1 前言

隨著三十多年的改革開放和西部大開發(fā)，我國(guó)工業(yè)迅速發(fā)展，濕法脫硫在焦化、化肥、甲醇等化工企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。自濕法脫硫技術(shù)產(chǎn)生以來，由于企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的大型化以及高硫煤的使用，濕法脫硫在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題越來越多而且紛繁復(fù)雜。這些問題的出現(xiàn)有的已經(jīng)嚴(yán)重影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)。因此，我們有必要分析這些生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題的根源�？v觀濕法脫硫出現(xiàn)的諸多問題，除了堵塔、脫硫效率低、副鹽多、設(shè)備與管道的腐蝕等大家比較關(guān)注的問題以外，其中還有一個(gè)也是近幾年在脫硫行業(yè)普遍出現(xiàn)的問題，那就是脫硫溶液中總堿度低，在提高堿度時(shí)多加純堿甚至幾倍的投加純堿，長(zhǎng)期提不起來總堿度，直接影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。接下來對(duì)這一問題進(jìn)行分析探討。

2 脫硫溶液堿度低的危害

2.1 脫硫效率低

在濕法脫硫過程中，脫硫液在脫硫塔脫硫過程對(duì)硫化氫的吸收，在脫硫塔中完成的主要化學(xué)反應(yīng)如下：H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3 

脫硫溶液中的堿度主要是碳酸鈉，堿度低碳酸鈉的含量就低，在脫硫塔內(nèi)很少碳酸鈉與硫化氫反應(yīng)，堿度低脫硫溶液硫容變小，直接影響脫硫效率。

2.2 電耗高

脫硫溶液中堿度低，脫硫效率低，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(huì)增加一些電耗。在合成氨、甲醇的成本組成中，電耗僅次于煤耗，這對(duì)正處于節(jié)能降耗大環(huán)境中的化工行業(yè)來說，是個(gè)很不利因素。

2.3 影響產(chǎn)量

脫硫溶液中堿度過低，脫硫系統(tǒng)出口H2S指標(biāo)超標(biāo)，企業(yè)為保后工段工藝穩(wěn)定被迫減負(fù)荷運(yùn)行，繼而影響產(chǎn)品產(chǎn)量；堿度低時(shí)，吸收和再生都受影響，同時(shí)影響泡沫懸浮和硫回收，硫黃產(chǎn)量，還有部分企業(yè)產(chǎn)不出硫黃。

2.4 輔料消耗高

脫硫溶液中堿度過低，脫硫系統(tǒng)出口H2S指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，為保工藝指標(biāo)合格，企業(yè)會(huì)安排加大純堿的投入量，甚至正常生產(chǎn)的數(shù)倍投加，同時(shí)也增加了脫硫系統(tǒng)輔料消耗。

2.5 存在安全生產(chǎn)隱患和污染環(huán)境

脫硫溶液中堿度過低時(shí)，為保證出脫硫系統(tǒng)的H2S指標(biāo)，往往在企業(yè)對(duì)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)加純堿時(shí)，堿度上升較慢，有些企業(yè)出現(xiàn)堿度不升反降，而致使脫硫系統(tǒng)更加惡化；根據(jù)物質(zhì)不滅定律，脫硫系統(tǒng)大量補(bǔ)加純堿而堿度不升，那就是碳酸鈉進(jìn)入脫硫系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)行為副鹽了，若副反應(yīng)嚴(yán)重，則堿耗劇增，有時(shí)雖大量補(bǔ)堿也難以維持堿度在指標(biāo)之內(nèi)，直接影響吸收與再生，造成生產(chǎn)被動(dòng)和生產(chǎn)成本增加。當(dāng)硫酸鈉鹽增長(zhǎng)至一定值時(shí)，溶液對(duì)設(shè)備的腐蝕加劇，由于硫酸鈉溶解度低，天冷時(shí)易析出結(jié)晶，堵塞腐蝕管路和設(shè)備。腐蝕嚴(yán)重時(shí)發(fā)生泄漏，影響安全生產(chǎn)和污染環(huán)境。

