隨著內(nèi)蒙和新疆等新興能源基地煤炭資源的大力開發(fā)，氮肥產(chǎn)能和產(chǎn)量的不斷擴大(據(jù)統(tǒng)計目前的氮肥產(chǎn)能已超出需求1000多萬噸)，國內(nèi)的氮肥企 業(yè)只有通過節(jié)能、降耗才能求得生存與發(fā)展，煤耗更是其中的關(guān)鍵因素。為了降低煤耗，高硫煤的大量投用就成了氮肥企業(yè)的必然選擇，這就對煤氣脫硫提出了更高 的要求，現(xiàn)在脫硫無疑成了合成氨氣體凈化的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定整個合成氨生產(chǎn)的穩(wěn)定和效益，而目前濕法脫硫系統(tǒng)遇到的最大問題無異于堵塔。
2脫硫系統(tǒng)堵塔的危害
2.1電耗高
堵塔的直接后果就是整個脫硫系統(tǒng)的壓差升高，就拿我廠的半脫來說，開車初期壓差只有25mmHg，堵塔時能達(dá)到130~140 mmHg，羅茨機的電流增加近10A，達(dá)到電機負(fù)荷上限，這等于每小時多耗電360kw，相當(dāng)于多增加了一臺羅茨機還不止。另外堵塔后，為保證出脫硫系統(tǒng) 的H2S指標(biāo)，好多企業(yè)的慣常做法都是加大循環(huán)量，這也會增加一塊電耗。在合成氨的成本組成中，電耗占的比例僅次于煤耗，這對正處于節(jié)能降耗大環(huán)境中的氮 肥行業(yè)來說，是個很大的不利因素。
2.2脫硫效率低
堵塔過程會在填料表面附著一層硫膏，這必然會降低填料的分布效果，最終形成液體偏流，氣液接觸面降低，接觸時間縮短，影響脫硫效率。
2.3設(shè)備維護(hù)工作加重，檢修頻繁
脫硫維修本來就是個又脹又累的行當(dāng)，平時人員流失就比較嚴(yán)重，堵塔后更造成憋泵，用于密封的填料很容易打飛，嚴(yán)重時必須將進(jìn)出口閥門全部關(guān)死， 才能加進(jìn)填料。另外，為了保證脫硫效率，加大循環(huán)量還會造成出口閥芯和管道沖刷腐蝕嚴(yán)重，這將大大縮短泵的使用壽命。有的合成氨廠，因為壓差大，造成的系 統(tǒng)停車檢修，多則兩三個月一次，大大影響了系統(tǒng)的聯(lián)運。
2.4煤氣阻力大，產(chǎn)量上不去
堵塔必然導(dǎo)致通過凈化工段的煤氣輸送不暢，影響壓縮機的打氣量，最終影響的是綜合氨的產(chǎn)量?，F(xiàn)在的合成氨企業(yè)，利潤空間較小，大多憑產(chǎn)量來維持正常生產(chǎn)運行，同時維持高產(chǎn)量，也是降低成本的一個途徑。
2.5輔料消耗高
堵塔必然造成氣速提高，很容易將脫硫液帶出塔；還有就是好多廠家在堵塔后，為了保證后工段的H2S含量，只好以提高脫硫液成分做權(quán)宜之計，這些都會增加輔料的消耗。
2.6存在安全隱患
如果因脫硫塔堵塔，造成羅茨機出口壓力不斷升高，極易造成羅茨機掉閘，如果不及時關(guān)閉出口，將導(dǎo)致羅茨機倒轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時可能將整個羅茨機打爆。另外，頻繁的增減泵，頻繁的檢修，必然增加不安全因素，影響安全生產(chǎn)。
3導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)堵塔的原因
(1)脫硫系統(tǒng)的指標(biāo)控制。
(2)氣溫低時在液相加熱。把這一項單獨列出，是因為這是現(xiàn)在氮肥企業(yè)的普遍做法，或許是沒有辦法的辦法，或許是還沒有認(rèn)識到這樣做的危害。
(3)脫硫塔內(nèi)件的選擇。
(4)沒有選擇合適的脫硫劑。
(5)再生效果差，貧液中硫含量高。
(6)硫回收的質(zhì)量。
(7)前工段的除塵效果。
4防止脫硫系統(tǒng)堵塔的應(yīng)對措施
