濕式氧化法脫硫的操作要點
隨著氮肥和甲醇市場激烈競爭，以及煤資源的緊張，企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗顯的尤為重要，改燒高硫煤，超深挖掘潛設(shè)備潛能已是當務之急，這就勢必增加了脫硫的負荷并成為生產(chǎn)中的瓶頸。故加強脫硫過程的管理、控制是至關(guān)重要的，現(xiàn)就濕法脫硫過程中操作要點淺談如下：
一、工藝條件對生產(chǎn)的影響及要求
1、原料氣組分
①氧含量要低且穩(wěn)定，保證生產(chǎn)安全，并能減少副反應。一般要求O2≤0．4％。
②CO2含量要穩(wěn)定，若含量過高，(如變換氣脫硫等)將加快NaHCO3的副反應，使溶液的PH值下降，不利于H2S的吸收，并對再生產(chǎn)生不利影響。
③半水煤氣、焦爐氣中含有氰化氫，與堿液接觸生成氰化鈉，使堿耗增加。
④要根據(jù)H2S含量的高低和生產(chǎn)負荷的大小，較準確的掌握其范圍值，以便調(diào)整溶液組分，再生情況和操作條件。
⑤一般的濕法脫硫不能脫除有機硫，盡可能性選擇能脫除有機硫的催化劑：如“888”法脫硫。以減輕后序工序的脫硫負擔。
⑥注意原料氣的除焦油、除塵等，以保證人脫硫系統(tǒng)氣體的凈化度，防止對再生的影響。
2、溶液溫度
當溶液溫度過低時，吸收和析硫反應速度均降低、將影響脫硫效率，不利于水平衡，可能出現(xiàn)堿的結(jié)晶析出，嚴重威脅著脫硫塔的阻力控制和堿的消耗，若溫度過高，則H2S氣體在脫硫液中溶解度將降低，使吸收的推動力變小，氣體的凈化度降低，同時，再生過程氧的溶解度降低，不利于氧化再生，還會造成Na2S2O3，副反應的加劇，析硫反應較快，硫顆粒細，不利于分離，溶液的腐蝕性也隨溫度升高而加劇。因此控制適宜的溶液溫度是很重要的：40℃左右為宜。一般情況下：在 30—50℃范圍生產(chǎn)基本正常。
3、脫硫循環(huán)量和溶液總量
溶液總量要適應于適宜的脫硫循環(huán)量的停留時間問題。在溶液組分適宜的情況下，當氣量大，H2S含量高時，為保證脫硫效率，應適當增加溶液循環(huán)量，即增大液氣比和噴淋密度，且要考慮保證溶液在富液槽中的析硫時間和再生槽中的氧化時間，故循環(huán)量要大小兼顧。選擇了適宜的液氣比和噴淋密度后要嚴格和穩(wěn)定的控制溶液循環(huán)量，避免為了節(jié)約動力，或隨著負荷高低隨便的減循環(huán)量，否則很容易造成堵塔。
4、再生槽及噴射再生
脫硫吸收過程和氧化再生過程有許多條件是矛盾而統(tǒng)一的，所以必須兼顧，且氧化再生是脫硫操作中至關(guān)重要的部分，直接決定著脫硫效率和脫硫塔阻力的控制。再生槽的液面控制要平穩(wěn)，防止液面大幅度波動和翻浪，保證浮選的泡沫要均勻的溢流，且不能積累。工作中的噴射器要分布均勻，且要運行良好，就經(jīng)常的根據(jù)自吸空氣量大小或反噴情況檢查噴嘴、喉管，是否有堵塞或結(jié)，以及噴射器的同心度，否則應及時處理或更換。下面我重點講一下自吸空氣量的問題。自吸空氣量應根據(jù)脫硫H2S高低及生產(chǎn)負荷情況來確定，由適宜的再生壓力和空氣吸人閥的開關(guān)大小來調(diào)節(jié)。當空氣閥全部打開，則再生空氣量增加，吹風強度高，有利于溶液的再生氧化， CO2提較為充分，但空氣量過大，則硫泡沫層不穩(wěn)定，硫浮選分離差，且造成懸浮硫高。若空氣量長期過大，則溶液電位將偏高，會使副反應加快。再生空氣量在一定程度上講應隨著生產(chǎn)負荷大小而相應增減，在調(diào)節(jié)時只能用開關(guān)空氣吸人閥的方法，而不應關(guān)小溶液閥。一般實際空氣吸人量應為理論空氣量的12－15倍。
5、脫硫催化劑的選擇
