煤气脱硫作业的工艺操作特点研究

发表时间:2020/6/8   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:杜顺清
[导读] 摘要:本研究对象共有三套脱硫装置,负责对煤气进行降温除尘和脱硫操作调整,负责脱硫溶液的配制、再生和循环输送,满足煤气脱硫的需求。
        广西华银铝业有限公司  广西百色市德保县  533700
        摘要:本研究对象共有三套脱硫装置,负责对煤气进行降温除尘和脱硫操作调整,负责脱硫溶液的配制、再生和循环输送,满足煤气脱硫的需求。负责对硫磺回收系统进行操作调整,确保生产出合格的硫磺副产品。但是在实际操作中我们遇到了一些难题,泡沫不能机械正常排出需要人工辅助,我们对此提出了相应的改进方法。
        关键词:脱硫原理;操作问题;改进方法
        一、脱硫原理以及工艺原理
        1.1脱硫原理
        在Na2CO3碱性水溶液的作用下吸收煤气中的H2S,将H2S液化。将液化的H2S电离,将其转化为硫氢根离子。硫氢根离子与Na2CO3发生反应,脱硫液由贫液变为富液。在催化剂的作用下,HS-被氧化为单质硫。同时,催化剂由氧化态变为还原态。在再生槽中,通过喷射器自吸空气与脱硫富液接触反应,将还原态的催化剂氧化为氧化态,使脱硫催化剂再生;同时,生成的单质硫通过空气浮选与脱硫液分离,以硫泡沫的形式离开脱硫液体系,脱硫富液变为脱硫贫液。硫泡沫经高位槽静置分离,泡沫液进入真空过滤机进一步浓缩,得到的硫膏进入熔硫釜,经蒸汽加热,得到熔融的硫磺。可能来自于低温灰化过程中的矿物质改变。
        CaSO的化学计量组分表明S/Ca质量比为0.80。如果由EDX结果计算得出S/Ca质量比为0.80,则说明存在CaS04,因此计算了所有颗粒的S/Ca质量比。结果发现,S/Ca质量比为0.7-0.9的比例低于1.01%,比低温灰化XRD分析所得的CaSO,含量大幅降低,这表明煤中矿物质组成在低温灰化过程中发生改变。化学反应方程式如下:
        NH3+HO=NHOH
        H2S+NHOH=NHHS+HO
        NH4OH+HCN=NHN+HO
        NH4HS+NHHCO
        S=(NH)2Sx+COHO
        1.2工艺原理
        煤气脱硫工艺分四个工序,分别为降温除尘工序、吸收工序、再生工序和硫磺回收工序。详见下图1.
       
        图1为回收工序图
        二、在实际操作中遇到的问题
        在脱硫岗位实际中遇到的问题就是泡沫不能自动排出要人工按时上去抬高液位排出,时间间隔大概是每两小时一次。
        1.1造成原因
        脱硫工序的任务是将煤气中硫化氢去除,并做好相关试剂的配制再生以及化学反应产物的回收。其中不可避免的会使用相关催化剂加快反应速度。
        因为需要高温作业会使清液含有大量的盐类,如果清液中含盐量过高会影响化学反应速率会影响作业效率。应注意分批分量,少量多次的添加清液。同时要注意观察试液温度,温度一定不要太高应该注意让清液温度保持在系统溶液温度以下。在添加清液的时候,倾倒速度也不要太快,会减少泡沫产量进而影响反应速度。然后单独添加注意不要和其他溶液试剂弄混,以免造成反应中的副盐量增高,进而影响脱总副盐硫效率。当含盐量过高的时候要对此进行处理,一般是少量多次提取溶液抽取真空加热浓缩在进行降温得到盐结晶,然后进行过滤。这也是为什么不能在高温的情况下注入清液的原因。
        喷射再生槽内液位的控制,首先要保证槽内泡沫能及时能溢流出来,避免泡沫在槽内滞留时间过长,否则会造成硫颗粒在槽罐底部淤积,喷射器、超重力机填料堵塞,脱硫系统恶化;其次是保证贫液能连续稳定地流出至贫液槽中。
        调节再生槽的液位调节器,使其再生槽内液面刚好处于槽内最上部的堰板溢流处,保持槽内液面上的泡沫刚好并及时能溢出,经氧化再生槽内壁环形泡沫槽自流至硫泡沫槽内。注意不能造成溢流出的泡沫中夹带有较多的碱液,从而导致硫回收系统返液太大,给硫泡沫回收系统带来操作上的困难。