4.1嚴(yán)格控制各項工藝指標(biāo)
溫度是脫硫系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵因素，溫度低了液體粘度大，脫硫效果差，溫度高了副鹽生成多，也不利于H2S的吸收。有人做過試驗，只要脫硫液溫 度高于45℃，特別是Na2S2O3和Na2SO4的生成率會直線上升。而且再生溫度過高時，再生槽虛泡嚴(yán)重，硫顆粒聚合和浮選困難，致使貧液中懸浮硫逐 步升高。一般脫硫溫度應(yīng)控制在38℃~~42℃為宜，最低不低于35℃，最高不能高于45℃。
pH值也是化學(xué)反應(yīng)的一個重要因素，脫硫反應(yīng)同樣要嚴(yán)格控制再生液的pH值，一般要控制在8.2~8.8之間，生產(chǎn)中盡量避免pH值高于9.0。當(dāng)溶液的pH值大于9.2時，副鹽的生成率也會直線上升。
脫硫液的主要成分，則要根據(jù)生產(chǎn)工藝及時調(diào)整，同時嚴(yán)格控制脫硫液中的懸浮硫和副鹽含量。
4.2合理的提溫手段
好多企業(yè)，特別是北方的企業(yè)，為了在冬季氣溫低時提高脫硫液溫度，慣常的做法是給脫硫液加個蒸汽加熱器，直接用蒸汽將脫硫液加熱。還有一些企業(yè) 是在再生槽底部增加蒸汽盤管或直接通入蒸汽。我廠原先也是這樣做的，2010年我們在脫硫塔煤氣進(jìn)口管上，加了個蒸汽夾套，用蒸汽加熱煤氣，效果不錯，如 果熱量不夠還可以在煤氣管上直接通入蒸汽提溫。
4.3用噴淋空塔替代填料塔
濕式氧化法脫硫中，對吸收塔的選擇大多還是以傳統(tǒng)的填料塔為主，并且僅在塔頂設(shè)置一個分布器，脫硫液經(jīng)填料層自上而下流動，因塔高動則幾十米， 加上煤氣的阻力，時間長了很容易造成偏流。如今不少氮肥企業(yè)已經(jīng)通過技改，在每層填料上部增加再分布器，以減緩液體偏流，避免形成干區(qū)，也能有效緩解堵 塔。
目前，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，解決了霧化噴頭霧化效果不好等難題，空塔噴淋技術(shù)以其結(jié)構(gòu)簡單、塔體利用率高、氣液相際間的傳質(zhì)效率高和運行成本低等優(yōu)勢，逐漸進(jìn)入人們的視野，在幾個兄弟企業(yè)的應(yīng)用效果很好，塔壓差基本為零，從根本上避免了堵塔。
4.4選擇優(yōu)質(zhì)催化劑
脫硫催化劑的選用，將從根本上決定脫硫效率、輔料消耗和脫硫成本等關(guān)鍵指標(biāo)。現(xiàn)在國內(nèi)的濕法脫硫劑品種很多，僅酞菁鈷系列的就有888、 T90-2、RTS、PDS-600和TTS等，另外還有DDS和NDC等鐵系催化劑。脫硫劑的選擇沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)，但必須依據(jù)現(xiàn)有的工藝流程和設(shè)備配 置，還有煤氣中的H2S含量和需要達(dá)到的脫硫指標(biāo)。比如我公司半脫進(jìn)口H2S為2500~3500mg/m3，因為變換采用的是全低變，要求出脫硫系統(tǒng)的 H2S在100 mg/m3左右，我們采用堿法的栲膠加888兩種催化劑組合，這也是業(yè)界普遍接受的較佳組合。不過現(xiàn)在遇到一個問題，因V2O5的安全性，其生產(chǎn)企業(yè)的規(guī) 模正在不斷壓縮，價格越來越高?，F(xiàn)在在使用過程中也平添了許多麻煩。有的地方已經(jīng)出臺規(guī)定，禁止V2O5的使用。所以筆者還是看好酞菁鈷系列的脫硫催化 劑，攜氧能力強、粘度低、有利于沖塔和能脫除部分有機硫都是其優(yōu)點。
4.5優(yōu)化再生設(shè)備
