任衍廣 王彬

摘 要：在常壓栲膠脫硫工藝中，脫硫塔塔堵是個普遍的問題，各化工廠均存在不同程度的塔堵。文章對硫泡沫過濾的設(shè)備，填料材質(zhì)進行研究改造降低了塔堵。實踐證明，熔硫釜清液回收不當(dāng)、再生槽所需氧化空氣量不足；填料支撐板設(shè)計不合理等原因是造成塔堵的重要原因。

關(guān)鍵詞：常壓；栲膠；脫硫；塔堵

引言

我公司采用高純度CO與甲醇低壓羰基合成醋酸，由富氧造氣爐來的粗煤氣中含有大量H2S，本系統(tǒng)使用堿性栲膠水溶液，將CO氣體中H2S的進行脫除，以滿足醋酸生產(chǎn)所需原料之一高純度CO氣。同時再生脫硫溶液，回收硫泡沫副產(chǎn)硫磺。

1 栲膠脫硫在本系統(tǒng)的應(yīng)用

栲膠中主要含有丹寧，非丹寧及水不溶物等。由于栲膠含有較多活潑的基團，所以有較強的吸氧能力，在脫硫過程中起著載氧作用。酚類物質(zhì)經(jīng)空氣再生氧化而成醌態(tài)，因其具有較高的電位，能將低價釩氧化為高價釩，進而將吸收在溶液中的硫氫根氧化，析出單質(zhì)硫。本系統(tǒng)中，來自氣柜的粗一氧化碳?xì)饨?jīng)電除焦油器除去焦油和粉塵，然后經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓至約40Kpa，送往預(yù)脫硫塔下部，與塔頂噴淋下來的栲膠脫硫溶液逆流接觸，其中絕大部分H2S和部分有機硫被吸收，然后送往后系統(tǒng)的壓縮工段。

2 本系統(tǒng)存在的問題

在運行過程中，硫膏逐漸積存在預(yù)脫硫塔填料內(nèi)，造成塔內(nèi)壓差上漲，系統(tǒng)助力增大，羅茨風(fēng)機出口壓力、電流也隨著阻力增大而上漲，系統(tǒng)出口壓力下降，影響了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。每年因此停車扒塔清洗填料4次，共停車60小時，影響了系統(tǒng)高負(fù)荷穩(wěn)定運行，同時也對環(huán)境造成了一定程度的污染。

目前，國內(nèi)合成氨工廠、甲醇廠、醋酸廠同類常壓脫硫裝置，也存在不同程度堵塔問題，各企業(yè)也在積極尋找解決塔堵的辦法，但效果并不明顯。

3 原因分析及改造措施

3.1 原因分析

3.1.1 機械性雜質(zhì)堵塞：煙塵、浮游顆粒。由于儀表故障，工藝問題以及電暈極太臟問題使靜電除塵停車率較高。

3.1.2 硫堵：細(xì)小硫磺顆粒（懸浮硫）、粘硫，這是堵塞的最主要原因。

3.1.3 操作溫度的影響。當(dāng)再生槽內(nèi)溫度低于25℃時，在高PH值低釩濃度下的氧化析硫速度減慢，硫泡沫形成不穩(wěn)定，且溫度低時又有利于溶液中懸浮硫的溶解，硫泡沫就更難形成，堵塞更易發(fā)生，并且溫度低時溶液的粘度隨著增大，堵塞將由下而上推進。

3.1.4 熔硫后補液不當(dāng)，當(dāng)環(huán)境溫度較高時，補液量的大小，對泡沫影響不太明顯。當(dāng)?shù)綒夂虮容^冷時，補液溫度太低時，補液稍大時，泡沫消失較快，溶液中硫難以浮選。

