浅谈再生效果对脱硫效率的影响
现在国内化肥及焦化厂脱硫大部分采用的是湿式氧化法。该脱硫方法主要由两部分构成：一部分为吸收系统，主要以脱硫塔为主以及其它配套设备；另一部分为再生系统，主要以再生槽（或再生塔）为主以及其它配套设备。一般来说，吸收部分主要影响煤气的脱硫效率，再生部分主要影响溶液中硫泡沫的生成及回收，但实际并不如此简单，二者之间存在着互为依托的有机联系。吸收不好会影响到硫泡沫的生成量及硫黄的回收率；同样，再生不好会影响煤气的脱硫效率。所以，在脱硫效率下降时，我们不仅要将眼光盯向吸收部分，查找原因，而且也要将眼光转向再生部分，考虑问题。下面，将我在售后服务过程中遇到的氧化再生部分出现的问题影响脱硫效率的典例进行分析，来与大家探讨，以便在今后脱硫系统出现问题时参考。
1 溶液在再生槽停留时间过长，影响溶液总碱度
湿式氧化再生设备现阶段主要有两种，一种为高塔再生，一种为低槽喷射再生。两种再生设备构造不同，工艺控制条件也有差异。再生塔因气液为滞流，再生时间要求较长，一般为30分钟以上。再生槽喷射喉管为湍流，再生时间要求较短，一般为12分钟以上。再生停留时间短了，都清楚影响溶液的氧化程度及硫泡沫的浮选效果。但停留时间长了呢，一般不会引起人们的关注。在某化肥厂因再生槽停留时间过长而影响了生产。
该化肥厂生产能力为8万吨/年合成氨。半水煤气气量约30000m3/h，入口H2S一般在2.5g/m3左右，出口H2S工艺控制在100～200mg/m3。脱硫塔为两台，串联运行，规格为φ4000和φ44000。其中φ4000为空塔溶液喷淋，φ42000下部为空塔溶液喷淋，上部仅有600mm高φ76阶梯环填料。采用喷射再生槽。槽内设有档板，档板间距一米，档板内底部铺有空气管，空气同高塔再生一样，由外部输入。今年3月15日脱硫系统检修后开车，开车时因脱硫液中碱度比较高，总碱度达到18g/L，脱硫出口H2S几乎检测不到。因此，将平常开的两台脱硫溶液泵停了一台，改为一台溶液泵运行，溶液泵铭牌标注流量为900m3/h，因溶液泵叶轮小，又无溶液计量表，故溶液循环量无法准确计量。但可以肯定的是，脱硫溶液循环量减少了一半，溶液循环量减少后在补碱量每天1200公斤不变的情况下，脱硫液的总碱度逐天下降，10天后脱硫液总碱度降至10 g/L以下，半水煤气出口H2S也控制不住，升至200mg/m3以上，无奈又开启了两台脱硫溶液泵，恢复到平常的溶液循环量，脱硫液中的总碱度又逐步升高至13 g/L，基本维持了不再波动。该厂脱硫技术人员估计脱硫液在开一台泵时，脱硫液在再生槽停留时间为50分钟以上，甚至更长一些。由于溶液在再生槽停留时间较长，便产生了过度氧化情况，使脱硫液中副反应速度增快，尤其是副盐Na2SO4含量增长速度快，该厂脱硫液分析Na2S2O3含量140 g/L，Na2SO4含量已达82 g/L。由于副盐的快速增长，消耗了大量的碱，使溶液的总碱度有了明显下降，进而影响到了脱硫效率。这是问题产生的根本原因。后来溶液循环量增加到正常时，总碱度也逐渐恢复，生产随之正常。
2 再生槽喷射器入口压力影响脱硫效率
再生槽喷射器主要由气室、喷嘴、喉管、扩散管、尾管组成。喷射器的制作质量和现场安装质量都会影响到脱硫液的再生质量，继而影响到脱硫效率。喷射器的选择就比较重要，一定要选择有技术实力和信誉好的正规厂家，这样才能保证再生系统的硬件不会出问题。例如某甲醇厂，就曾在这方面出过问题。