脫硫過程催化劑是必不可少的，催化劑的選擇便是至關(guān)重要的。濕式氧化法脫硫從二元催化法到一元催化法本身就是一種進步，催化劑的使用應抱著活化使用簡單，攜氧及催化活性高，性價比高等原則選擇。筆者認為，當前以"888"為代表的酞氰酤產(chǎn)品，便是首選。
二、簡析脫硫溶液中的各組分及特點
脫硫溶液必須具有緩沖性、穩(wěn)定性、操作彈性及組分的比例性，才能保證良好的工作狀態(tài)。
①總堿度、Na2CO3、NaHCO3
溶液硫容(Cs)為0．2g／L時，Na2CO3的理論用量為0．65g／L，故一般情況下，Na2CO3≥1g/L就可以滿足生產(chǎn)要求。為了保證溶液的操作彈性，一般控制Na2CO3為5g/L左右(根據(jù)設(shè)備狀及脫前H2S高低確定)總堿度高有利于再生、氧化及析硫。若總堿度過高，則出硫差，原料消耗增加且副反應加快。溶液在脫硫同時與原料氣中CO2作用約有80％的Na2CO3生成Na2CO3而使Na2CO3含量降低，NaHCO3的存在使溶液具有一定的緩沖性。
②以"888"法脫硫為例談催化劑
堿溶液必須良好的和催化劑組合才能實現(xiàn)脫硫過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。“888"在溶液中的濃度一般控制在20—30ppm就能正常工作。若“888"濃度過低則溶液活性低，直接影響吸收再生，致使脫硫高效率低，消耗高，副反應加大等，若過高，則氧化過度，造成析硫不正常。
三、脫硫、再生過程中的副反應
1、在脫硫吸收過程中除了主反應外，同時還伴有 NaHCO3、Na2S2O3、Na2SO4硫氰酸鈉等鹽類的副反應。
①原料氣中CO2是酸性氣體，能與堿作用發(fā)生如下反應：
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
根據(jù)傳質(zhì)速率方程：NA=KG．F．△PM (NA-吸收速率，F(xiàn)-吸收界面積，KG總氣相傳質(zhì)系數(shù))
當其它因數(shù)不變時，如提高Pco2(氣相)或降低Pco2(液相)平衡分壓，則因△Pm變化值增大而使其吸收速率增加。
②當HS-與氧接觸時將生成硫代硫酸鹽
2HS-+2O2＝S2O32-+H2O
此反應大部分在再生槽內(nèi)發(fā)生。因槽內(nèi)空氣充足，液相中溶解氧含量高，當生產(chǎn)負荷較大而再生效果又較差時，貧液電位較低，被吸收的H2S未能在進入再生槽前較為完全的氧化為單質(zhì)硫，而有相當量的HS-進入再生槽被空氣氧化為硫代硫酸鹽，當溫度高于60℃，PH>9時，此反應速度明顯增加。
③溶液中溶解氧量過多，溶液與空氣接觸時間過長，將有較多的硫酸鹽生成，其反應為：
HS-+H2O2=SO42-+H+；S2O32-+1/2O2＝SO42-+S↓
當溶液溫度較高時，此反應速度加快。
④原料氣HCN具有弱酸性，與堿液接觸時，幾乎全部被吸收，生成氰化鈉，并進一步生成硫氰化鈉。
⑤溶液中的懸浮硫也是發(fā)生副反應的原因之一，其反應式為：
S+SO32-=S2O32-；S+O2＝SO42-
其程度隨硫顆粒的變小，懸浮硫量的增加以及溫度的升高而加快。
⑥高溫熔硫時，硫與堿及其它物質(zhì)反應較為迅速，有大量的副鹽生成，其中以Na2S2O3及硫氧根為主。
2、副反應的控制和解決辦法
副反應發(fā)生的速度和速率是可以改善和控制的，總的原則是合理的調(diào)整溶液組分含量適當，操作條件適宜，強化再生。保持溶液電位穩(wěn)定在適宜范圍內(nèi)，控制適宜的操作溫度，對熔硫回收液進行處理后回收，選擇像“888”一樣高效，穩(wěn)定的催化劑。
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