煤气湿法脱硫问题分析与优化

潘晓雄 王华

摘 要：通过对目前运行的PDS碱法脱硫工艺过程中存在的问题分析，对影响脱硫效果的原因提出优化方案，進一步提高脱硫效果，确保煤气净化工序及加工工序正常运行。

关键词：脱硫工艺;优化;硫化氢

中图分类号：TQ546.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）02-0157-02

我公司拥有一套2×60孔5.5米焦炉，年产焦炭130万吨，化产系统有1套处理能力61500m3/h的PDS碱法脱硫装置设备，投产以来，生产一直不稳定，熔硫采用连续式熔硫，硫磺日产量为小于3000kg，脱硫塔前煤气含硫化氢波动较大，3-9g/m3，脱硫塔后煤气含硫化氢在100m3/h左右，不能够为甲醇厂提供稳定合格的原料气。

1系统优化前运行现状及存在问题

（1）PDS碱法脱硫运行方式为单脱硫塔、单再生塔运行，装置满负荷运行时，煤气处理量达到65000-73000m3/h，塔前煤气含硫化氢波动较大，由设计时的3-6g/m3变化为5-9g/m3，塔后硫化氢波动达到100-200g/m3之间，严重影响生产。（2）脱硫塔运行3年以后塔阻上升较快，曾长期达到1000-1500Pa，煤气系统安全运行受到威胁。（3）脱硫再生塔采用高塔再生，动力消耗大，压缩空气由4台空压机供给，空气含水量大，冬季管道积水严重，气压流量波动大，影响再生，再生塔经常出现液体翻腾现象，影响硫磺的浮选。（4）再生塔液流泡沫长期偏稀，带水严重，严重制约熔硫工序的生产。（5）设备运行过程中，溶液流量计、空气流量计经常出现失真现象，影响系统稳定调节。（6）泡沫槽运行过程中，框式搅拌器配备电机减速机为7.5kW，经常出现故障，无法正常运行。（7）系统复盐生成快，长期稳定在300g/t左右。

2原因分析及优化措施

2.1 影响脱硫效率的因素分析

从两年的运行看，装置运行不稳定，经过对各环节的检查和分析，发现影响脱硫效果的主要原因有以下几点：

（1）配煤质量的影响。随着配煤煤种的不断变化及脱硫液的配入，配合煤中硫份的不断升高，致焦炉煤气中硫化氢含量波动较大，有时超出设备原设计的处理能力。

措施：1）建议配煤系统稳定入炉煤中含s量，合理配入脱硫废液;2）我厂采用的脱硫塔Ф6400mm，再生塔Ф4600单塔脱硫，工艺如图1所示。再生工艺已不能够满足生产的需要，当塔前硫化氢超过5-6g/m3、煤气量超过65000m3/h，超出了设计能力，塔后硫化氢不稳定。采取双脱硫塔串联，双再生塔再生工艺，优化运行后工艺流程图如图2所示。

（2）溶液成分的影响。塔前硫化氢偏高后，致使溶液中吸收的硫化氢转化为Hs-离子的浓度增高，溶液发黑，影响PDS的监测浓度使结果偏高，而实际所需PDS、对苯二酚消耗增加而未及时投加，通过化验分析的溶液成份控制，误认为PDS在工艺控制指标以内，使溶液成份失调，再生系统出现问题。

措施：PDS消耗应根据塔前硫化氢含量计算出吸收硫化氢的量，以1T硫化氢消耗PDS为1.5-2.0kg计算，推导出应加入的PDS的量，稳定溶液中PDS的浓度。

（3）温度的影响。脱硫塔前煤气温度冬季变化较大，夏季高过30℃，冬季低于25℃，对脱硫液温度影响较大，冬季低于35℃，夏季高于40℃，严重影响硫化氢的吸收及脱硫液成份中复盐的稳定，脱硫为放热反应，再生为吸热反应，当温度过低吸收，再生反应变慢，温度过高再生时复盐产生过快，脱硫效率下降。

措施：1）在不影响粗苯系统正常运行的情况下，夏季针对煤气温度偏高，降低粗苯Ⅱ段贫油温度及终冷塔后煤气温度，使洗苯塔后煤气温度不大于29℃，冬季通过塔前煤气水封下油管预热煤气高于25℃。2）建议对洗苯后到脱硫前煤气管道保温，稳定塔前煤气温度。

2.2塔阻力上升问题

脱硫、再生、熔硫及残液回用是一个系统工程，四者相互联系，相互影响，日常生产中任何一个环节出现问题，都会导致生产状况恶化，其结果使脱硫效率下降，溶液中悬浮硫增高。

（1）当煤气量大于70000m3/h时，煤气通过脱硫塔时的空塔流速达到0.6m/s，达到一般设计参数0.6-0.4m/s的上限，煤气带液，经脱硫塔捕雾层颗粒物（单质硫）堵塞。

（2）系统溶液成份发生变化，复盐长期偏高，使Na2Co3及NaHCo3的溶解度下降而出现的盐堵。

（3）系统中Hs-氧化再生后生成单质硫，浮选不好，溶液中悬浮硫偏高而出现的硫堵。

措施：1）正常运行时单台脱硫塔阻力控制在<500Pa，当阻力>500Pa时，用脱硫液即时清扫冲洗捕雾层。2）当塔阻清扫冲洗后降不下来时，应计划性的每年利用大检修时间对填料层及捕雾层填料进行检查，必要时进行更换。3）控制再生系统达到一定的鼓风强度130m3/m2.h，但是不能过氧，控制复盐的氧化产生，保证单质硫的正常浮选，降低溶液中的悬浮硫不超过0.5g/l。

2.3脱硫空气系统运行不正常

再生、氧化、PDS携氧、单质硫的浮选出现问题，进而使系统恶化，硫化氢偏高。

空压机站距离脱硫系统较远，空气输送过程中冷凝产生大量的空气冷凝水排放不及时产生气锤，影响再生空气量。理论上计算氧化1kg硫化氢需空气2m3，但生产过程中，由于浮选硫泡沫需要，每台再生塔空气量必须在2000-2500m3/h之间，鼓风强度达到130m3/m2.h以上，经验控制值空气量为溶液循环量的1.5倍。当空气过大时将会出现塔盘冲翻，或溶液翻腾，对大颗粒单质硫进行破损，进而影响悬浮硫的浮选。

措施：1）建议在再生塔进塔前空气管道上增加旋风捕雾器，对长距离空气输送管道保温，并定期定时排水，保证空气压力及流量稳定。2）通过自调阀调节、稳定空气流量在2000-2500m3/h以内，保证再生及硫的浮选。3）对再生塔塔盘进行检查、固定、防止栅板被冲翻，造成再生失效。