3 溶液堿度低的原因及處理

3.1 脫硫溶液成分的控制不到位和工藝操作管理不嚴(yán)格

脫硫液的主要成分，要根據(jù)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)負(fù)荷的變化，及時(shí)調(diào)整。同時(shí)嚴(yán)格控制脫硫液中的懸浮硫和副鹽含量。原始開車溶液濃度要根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷進(jìn)行配制，總堿度控制0.35-0.6N，可結(jié)合設(shè)備和工藝狀況進(jìn)行控制堿度在高限或低限；在生產(chǎn)過程中總堿度不要低于0.35 N，很多廠家總堿度低于0.35 N，在生產(chǎn)需要時(shí)再提總堿度，要投加數(shù)倍的純堿，堿度要提高較困難（憑經(jīng)驗(yàn)，但不是絕對(duì)的，可根據(jù)本廠脫硫?qū)嶋H情況調(diào)整）；要優(yōu)化再生，加強(qiáng)硫回收及熔硫殘液回收的控制，熔硫殘液一定要沉降處理后方可回系統(tǒng)循環(huán)利用。

3.2 操作失誤造成溶液流失

要精心操作，避免操作失誤造成脫硫溶液流失，若溶液流失要及時(shí)補(bǔ)充水和純堿；純堿的配制要根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行分次加入系統(tǒng)，盡量減少大量集中加入純堿。

3.3 改換脫硫催化劑過度時(shí)控制不當(dāng)

脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中盡量避免脫硫催化劑的更換，若需更換必須小心過度，謹(jǐn)慎操作；筆者在11年10月客戶回訪時(shí)遇到山西一家發(fā)生的情況，這家公司二分廠原用的脫硫劑是栲膠加888脫硫催化劑混用，運(yùn)行多年一直穩(wěn)定，由于特殊原因，把原888脫硫劑改成另一家酞菁類催化劑，在改用期間第三天出現(xiàn)泡沫不好，堿度下降，車間發(fā)現(xiàn)及時(shí)停加新用的脫硫劑，恢復(fù)一星期左右，脫硫系統(tǒng)泡沫正常，堿度恢復(fù)原樣；催化劑廠家不死心進(jìn)行第二次試用，又是投加后出現(xiàn)泡沫稀少，堿度下降情況，催化劑廠家技術(shù)人員說沒問題，是催化劑加的太少了，結(jié)果幾天連續(xù)大量的催化劑加入脫硫系統(tǒng)，這時(shí)脫硫系統(tǒng)情況變得比較糟糕，泡沫更加稀少了，熔硫釜的產(chǎn)量也少了，堿度下降較快；在此期間車間進(jìn)行處理，脫硫系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充純堿，結(jié)果純堿越補(bǔ)越低，半月左右總堿度很低，碳酸鈉分析為0，硫黃一點(diǎn)熔不出，脫硫出口硫化氫超標(biāo)，被迫減負(fù)荷生產(chǎn)；最后車間純堿不敢加，以向脫硫系統(tǒng)補(bǔ)充氨水來維持生產(chǎn)，此次催化劑改用造成損失較大，不但物料消耗增大，車間管理人員在問題沒處理好之前不能離崗，工藝主任和工段長(zhǎng)一個(gè)多月沒回家了，也沒離開生產(chǎn)區(qū)，個(gè)個(gè)焦頭爛額。在筆者回訪到場(chǎng)后，詳細(xì)了解情況后，和車間管理人員一起討論研究；制定一處理方案，徹底停掉試用的脫硫催化劑，脫硫系統(tǒng)溶液外排一部分到事故池，脫硫系統(tǒng)溶液各塔液位降到限，然后補(bǔ)水到上限進(jìn)行稀釋，再進(jìn)行補(bǔ)充純堿，脫硫劑用栲膠和釩進(jìn)行恢復(fù)，兩天后泡沫好轉(zhuǎn)，一星期后脫硫系統(tǒng)基本正常，半月后888催化劑和栲膠繼續(xù)混加，到目前為止脫硫溶液成分穩(wěn)定，工藝正常；之后車間管理人員問是不是試用的脫硫催化劑質(zhì)量有問題，筆者理性回答，不便評(píng)價(jià)別家催化劑的好與否，只能說此脫硫劑在貴公司不適用。

