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湿式氧化法脱硫的几个主要工艺条件
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  唐山绿源环保在整个脱硫过程中,从吸收到再生,再到硫回收,有许多工艺条件是相互矛盾的。新设计的脱硫装置一般都会综合考虑到各种相互影响的因素,把脱硫系统的脱硫、再生、以及硫回收做为一个系统工程,全面考虑,统筹解决,选择较为适宜的设备规格与工艺,所以问题都不是太大。但是,对于不断进行扩产改造或者是利用旧设备的装置,常常存在着各种不相匹配的因素,所以必须正确认识,合理兼顾。

  1 吹风强度与再生空气量

  我们知道,再生的作用有4点。第一,供给脱硫所需要的化学反应的氧量。第二,富液中的HS-在再生时继续被氧化,完全恢复催化剂的活性。第三,在空气的鼓泡和吹搅下,硫粒聚集成硫泡沫浮在上面,便于浮选把硫磺分离出去。第四,把溶液中在脱硫的同时被吸收的CO2气提出去,从而提高溶液碱度,降低碱的消耗。由此可知,如果单纯从再生角度出发,吹风强度越大,再生越完全越彻底。但是,过大的吹风强度却会对硫泡沫的正常浮选带来不利影响。过大的空气量会造成液面翻腾较大,硫泡沫层不稳定,硫浮选分离差,且造成悬浮硫高。若空气量长期过大,则溶液电位将偏高,会使副反应加快。而且,过度氧化还会造成硫酸钠的升高,带来设备腐蚀。所以再生槽的吹风强度要适宜。

  我们还知道,对于喷射再生槽来说,空气量的选取要考虑两个因素。一是吹风强度,一般喷射再生流程的吹风强度为60~100 m3/m2.h;二是脱硫所需要的化学反应的氧量,即每吸收1kgH2S理论需空气量为1.57m3,而实际需要量是这个数字的8~18倍。应该指出的是,这两个数字对企业的实际运行没有什么太大的指导意义。因为这两个数字的范围都太大。而差之毫厘,却是缪之千里的。以实际空气量为理论空气量的倍数而言,有的资料上面说是8~12倍,有的说是10~15倍,有的说是12~15倍,有的说是12~18倍,这么多的说法,这么大的范围是让企业无所适从的,也无法用这个数字来指导生产。笔者认为,一厂一情,一企一况,各企业都应该在生产实践中,根据自身的设备和工艺状况,摸索出适合自己工况的最佳空气量。一般对于喷射氧化再生槽的空气量来说,在保证硫泡沫的正常浮选的情况下,如果脱硫负荷大,或者溶液质量相对较差,则再生空气量易大不宜小;如果脱硫负荷轻,或者溶液质量较好,则再生空气量宜小不宜大唐山绿源环保。

  2 溶液循环量与再生停留时间

  溶液的循环量与再生停留时间是反比关系。一般来说,在其它条件不变的情况下,当气量大,H2S含量高时,为保证脱硫效率,应适当增加溶液循环量,即增大液气比和喷淋密度。但是,在增加循环量的同时,一定要考虑溶液在再生槽中的停留时间。否则,因为循环量的增加,缩短了溶液在再生槽的停留时间,造成再生不完全,溶液质量差,同样达不到较高的脱硫效率。笔者曾为山西某厂做过一个改造方案:该厂脱硫塔直径为φ4800,原有的贫液泵额定流量为420m3/h,唐山绿源按泵的出力率85%计算,其实际工作流量只有357 m3/h,其喷淋密度仅为19.7m3/m2.h,明显偏小了。所以必须增加溶液的循环量。当时给该厂提出了两个方案供选择:一是把循环量增加至600 m3/h,一是增加到800 m3/h。如果单纯从喷淋密度考虑,以增加至800 m3/h为佳,此时喷淋密度为44 m3/m2.h。但是该厂再生槽容积是为循环量400 m3/h左右而设计,如果流量增加至800 m3/h,则溶液在再生槽中的停留时间太短,无法满足再生需求,再生槽容积肯定要做相应调整,这样就给施工带来很大的工作量。考虑到该厂脱硫塔进口硫含量不高,脱硫负荷不大,所以建议把流量增加到600 m3/h,这样喷淋密度为33 m3/m2.h,基本能满足要求,而且该流量下再生槽内溶液的停留时间为10分钟,虽然略小,但也能满足生产需要。

  溶液循环量与再生空气量也有着密切关系。因为喷射氧化再生槽的工艺,是靠富液通过喷射器吸入空气的,而富液吸入空气量基本上是恒定的。如果循环量较小,则吸入空气量不足,可能就满足不了再生氧化槽所需的空气量,也就可能开车后不久出现悬浮硫高、硫回收率低、吸收剂与催化剂消耗高等问题,严重时还会引起堵塔。

  3 溶液总碱度与PH值

  溶液的总碱度与其硫容量成正比关系,因而提高总碱度是提高硫容量的有效途径。在其它工况不变的情况下,提高总碱度可以更好的保证脱硫效率。但是,若总碱度过高,则出硫差,原料消耗增加且副反应加快。

  PH值是脱硫液的基本组分值。PH值太低,不利于硫化氢的吸收,并会降低氧的溶解度,溶液再生效果差;pH值太高,会加快副反应,副盐生成率高,影响析硫速度,硫回收差且增加碱耗。

  至于总碱度与PH值的关系,一般来说,PH值随总碱度的增加而上升,但严格的讲,PH值主要是受NaHCO3/ Na2CO3的影响,PH与比值呈反比关系。因此,提高PH值不宜单纯增加总碱度,而应以降低NaHCO3/ Na2CO3为主要手段。提高总碱度, PH值升高效果不明显,反而产生耗碱高,副产物组分增加的负作用。

  在实际生产中,由于各厂情况不同,脱硫进口气体中H2S含量差别较大,工艺与设备配置的合理性也有很大差异,因此,对于总碱度的控制也没有一定之规。但总的原则和指导思想应该是:在保证适宜溶液循环量和较高脱硫效率的前提下,以稀液吸收为好,尽可能降低溶液的总碱度,以降低生产消耗并保持工况的稳定。

  在这里,需要指出的是,对于一些脱硫入口气体中硫含量很低,而后面又是全低变流程的氮肥厂来说,为了保证低温变换催化剂所需要的最低H2S浓度,常见的是三个调控手段来提高脱硫塔出口H2S浓度:一是减小溶液循环量,二是开脱硫塔的气体近路,三是降低溶液有效成分。一般来说,用减小循环量来提H2S浓度的方法在任何情况下都是不提倡的。因为减小循环量会造成脱硫塔的喷淋密度偏小,会带来堵塔的不良后果。那么,是用脱硫塔的气体近路,还是用降低溶液组分来提高H2S浓度呢,两者各有利弊。用脱硫塔的气体近路来调节,方便迅速,灵敏度高,操作方便,但不利于节能降耗;而降低溶液组分虽然有利于降低化学品消耗,有利于工况,但操作滞后,有可能会对后工段带来不利影响。因此,笔者认为,对于有这类情况的厂子,应该保留很少量的气体近路以利调节,然后尽可能多的用降低溶液有效组分的方法,达到提高H2S浓度的目的。

 

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