        煤气成分的变化,如还原物质过多,煤焦油过多,硫化氢含量波动大。富液槽的液位波动大,槽中沉积硫被搅动带入再生槽。脱硫塔硫泡高,压差波动,加入消泡剂被带出再生系统。向系统补充溶液组份量过大或补入的脱硫剂制备不合格,电位过高或过低,补入的碱太多等。硫泡沫槽的硫泡沫沉降分离不好,返回系统的清液悬浮硫高。熔硫排放清液质量差,离心过滤效果不好、系统负荷波动。
        以上都是可能造成脱硫过程中造成泡沫产量不合乎规范的原因。要针对这些问题采取相应的对策和手段。
        三、针对问题采取的相应对策。
        根据相关问题可知,影响泡沫数量产生的最主要原因是,清液添加出现问题以及反应之后的副产品含盐量太高容易影响反应速率。
        除了在添加清液的时候注意少量多次和控制温度这种人为在操作中可以直接避免的问题之外针对机器我们提出了两点改革变化:1.原再生槽内的孔板用的是10mm,现在改用大的16mm,降低槽底部压力,减缓再生喷射器反喷。2.在再生槽内底部增加排污管,把沉淀在底部的硫膏及时排出并通过压滤机制成饼状。主要是为了减少反应中产生的副产品的沉淀物影响化学反应速率进而影响泡沫的产生数量。
        人工方面对于问题的解决可以选择改用含硫低的煤质,适当提高碱等溶液组分的含量。可以在调配的时候适当增加各组份含量和总碱含量使其达到工艺指标。人为多次检修再生喷射器增加溶液与空气接触和溶液循环速率。适当提高脱硫液中碱含量,增加硫泡沫溢流量。加大冷却溶液温度,增大脱硫液循环量。降低溶液温度,控制好溶液成分,降低副反应发生几率,从而降低硫代硫酸钠含量,调节再生槽液位,使其液位能让泡沫正常溢流。检查泵的运转情况,加大循环量。找出溶液再生不好的原因,提高再生效果。在贫液槽中对溶液进行加热。汇报分厂,酌情停车清洗溶液分布管。
        对于降低槽底部压力我们应该试着做出这些努力通知调度室,联系造气降低煤气温度。通知循环水工段降低水温度或加大水量。停循环水冷水泵。开洗涤塔排水阀将液位降到正常位置,脱硫塔液位过高,可减少脱硫泵打液量或停脱硫泵,等液位恢复正常后开脱硫泵调节至各液位正常为止。找出富液泵出口压力低的原因,提高泵出口压力。清理疏通氧化槽喷头或开贫液槽空气阀。补充脱硫剂成分,制备时充分曝气活化。适当开贫液槽、富液槽的蒸汽进行加热。分析校准测量仪器提高泵的打液量或适当关喷头。检查再生泵出口压力低的原因,给以消除。疏通堵塞的喷头。查找泵跳停的原因,并开启备用泵。倒泵时先开备用泵出口阀,缓开富液泵出口阀,防止流量波动过大。
        四、结语
        溶液温度过低时,硫颗粒粘度小,不利于形成硫泡沫,从而给浮选分离带来困难。溶液温度过高时,硫颗粒粘度显著增大,重度增加,也使硫泡沫不易上浮,而且还会因为硫颗粒的不断沉积而造成堵塞。在实践中很明显就发现了在一定的周期内会出现沉淀需要人工进行清理才能不会影响下一步的生产,虽然本身靠人工操作控制温度等一系列手段进行人为延缓但是很明显不如直接改造机器来的更快一些。这两个方法第一个是改变压力,使得液体的循环速率加快有助于降温和与空气接触进一步促进反应速率,第二个是作用于沉淀物也就是结晶体的直接排出,这样可以节省人工便于操作。这两者都是很好的手段和方法。
        参考文献
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        [2]于夫洋.IGCC高温煤气脱硫工艺流程模拟研究[J].环境科学与管理,2019(8).
        [3]吴鹏.焦炉煤气脱硫废液无害化处理技术[J].建筑工程建筑与设计, 2019(33).
        [4]王军.煤气中杂质对真空碳酸钾脱硫的影响[J].山西化工,2019(6).
        [5]罗海滔,赵云清,潘小玉,王春志.喷淋工艺在焦炉煤气真空碳酸钾法脱硫技术中的应用研究[J].天津冶金,2019(5).
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