3.1.5 鹽堵：從上塔堵塞物分析數(shù)據(jù)看，鹽堵也不可忽視。硫再生槽上層浮選出的硫泡沫經(jīng)沉淀后進入熔硫釜，經(jīng)蒸汽蒸煮后副產(chǎn)硫磺，蒸煮后清液由于經(jīng)過加熱后的溶液組分發(fā)生了變化，進入系統(tǒng)后造成溶液粘度增大，且副鹽增多，形成塔堵。

3.1.6 設(shè)備缺陷

塔單位截面積的氣體流量：

36000/0.785*3.22*2=2250m3（正?！?500m3）

塔單位截面積的液體流量：310/0.785*3.22=38.75m3（正?！?0m3）

氣液比：36000/620=58

由以上數(shù)據(jù)顯示，塔單位截面積的液體流量明顯不足，駝峰式支撐板設(shè)計不合理，易于積存硫膏與碎填料造成塔內(nèi)阻力大。

3.2 改造措施

3.2.1 溶液系統(tǒng)增加一臺硫泡沫壓濾機過濾硫膏

在溶液流程中增加到一臺硫泡沫壓濾機，在常溫條件下，利用真空過濾板過濾硫膏，過濾硫膏后的清液組分未發(fā)生任何變化，送往系統(tǒng)后不會形成鹽堵，解決了熔硫清液無法回系統(tǒng)的難題。

3.2.2 對氧化空氣裝置進行改造

根據(jù)對氧化再生空氣量的計算，氣量明顯不足，欠缺700m3/h，通過研究討論在現(xiàn)場近路設(shè)計一路壓縮空氣引入再生槽，作為補充空氣使用。

3.2.3 填料改型

本系統(tǒng)使用的填料為ф76聚丙烯階梯環(huán)H=18m、分三段。單塔填料總量為150m3。填料空隙小，使溶液在下落過程中很難帶走積聚在填料中的硫膏。長此下去，硫膏愈積愈多，形成塔堵。在不改變填料的比表面積、整體吸收面積的條件下對填料重新研制，以期實現(xiàn)提高溶液沖刷填料表面硫膏的能力。

對填料材質(zhì)進行研究選材，選用不易于粘附硫膏的材質(zhì)，達到硫膏難以在填料積聚，易于被栲膠溶液沖刷帶走，降低塔堵。

通過計算與對比，將原聚丙烯階梯環(huán)更換為聚丙烯扁環(huán)，尺寸由原先的∮76改為∮90。

4 填料支撐板改型

現(xiàn)預(yù)脫硫塔使用的填料支撐板為駝峰式。駝峰式塔盤兩駝峰之間谷底間隔分布降液孔，駝峰下部各80mm的坡面無任何孔，填料在谷底聚集，破碎的填料被沖刷到降液孔上造成堵塞，且析出的硫易在無孔部分聚集形成硫膏，造成液體偏流，塔阻力升高，并使溶液循環(huán)量降低，脫硫率下降。

通過對駝峰板的缺陷進行研究，設(shè)計出合理的柵板式填料支撐板更換原駝峰板。柵板式支撐板強度小于駝峰板，需在柵板下部增加緊固件進行加固。

5 結(jié)束語

通過此次常壓脫硫技術(shù)改造，總結(jié)出以下幾點：

5.1 影響預(yù)脫硫壓差上漲的原因是多方面的。其中清液回收不當(dāng)；再生槽所需氧化空氣量不足；填料支撐板設(shè)計不合理；藥品添加過量都會影響到預(yù)脫硫塔壓差的控制。

5.2 通過對系統(tǒng)的改造，可大大延長預(yù)脫硫系統(tǒng)的運行周期。本項目的實施已經(jīng)達到預(yù)期的目標(biāo)：項目實施以后預(yù)脫硫塔穩(wěn)定運行周期由原兩個月延長到八個月，系統(tǒng)基本上達到穩(wěn)定運行狀態(tài)。

參考文獻

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作者簡介：任衍廣，男，38歲，山東省滕州市人，畢業(yè)于山東理工大學(xué)?，F(xiàn)為兗礦魯南化工有限公司CO制備車間技術(shù)員。