太原三兴焦炉气脱硫技术挑战及应对策略分析。

1前 言

太原三兴是一个处理气量16000m3/h的小型焦化厂，主要以焦炉气为原料，产品为生活用燃气。要求系统出口H2S低于20mg/Nm3，达到国家生活用燃气的标准。该厂2007年脱硫系统原始开车时，就选择了和我们长春东狮科技（集团）有限责任公司（原长春东狮科贸实业有限公司）合作，使用我公司的888—JDS牌焦化专用脱硫催化剂。我公司派技术人员到厂，制定原始开车方案并负责开车调试，建立完善的分析检测体系，以及培训岗位工人等等，做了大量的工作。在该厂领导的支持和生产部门的配合下，经过半个月左右的共同努力，使系统出口H2S稳定在15 mg/Nm3以下。得到了该厂及上级主管部门的认可。2008年下半年，由于生产负荷以及原料气质的变化，使脱硫系统的进口严重超标，出口也随之超指标。我公司又派技术人员及时赶到现场，协助厂方共同处理。经过调整后，情况有所好转，现把这次出现的问题及处理简要如下。

2工艺与设备情况

2.1工艺状况

该厂为双塔串联流程，高塔再生工艺,脱硫塔均采用三段轻瓷填料。

焦炉气流量：16,000m3/h

煤气中硫化氢：1#塔入口含量6～7g/m3，

２＃塔出口要求≤20mg/m3；

操作温度：吸收35℃～40℃；再生38℃～42℃

溶液循环量：300 m3/h～500m3/h(单塔);

空气量：1200 m3/h～1300 m3/h(单塔);压力>0.6MPa。

2.2主要设备情况

脱硫塔：φ5000 两台 串联运行。

再生塔：φ4500 两台 两套独立再生。

循环泵：960m3/h 三台 两开，一备。

3现 状

3.1脱硫效率低

2009年元月24日至2月16日，入口H2S平均7,726mg/Nm3，出口H2S平均573 mg/Nm3，脱硫效率仅92.６%。见表1

3.2溶液有效组分偏低

Na2CO3：0 NaHCO3：23.2 g/L

总碱度：15.68g/L 催化剂浓度： 23mg/L

3.3副盐与悬浮硫含量高

Na2S2O3： 78 g/L Na2SO4： 36g/L

NaCNS： 186g/L 悬浮硫： 2g/L

3.4脱硫液中油含量高

因该厂没有分析焦炉气中的焦油雾含量，所以没有具体数字，但从排放的脱硫液以及循环槽观察，可以看到表面有很多油污。另外，从手的感观上看，当把手插入到脱硫液中后，在空气中静置不久，就会看到手上有明显一层油脂样的东西。

3.5系统无泡沫

从再生塔顶部观察，再生系统基本无泡沫产生。长时间的系统入硫与出口的不平稳，使溶液质量逐渐恶化，悬浮硫过高，系统形成了恶性循环。

4原因分析及处理措施

出现问题的根本原因在于进口硫过高。2008年11月到12月上旬，进口始终在11 g/Nm3～19 g/Nm3。在如此高的进口情况下，由于脱硫系统未采取相应调整措施，脱硫液发生中毒现象，造成出口硫严重超指标。不仅如此，碱度及催化剂低也是一个主要原因。该厂因为没有硫泡沫回收装置，既没有硫泡沫过滤机，也没有熔硫釜，每天产生的硫泡沫都是直接排放，这样就给化学品的消耗带来很大的不利影响。在此情况下，如果仍按化学品的正常用量加入，就会使溶液中的有效成分越来越低，当工况出现较大变化时，操作就没有了调整的弹性。针对此问题，主要采取了以下措施：

⑴加大化学品用量，尽快使脱硫溶液恢复在指标之内。提高碱度是关键。在入口硫很高的情况下，要求总碱度要按高限控制。同样，在脱高硫的情况下，888-JDS脱硫催化剂的浓度也要按高限控制，可以提高到40 mg/L。

⑵置换部分脱硫液，降低悬浮硫和副盐含量。同时，加强对前工序的控制，减少油污对脱硫系统的干扰。

⑶增加空气量，强化再生效果。

⑷适当提高系统溶液循环量，保证吸收效果。

⑸加强对再生塔的操作，保证泡沫正常溢流。

5处理效果

在该厂领导、车间工段及化验室的积极配合下，通过十几天的调整，脱硫系统的操作条件得到很大的改善，溶液组分有所恢复和好转，脱硫效率有了明显的提高。自2月21至3月4日，脱硫入口H2S平均6,736mg/m3，出口平均112mg/m3。脱硫效果见表2

6仍存在问题及原因

目前虽然运行基本稳定，但是还没有达到理想的运行效果，其主要问题一是脱硫效率仍有些偏低；二是硫泡沫还不正常。造成这种情况的原因除了在工艺设备上还有待于进一步完善外，估计是因脱硫塔内有堵塞，溶液偏流所致。这种判断的依据是：目前为止，系统尚未有硫泡沫生成，但通过分析脱硫液中悬浮硫又不高，只有0.8 g/L～2.0g/L，副盐含量也不高。那么系统产生并解析出来的硫哪去了呢？那就只有一个可能，生成的单质硫都附着在填料上。这样很可能会产生局部堵塞，塔内偏流，导致吸收效果不好。至于目前塔阻力没有增加，只是表面现象，因现在脱硫塔通过的气量较小，尚未表现出来而已。

７ 几点建议

⑴根据入口硫的变化，及时调整好脱硫操作，做到预见性调节。尤其是对溶液浓度的控制，一定要根据分析数据来决定化学品的加入量，用分析数据来指导生产。

⑵串联流程两级脱硫，前后两级应该用不同的工艺条件来控制。通过控制不同的溶液浓度等工艺条件，来达到在一级提高反应速度，第二级提高净化度的目的。目前该厂设备已按两套配置，仅因溶液总管串联不能自成体系，未能发挥其优势。需对液相管稍加改造，即进出塔总管分开走，对提高脱硫净化度，降耗、减排均有好处。

⑶硫泡沫溶液处理回收，要加快落实。否则消耗会增加25%～30%，并干扰再生工况使系统不能形成良性循环，且环境也不允许。建议采用我们长春东狮科技（集团）有限责任公司（原长春东狮科贸实业有限公司）产DS型硫泡沫专用过滤机，使用效果很好。

⑷从长期考虑，后流程要特别注意避免洗油带入煤气中。洗油进入脱硫系统，会影响再生反应及硫泡沫浮选分离回收。建议在倒淋水封前增设一个油水分离器。要确保脱硫系统入口焦油雾含量≤50mg/Nm3，奈含量≤200mg/Nm3。

⑸溶液温度应控制在35℃～40℃之间。

⑹再生空气调控。需注意入塔空气压力应控制在0.5～0.6MPa（进塔空气阀门不准动，调节时幅度不要太大），流量以塔上液面鼓风强度而定。

⑺加碱要加温，温度控制在40—60℃，搅拌，加速溶解。系统补水及加碱用水要用工业软水，不要长期用脱硫液或硬水来化碱和催化剂。补充量要根据生产变化作预见性调控，一般不要突击加碱。

⑻每周应做两次脱硫液全分析。

８ 结　语

影响焦炉气脱硫的因素很多，要根据各厂的实际工艺设备和操作情况，以及外部条件的变化，及时有针对性的调节，以确保生产工况的稳定。