1 前言
山西阳煤丰喜集团临猗分公司始建于1970年。占地1700余亩,员工4300余人。生产规模为氨醇75万吨,尿素110万吨,二甲醚1万吨。 “丰喜”商标被评定为“山西省着名商标”和“中国驰名商标”。产品覆盖国内20多个省、(市)自治区,并出口美、日、韩、意等多个国家。
随着内蒙和新疆等新兴能源基地煤炭资源的大力开发,氮肥产能和产量的不断扩大(据统计目前的氮肥产能已超出需求1000多万吨),国内的氮肥企业只有通过节能、降耗才能求得生存与发展,煤耗更是其中的关键因素。为了降低煤耗,高硫煤的大量投用就成了氮肥企业的必然选择,这就对煤气脱硫提出了更高的要求,现在脱硫无疑成了合成氨气体净化的最关键环节,直接决定整个合成氨生产的稳定和效益,而目前湿法脱硫系统遇到的最大问题无异于堵塔。
2 脱硫系统堵塔的危害
2.1电耗高
堵塔的直接后果就是整个脱硫系统的压差升高,就拿我厂的半脱来说,开车初期压差只有25mmHg,堵塔时能达到130~140 mmHg,罗茨机的电流增加近10A,达到电机负荷上限,这等于每小时多耗电360kw,相当于多增加了一台罗茨机还不止。另外堵塔后,为保证出脱硫系统的H2S指标,好多企业的惯常做法都是加大循环量,这也会增加一块电耗。在合成氨的成本组成中,电耗占的比例仅次于煤耗,这对正处于节能降耗大环境中的氮肥行业来说,是个很大的不利因素。
2.2 脱硫效率低
堵塔过程会在填料表面附着一层硫膏,这必然会降低填料的分布效果,最终形成液体偏流,气液接触面降低,接触时间缩短,影响脱硫效率。
2.3 设备维护工作加重,检修频繁
脱硫维修本来就是个又胀又累的行当,平时人员流失就比较严重,堵塔后更造成憋泵,用于密封的填料很容易打飞,严重时必须将进出口阀门全部关死,才能加进填料。另外,为了保证脱硫效率,加大循环量还会造成出口阀芯和管道冲刷腐蚀严重,这将大大缩短泵的使用寿命。有的合成氨厂,因为压差大,造成的系统停车检修,多则两三个月一次,大大影响了系统的联运。
2.4 煤气阻力大,产量上不去
堵塔必然导致通过净化工段的煤气输送不畅,影响压缩机的打气量,最终影响的是综合氨的产量。现在的合成氨企业,利润空间较小,大多凭产量来维持正常生产运行,同时维持高产量,也是降低成本的一个途径。
2.5 辅料消耗高
堵塔必然造成气速提高,很容易将脱硫液带出塔;还有就是好多厂家在堵塔后,为了保证后工段的H2S含量,只好以提高脱硫液成分做权宜之计,这些都会增加辅料的消耗。
2.6 存在安全隐患
如果因脱硫塔堵塔,造成罗茨机出口压力不断升高,极易造成罗茨机掉闸,如果不及时关闭出口,将导致罗茨机倒转,严重时可能将整个罗茨机打爆。另外,频繁的增减泵,频繁的检修,必然增加不安全因素,影响安全生产。
3 导致脱硫系统堵塔的原因
(1)脱硫系统的指标控制。
(2)气温低时在液相加热。把这一项单独列出,是因为这是现在氮肥企业的普遍做法,或许是没有办法的办法,或许是还没有认识到这样做的危害。
(3)脱硫塔内件的选择。
(4)没有选择合适的脱硫剂。
(5)再生效果差,贫液中硫含量高。
(6)硫回收的质量。
(7)前工段的除尘效果。
4 防止脱硫系统堵塔的应对措施
4.1 严格控制各项工艺指标
温度是脱硫系统正常运行的关键因素,温度低了液体粘度大,脱硫效果差,温度高了副盐生成多,也不利于H2S的吸收。有人做过试验,只要脱硫液温度高于45℃,特别是Na2S2O3和Na2SO4的生成率会直线上升。而且再生温度过高时,再生槽虚泡严重,硫颗粒聚合和浮选困难,致使贫液中悬浮硫逐步升高。一般脱硫温度应控制在38℃~~42℃为宜,最低不低于35℃,最高不能高于45℃。
pH值也是化学反应的一个重要因素,脱硫反应同样要严格控制再生液的pH值,一般要控制在8.2~8.8之间,生产中尽量避免pH值高于9.0。当溶液的pH值大于9.2时,副盐的生成率也会直线上升。
脱硫液的主要成分,则要根据生产工艺及时调整,同时严格控制脱硫液中的悬浮硫和副盐含量。
4.2 合理的提温手段
好多企业,特别是北方的企业,为了在冬季气温低时提高脱硫液温度,惯常的做法是给脱硫液加个蒸汽加热器,直接用蒸汽将脱硫液加热。还有一些企业是在再生槽底部增加蒸汽盘管或直接通入蒸汽。我厂原先也是这样做的,2010年我们在脱硫塔煤气进口管上,加了个蒸汽夹套,用蒸汽加热煤气,效果不错,如果热量不够还可以在煤气管上直接通入蒸汽提温。