负压脱硫生产实践应用及分析

杨 涛

(济钢集团国际工程技术有限公司，山东 济南 250101)

随着国家环保政策越来越严厉，环保标准更加严格，处罚力度也在进一步加大，焦炉煤气硫化氢含量标准也进一步提升，焦炉煤气硫化氢含量要低于100 mg/m3。

某厂采用HPF脱硫工艺，通过进行不断的调试，脱硫塔后硫化氢含量不断降低，硫膏产量提高，脱硫液各项化验指标均处于较好水平，脱硫效率明显提高，创造了较大的环保和经济效益。然而，受季节交替变化以及外部保障条件不足的影响，近期，脱硫效率出现下降，硫膏产量出现波动。

1 生产运行分析

脱硫运行较为稳定，1～6月份硫膏产量及其走势图分别如表1、图1所示。

表1 1～6月份硫膏产量统计表

图1 1～6月份硫膏产量走势图

由表1可以看出，1～6月份，一系统脱硫硫膏产量平均达到185 t/月， 6月份硫膏产量达到200 t，处于较好水平。由图2可以看出，1月份以来，硫膏产量整体保持较为稳定的趋势。然而，4月份以后，硫膏产量出现一定程度的波动。其中，5月份硫膏产量处于较低水平，达到155 t。通过采取一系列脱硫生产保障措施，6月份硫膏产量情况得到一定改善。出现异常的主要原因及采取的措施如下所述：

(1)进入5月份以来，环境温度日益升高，造成脱硫前煤气温度偏高。受季节交替变化的影响，水系难以得到有效保障，部分时间受低温水温度偏高(≥19℃)的影响，造成初冷后煤气温度超标、脱硫液温度偏高(最高达到29℃左右)，对脱硫系统的稳定运行造成一定程度的影响。

(2)煤气发生量在3.3～3.7万m3/h范围内频繁波动，造成初冷前吸力波动较大，煤气中夹带煤粉较多，造成脱硫液被污染、催化剂活性降低，对脱硫系统的稳定运行造成不利影响。

(3)受电捕温升的影响，初冷后煤气温度由22℃升高至32℃左右，造成脱硫吸收温度偏高。吸收温度取决于煤气温度和脱硫液温度的均值。吸收温度对吸收效率的影响较大，较低的吸收温度能够降低煤气中NH3的分压，减少脱硫液中游离NH3的损失，促进H2S与脱硫液中游离NH3的反应。故脱硫煤气温度控制在23～25℃，脱硫液温度应比煤气温度高2～3℃.从实际生产运行情况来看，脱硫前煤气温度、脱硫液温度均不满足要求。

(4)蒸氨成品氨水外卖，造成脱硫系统补氨不及时，挥发氨浓度明显降低。受加药计量泵故障、泵不上量的影响，给脱硫加药操作造成不利影响，造成加药不及时，两套脱硫系统催化剂浓度偏低。其化验数据如表2所示。

表2 脱硫液化验数据统计表

由表2可以看出，15日开始，1#2#脱硫系统挥发氨浓度逐渐降低，最低达到10 g/L左右，不利于硫化氢的吸收，造成脱硫效率下降，两套脱硫系统均处于较低水平。1#脱硫系统催化剂浓度平均为7.87 ppm，最低达到3.07 ppm。2#脱硫系统催化剂浓度平均为8.11 ppm，最低达到6.01 ppm。两套脱硫系统催化剂浓度均偏低，不利于硫单质的形成。

(5)1#2#脱硫系统硫代副盐增长速度较快，含量较高。从反应机理：2(NH4)2S2O3+ O2= 2S + (NH4)2SO4可以看出硫代硫酸氨与O2进一步发生催化氧化反应生成(NH4)2SO4。脱硫反应比较复杂，副产物非常多，但对脱硫影响比较大的副产物(副盐)主要有三种：硫代硫酸盐、硫酸盐、硫氰酸盐。上述三种副盐均为强酸弱碱盐，可进一步发生水解，水解后均显酸性。副盐中以硫酸氨的酸性最强，危害性最大，最容易破坏脱硫液的碱性环境，对设备的腐蚀性也最强。因此，副盐浓度偏高将抑制硫化氢的吸收。

(6)部分时间受风压波动较大的影响，当风压≤0.62MPa时，2#脱硫系统风量只能达到800～900 m3/h，造成2#脱硫系统风量不足，不利于硫泡沫的浮选再生。2#脱硫系统长期运行，塔底部分风管已表现出堵塞迹象。

2 主要措施

(1)为降低因水系难以保障、低温水温度偏高，造成的初冷后煤气温度超标、脱硫液温度偏高的不利影响。结合实际生产需要，通过调整初冷器中温段负荷，降低中温段煤气温度，确保初冷后煤气稳定在20～22℃。排查换热器效率，提高换热效率，稳定脱硫液温度在27℃左右。

(2)及时与焦炉联系，加强风机操作，稳定风机前吸力。现初冷器喷洒上段、下段均已投用，初冷器喷洒稳定运行后，将有效减少煤气中夹带的煤粉，避免脱硫液被污染。

(3)实施电捕遮阳改造，减少因环境温度偏高、阳光照射升温造成的电捕温升问题，改造完成后，从运行效果来看，脱硫前煤气温度由32℃降至29℃。在此基础上，通过理论计算发现3台电捕运行，造成煤气流速偏低、停留时间过长，对煤气温升影响较大。故进行2#电捕停运试验。2台电捕运行后，停留时间缩短，脱硫前煤气温度进一步降低至26℃左右，为脱硫系统的稳定运行提供重要保障。

(4)停止成品氨水外卖，及时向系统内补充氨水，提高挥发氨浓度，确保挥发氨浓度稳定在14～16 g/L，提高脱硫效率。加药计量泵更换新泵，避免因泵故障、不上量，影响加药操作，加大催化剂用量，稳定催化剂浓度在11～13 ppm，确保两套催化剂浓度达到平衡。

(5)加大脱硫液置换量，进一步降低副盐含量，确保副盐含量低于260 g/L向系统中补入提盐清液。

(6)稳定风压不低于0.62 MPa，确保2#脱硫系统风量大于1000 m3/h，提高2#脱硫系统浮选再生能力。待新提盐工段稳定运行后，降低脱硫事故槽液位，择机进行放空检修，对塔底风管进行清堵更换。

3 结论

近期，受环境温度偏高、外部保障条件等一系列不利因素影响，造成塔后硫化氢含量波动较大，塔后硫化氢含量偏高，通过及时认真分析、深入查找原因，制定相应措施，确保了脱硫系统的稳定运行，塔后硫化氢含量稳定在100 mg/m3以下。

季节交替期，水系难以得到保障，脱硫系统关键温度点难以控制，对脱硫系统的稳定运行造成不利影响。故需根据生产实际情况，及时进行热负荷调整，稳定脱硫煤气温度在23～25℃。控制副盐中硫代的含量，及时进行脱硫液的置换。加强脱硫生产操作，确保两套脱硫系统挥发氨浓度、催化剂浓度达到平衡。定期对脱硫系统风管进行检查，避免风管堵塞情况的出现。

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