再生不好，就是在塔內(nèi)Na2CO3吸收H2S得到的NaHS，未被全部氧化為硫單質(zhì)，并被浮選收集到泡沫槽，而被帶入了脫硫塔，在塔上段才完成氧化反應(yīng)，生成單質(zhì)硫，附著于填料表面，這是造成脫硫塔上段堵塔的主要原因。
噴射再生槽要嚴(yán)格按《合成氨》設(shè)計，分為內(nèi)側(cè)反應(yīng)槽，中間貧液環(huán)槽和外側(cè)泡沫環(huán)槽三部分。內(nèi)筒頂端與硫泡沫溢流堰的距離應(yīng)取700mm，尾管距 離槽底建議取900mm，可以在尾管的端口上割上鋸齒狀花紋，提高分布效果。建議將尾管和花板焊死，因為我們在檢修過程中發(fā)現(xiàn)，尾管和花板接觸處磨損嚴(yán) 重。噴嘴最好用不銹鋼，因為這也是一個容易腐蝕的部位。噴射器的安裝最好找專業(yè)的安裝隊，保證垂直同心，否則會影響抽空氣量。生產(chǎn)中還要通過再生壓力和液 位調(diào)節(jié)器，嚴(yán)格控制泡沫層的厚度，防止液面大幅度波動和翻浪，保證硫泡沫的正常溢流，同時也要避免泡沫帶液過多。經(jīng)常根據(jù)進(jìn)氣室風(fēng)速或倒噴情況，檢查噴嘴 和喉管是否有堵塞和結(jié)垢。
4.6改進(jìn)硫回收工藝
硫回收開的好壞，能直接反映脫除了多少H2S。即便脫硫系統(tǒng)開的再好，硫黃回收不出來，那肯定是滯留在了塔內(nèi)，為堵塔埋下隱患。還有就是熔硫的 返液如果回系統(tǒng)，是造成副鹽含量高的重要因素。好多企業(yè)用的都是連續(xù)熔硫，因為環(huán)保和成本壓力大，熔硫的返液大都經(jīng)冷卻后回了系統(tǒng)，我廠每班回收的返液量 就達(dá)30m3。進(jìn)熔硫釜的蒸汽溫度能達(dá)到190℃，出熔硫釜的返液最低也有85℃，如此高的溫度，必然會產(chǎn)生很多副鹽?，F(xiàn)在通常的做法是將返液引入沉淀 池，經(jīng)沉淀冷卻后再打入貧液槽，有的企業(yè)還加上了涼液風(fēng)機。但這樣做只對降低返液溫度有效，而副鹽的冷卻沉降效果甚微。筆者曾做過試驗，將一部分返液常溫 靜置沉淀1個月后，副鹽含量幾乎沒什么變化。
我們現(xiàn)在正在進(jìn)行技改，將再生槽浮選的硫泡沫先打入過濾機，過濾出大部分的清液，再將濃縮的硫膏打入熔硫釜。這樣大大減少了熔硫的返液量，也就最大程度上避免了副鹽的生成。如果能直接賣生硫黃，或?qū)⑸螯S用于下游產(chǎn)品，將對脫硫系統(tǒng)的正常運行更為有利。
4.7保證氣體潔凈度
眾所周知，進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的氣體成分復(fù)雜，含有不少雜質(zhì)和臟物，一旦進(jìn)入脫硫塔就很難帶出，會和硫膏摻和在一起造成堵塔。一般的填料塔都分為3段，如果檢測的是最低層填料壓差大，那多半是因除塵效果不佳所致。
保證氣化爐出口除塵器的正常運行，按時下灰。造氣循環(huán)水最好能上微渦流。開好電除塵裝置，不僅要維護(hù)好電濾器的二次電壓和電流，還要經(jīng)常熱洗電 濾器，盡量減少因二次電壓、電流表的誤差，造成對除塵效果的誤判。管理好洗氣塔和冷卻清洗塔的循環(huán)水，有條件的企業(yè)要勤置換，最好能連加連排。
多年的現(xiàn)場管理使筆者深深體會到，脫硫工作是個“良心活”。在工藝和設(shè)備選定以后，平時細(xì)枝末節(jié)的管理，也是做好脫硫工作的關(guān)鍵。搞脫硫的員 工，不僅業(yè)務(wù)素質(zhì)要高，能分析問題、解決問題，而且要有絕對的責(zé)任心，對每時每刻的脫硫運行情況了如指掌，能及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中遇到的問題，及時采取有效措 施。
以上所述，是筆者在生產(chǎn)一線工作的些許積累，主要圍繞堵塔的問題整理了一些資料，希望對奮戰(zhàn)在脫硫一線的工程、技術(shù)人員有所幫助。
