看喷淋密度对脱硫系统的影响

互推小编 2024-02-05

山东某生物能源有限公司，主要是生产沼气、有机肥研发销售，病死动物无害化处理的企业。沼气脱硫采用Na2CO3水溶液为吸收剂的常压湿式氧化脱硫法工艺。

1脱硫设备、工艺状况

脱硫设备状况：一台脱硫塔直径2m,散装填料4层；上两层装填的是直径50mm的阶梯环，下两层装填的是直径75mm的阶梯环。一台再生槽，6支24型自吸喷射器。贫液泵160m3/h两台，一开一备；富液泵160m3/h两台，一开一备。板框压滤机过滤硫泡沫。

工艺状况：投产运行后，因为各种原因没有达到满负荷连续运行，入塔沼气流量约1000m3/h，H2S含量在4000ppm浓度左右，塔后后硫化氢低于10mg/m3。采用长春东狮科技（集团）有限责任公司东狮牌DZS沼气专用脱硫剂，在运行过程中，主要问题为脱硫塔硫堵塔。

2 原因分析

经与该公司技术人员交流及现场调研了解：

2.1生产运行过程中，富液泵打液量仅为贫液泵的50%，从现场情况看，富液泵打液量过低原因有：a.泵的选型不对；b.泵进出口阀有堵塞现象；c.泵出口管道有太多的弯头，阻力大；d.再生喷射器有堵塞。

2.2正常生产一台满负荷的贫液泵需要对应两台富液泵。为了节省电耗，该公司只开一台富液泵，减少贫液泵的打液量来平衡溶液循环，导致脱硫塔溶液循环量小，喷淋密度仅为25m3/h.m²。

2.3溶液循环量过低，再生压力控制不当，硫泡沫浮选不正常，造成脱硫贫液中的悬浮硫高。

2.4生产运行不稳定，经常开开停停，造成设备内沉积硫带入循环溶液。

综合上述情况造成脱硫塔硫堵的主要原因亦是喷淋密度过低，造成脱硫塔填料层脱硫液分布不均，有盲区、干区，产生硫淤积，久而久之就形成塔堵。

3 处理措施

3.1 检查清理设备、管道、再生喷射器等淤堵问题，扒出清洗脱硫塔填料；

3.2 改造处理泵出口管道有太多的弯头，减少管道阻力；

3.3 脱硫塔溶液喷淋密度控制在指标35~50m3/m2.h，开两台富液泵；

4 生产管理

4.1 保证脱硫液悬浮硫低于1.0g/L，加强再生槽的浮选和溢流；

4.2加强催化剂的浓度，溶液的组份的控制；

4.3脱硫液再生温度低。

化学反应要在一定的温度下进行，因为入塔沼气温度低，脱硫液温度提不上来，再生温度需控制在37~42℃为宜。建议在冬季脱硫液温度低时，可以在贫液槽内安装加温盘管；

4.4沼气脱硫液中副盐（Na2SO4+Na2S2O3）小于250g/L；

4.4.1控制塔内富液停留时间。

脱硫液中副盐主要是Na2SO4、Na2S2O3两种，硫酸钠的溶解度为４０，Ｎa2Ｓ2Ｏ３为８０，溶液溶解度的大小是脱硫塔盐堵的重要理论依据。副盐形成化学反应如下：

2NaHS+2O2=Na2S2O3+H2O

2Na2S2O3+O2=2Na2SO4+2S

从以上的反应式来看，Na2S2O3的生成量主要取决于析硫的快慢和氧含量的多少，在脱硫塔中催化氧化析硫效果不好，就会造成溶液中的NaHS含量较高，若经富液停留时间较短，到再生槽氧化再生还原过程中，溶液中的NaHS极易生成Na2S2O3。若再生空气量较大，停留时间太长，会进一步氧化成Na2SO4。硫酸钠是最终副产物，会越积越多，达到一定浓度时，就会使溶液恶化，影响脱硫效果，使溶液腐蚀性加强。

4.4.2控制再生溶液温度。

副盐会造成原料消耗高，生产成本增加。每生成1克的Na2SO4耗纯碱约0.37克；每生成1克的Na2S2O3耗碱约0.75克；通过以上的数据就可以计算出脱硫里副盐增加消耗的纯碱数，所以副盐的控制不可忽视。在生产实践中，如能满足脱硫后的工艺指标，应尽量控制低碱度，减少副盐的增长，降低系统阻力。控制影响副盐的形成和溶液温度的控制有密不可分的关系，当温度达到45℃以上副反应加快，50℃以上急剧上升。尤其夏天，应尽量保证溶液温度稳定。

4.4.3选用好的脱硫催化剂。

催化剂的质量对副盐的影响也较大，催化剂的氧化能力及溶液的携氧量对副盐的生成也会起至关重要的作用。

4初步改造后的运行情况

改造开车后，检查脱硫塔底部、再生槽底部，都没有积硫现象发生，喷射器检修后也没有发现管道硫堵，对泵出口管道改造，减少弯头，富液泵循环量有好转，但当开一台富液泵时，贫液泵出口阀门还是不能全打开运行。为了保证脱硫塔的喷淋密度，目前，富液泵开两台，一台满负荷和一台半负荷运行，脱硫效率正常，生产系统运行稳定。

5 结语

当系统生产负荷稳定或变化时，稳定调整溶液循环量，稳定脱硫塔喷淋密度。是确保脱硫塔填料不堵的主要手段。当系统停车时，脱硫塔停止进沼气时，建议脱硫系统的循环泵还运行一段时间，确保将脱硫塔填料上的积硫溶入脱硫液中带出，起到洗塔，清塔的效果。脱硫系统的脱硫、再生、硫回收这三个环节相互影响，各环节都要严格执行工艺指标，若要保证脱硫系统长周期稳定运行，脱硫的工艺指标的控制及现场操作和管理是密不可分的。

用大喷淋密度的方法预防填料积硫经济上不合理，采用无填料吸收设备是杜绝吸收塔硫堵的好办法。