3.4 脫硫系統(tǒng)副鹽偏高

脫硫系統(tǒng)副鹽偏高會(huì)對(duì)溶液中堿度影響較大，若副反應(yīng)嚴(yán)重，則堿耗劇增，有時(shí)雖大量補(bǔ)堿也難以維持堿度在指標(biāo)之內(nèi)，直接影響吸收與再生。在濕式氧化法脫硫中副鹽的生成是無法回避的，也就是說它是客觀存在的，無論采用何種脫硫劑都不可能消除和避免副鹽的產(chǎn)生，只能優(yōu)化工藝條件，減少或減緩副鹽的生成。因吸收H2S是靠Na2CO3來完成的，溶液中Na2CO3含量過低，將影響脫硫效率，并因溶液PH降低而使再生溶液吸氧差，對(duì)析硫不利；而pH值過高副反應(yīng)加劇，所以pH值控制8.2-8.6。操作溫度控制在45℃以下，溫度38-42℃；硫泡沫用DS泡沫專用過濾機(jī)或其他壓濾設(shè)備進(jìn)行處理，減少溶液進(jìn)熔硫釜，以減少熔硫殘液和副鹽的產(chǎn)生；高溫熔硫時(shí)副鹽產(chǎn)生較快；當(dāng)溶液中副鹽量過高，根據(jù)Na2S2O3的溶解度：

溫度        0℃  10℃  20℃  30℃  40℃

溶解度g/100g  4.9   9.1   19.5   40.8  48.8

可在天冷時(shí)排出一定量溶液，降溫，使Na2S2O3析出結(jié)晶，再將溶液加入系統(tǒng)內(nèi)，此法主要對(duì)除Na2S2O3有效，在山西巴公化肥廠變脫曾用過效果不錯(cuò)，后來上了板框壓濾機(jī)，熔硫殘液少了副鹽也不在上升，目前脫硫工藝一直比較穩(wěn)定。有條件的廠家可以增設(shè)副鹽提取工藝。只有減緩或減少副鹽產(chǎn)生，才能確保脫硫溶液成分及堿度的穩(wěn)定，而使脫硫系統(tǒng)長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。

3.5 吸收劑和催化劑的選用

濕法脫硫在以純堿作堿源時(shí)，選擇優(yōu)質(zhì)純堿就很關(guān)鍵，山西有一化肥企業(yè)，脫硫系統(tǒng)補(bǔ)加純堿，堿度上升較慢，堿耗明顯增大，后分析純堿純度不夠，更換純堿后堿度提升明顯，消耗也少。二級(jí)工業(yè)純堿Na2CO3 大于98%，若不達(dá)標(biāo)，氯化物、硫酸鹽、雜質(zhì)等肯定超標(biāo)，加入脫硫系統(tǒng)堿度及堿耗肯定受影響。選擇優(yōu)質(zhì)適用的脫硫催化劑也較重要，優(yōu)質(zhì)適用的催化劑在脫硫生產(chǎn)中堿耗較低，副鹽生成少，脫硫效率高。

4 結(jié)語

   在濕法脫硫脫硫液的堿度對(duì)脫硫工藝影響較大，脫硫效率、副鹽的生成、物料的消耗、溶液成分的配制、及工藝設(shè)備的管理都密切相關(guān)，只有考慮全面，做好各項(xiàng)工作，脫硫才能高效率低消耗安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。