫循环液好比人的血液，一旦不洁净就要闹病。脱硫效率高、不堵塔的系统，脱硫循环液总是清亮的。加强脱硫液管理，主要是指脱硫和再生过程中的循环液管理和硫黄回收过程残液回收的管理。长春东狮技术团队认为保持良好的脱硫循环液质量是脱硫系统正常运行的保障，且要抓好以下工作：

    控制溶液各组分浓度。过低会造成吸收能力下降并使溶液黏度增大，不利于压差稳定，副反应增加。过高会造成消耗过大，成本上升。

    控制合适的总碱度及pH值。总碱度高，吸收硫化氢反应的传质系数会明显增加，有利于脱硫的吸收和再生及析硫。若过高则析硫差，消耗增加，副反应增加。若过低则使pH值及碳酸钠浓度下降，吸收能力下降，净化度达不到要求。

    控制好脱硫液循环量。脱硫过程中，应根据生产气量与塔径控制合理的循环量，无特殊情况，不应随便减小脱硫液循环量。特别是塔径较大的塔更应控制较高的喷淋密度，这样既能防止形成填料中的干区，又能对脱硫塔内填料表面加大机械冲刷力度，防止形成的硫颗粒附着在填料表面，引发塔阻上升。

    严格控制脱硫液温度。温度对各种反应及单质硫的浮选均有较大影响，提高温度可明显加快再生和吸收反应速度。比较合适的范围是加NH3时为25℃~35℃，加Na2CO3时为35℃~40℃。另外，要保持脱硫液温度的相对稳定。因为脱硫液成分复杂，聚集了各类复盐及化合物，特别是冬季气温变化大，若温度下降太快，各类复盐在脱硫液中溶解度降低，易析出结晶，堵塞填料，形成盐堵。

 
    控制好富液的再生。泡沫厚度应控制在10~15厘米，既要防止泡沫带液过多，又要防止硫泡沫积累时间过长。反复的浮选、沉淀，最后硫颗粒变重沉降，在设备内部形成积硫，循环量波动时又有可能带入脱硫塔，造成塔阻上升。适宜的自吸空气量有利于富液的再生氧化，保证脱硫效率。一般喷射器入口环管压力在0.4MPa，每立方米脱硫液可吸入4立方米空气。

    脱硫液是不能绝对闭路循环的，因每天加进去的碳酸钠中的钠总是要生成各种钠盐。若溶液全闭路不损失，钠盐必然累积，增长到一定程度，若不回收副盐或采取有效措施置换一部分溶液，将会造成严重后果。

    从工艺过程上来说，因熔硫过程中温度高，反应复杂，残液中杂质和复盐含量都很高。若不回收至系统，环保问题无法解决，若直接回收至系统，严重时会使溶液发泡，特别是熔硫残液中的硫晶体若不去除干净，会附着在填料表面及分布器沟槽中引发堵塔。为解决这些问题，可采取以下措施：一是采用连续熔硫工艺，严格控制连续熔硫出液温度在70℃~90℃，使出液清亮。对出液采用二级沉淀池，加三级沉淀槽进行降温和分离，使熔硫残液的悬浮物小于2克/升，回收至系统时温度不高于50℃。副盐总量控制在250克/升之内，溶液中的Na2SO4的含量一般不要超过40克/升。因为超标不仅仅是盐堵的问题，更重要的是将引起设备严重腐蚀。二是采用间歇熔硫回收工艺，副盐对贫液的干扰会很少。

    加强技术服务提升工艺水平

    长春东狮在技术服务中发现有些企业对脱硫液分析的项目不完全，特别是在副盐的分析方面缺项较多，分析设备较简陋，人员力量也较薄弱。为此，自2006年6月以来，东狮脱硫技术协作网免费开办了多期分析员培训班。由长春工业大学的教授和实验师系统地讲述关于气体脱硫过程中应用的有关分析技术。从化学分析基础、仪器分析基础到数据处理方法，以及标准溶液配置和常用气体成分、液体成分分析等都进行详细讲解。并结合实验室经验，提出有关注意事项和操作技巧等。并且学员可在东狮气体净化研究设计中心观摩具体操作过程。仅第一期培训班，学员就认真探讨了40多个问题，涉及具体操作方法、异常情况的判断、分析标准的选用、分析误差的原因分析以及外部因素对分析结果的影响等。学员一致反映效果很好，学习借鉴到了很多知识和经验，这也成为加强脱硫液分析的良好措施。

    此外，长春东狮还为广大煤化工企业介绍水煤气和焦炉气脱硫工艺条件和操作要点，应用888-JDS催化剂的主要工艺指标及888-JDS的使用方法，使企业少走弯路，降低成本。

    通过长春东狮技术团队的努力，以及东狮脱硫技术协作网的多次技术交流会，脱硫在合成氨和甲醇生产过程中的重要性，以及对系统安全运行、能耗、环境保护等的重要影响，已被业界广泛接受。因此，企业在生产中普遍比较重视技术改造和科学管理，高硫煤制气也普遍用上脱硫工序，做到高负荷稳定生产。如山东肥西化肥厂脱硫装置整洁有序，无一处跑冒滴漏。他们的经验之一就是要从源头抓脱硫，即从煤场管理抓起。煤场上的每一个煤仓都标明含硫和含碳等数据，配煤即配碳和配硫。

    长春东狮的技术团队在与企业交流沟通和实施售后技术服务中，把肥西的“领导重视和科学管理”的好经验带到其他企业中，使广大企业从中受益。

    长春东狮的技术团队是个特别能战斗的队伍，硕果累累。近期，长春东狮又针对硫颗粒的浮选、副反应的抑制，开发了新型DST-1型脱硫催化剂。开封、郯城等煤化工企业使用结果表明，该催化剂具有硫容量大，析硫速度快，生成的硫颗粒大，较易浮选，并能较好抑制副反应等特点，可广泛应用于半水煤气、焦炉煤气等原料气的脱硫过程。长春东狮表示，新型DST-1型脱硫催化剂将会与“888”脱硫催化剂比翼双飞，为脱硫作出更大的贡献。