该厂再生槽设计安装的是某公司生产的玻璃钢喷射器，喷射器喷嘴φ32mm，喉管φ108mm，尾管φ219mm，但溶液入口管仅有φ65mm，操作溶液入口压力控制在0.40～0.45MPa。但在运行过程中一直处于不正常状态，喷射器喉管经常发生硫膏堵塞现象，频繁至一星期就要拆卸疏通一次，因喷射器是玻璃钢材质，疏通过程中经常破碎，无奈之下更换了我公司生产的喷射器，并采取了高位安装。更换喷射器后，喷射器喉管硫膏堵塞现象很少发生，更换半年运行中也仅个别几支喷射器疏通检查过。更为明显的是，更换喷射器后，再生槽硫泡沫生成量明显增多，硫黄产量由更换前的每天20盒（每盒约25公斤）增至80盒。经分析对比，我认为主要原因有两个，一个是我公司生产的喷射器质量明显优于更换前的喷射器；二是更换前的喷射器溶液入口管直径较小，造成喷射器溶液入口总管压力表指示0.40～0.45MPa，实际喷射器喷嘴处压力根本达不到，影响到喷射器抽吸空气量，造成硫硫液再生不好。
更换喷射器前该厂生产负荷处于较低水平，生产水煤气量为23000m3/h以下，入口硫2.3～2.5g/m3，脱硫塔两台串联运行，规格φ4400，内装三段φ76阶梯环，每段高5m，各段之间有槽式液体分布器，所以脱硫效率根本不存在问题。更换喷射器后，生产水煤气量逐渐增至33000m3/h，入口硫也增至3.2 g/m3左右，水煤气出口硫化氢也大幅超标，达到200mg/m3以上。而工艺要求控制在50mg/m3以下。当时认为主要原因在脱硫的吸收系统，因为在两台脱硫塔的A塔检修过程中，因脱硫效率不存在问题，为了防堵，少装了三分之一填料。另外，两塔的溶液循环量因填料碎片堵塞脱硫液进口喷头，造成两塔溶液循环总量由1000 m3/h减至700 m3/h，主观认为这是影响脱硫效率的主要原因。该厂为了增加产量，消除隐患，保证水煤气出口硫化氢达标，停车进行了检修，将少装的A塔填料恢复到以前的数量，溶液喷头进行了清理，溶液循环量检修后由700 m3/h增至1050 m3/h，但水煤气出口硫并未有明显降低，这才将目光转向了再生系统。当时再生槽喷射器溶液的入口压力0.45MPa，应该说也达到了喷射器入口压力指标，喷射器入口管φ133，也不存在卡脖子现象，喷射器也不存在明显的堵塞现象。看似没有什么太大问题，但在调整过程中，将喷射器溶液入口压力由0.45MPa增至0.55MPa后，情况有很大改观，再生槽硫泡沫明显增多，出口H2S也由200 mg/m3降至9 mg/m3。
从以上事例可以看出，脱硫再生系统不仅能影响硫泡沫的生成和浮选，而且也影响溶液再生的质量，进而影响到脱硫效率。一般来说，32#喷射器溶液入口压力0.45～0.5MPa即可，但也要根据再生槽设备的规格和脱硫液的黏度来考虑。如我们为该甲醇厂提供的喷射器尾管直径为φ159，而原来的是φ219。显然，φ219尾管溶液出口压力小于我们公司尾管配置。另外，φ219尾管的长度又比较高，达到10m左右，这样更致使尾管出口的溶液压力减小，影响到吸收空气量。也就影响了溶液的再生质量。同时也影响了硫泡沫的浮选。
脱硫溶液中的副盐含量也是影响再生效果的一个主要因素，尤其是再生溶液压力在临界点时反应更为灵敏。如某甲醇厂再生槽这种情况，稍一提溶液再生压力就有效果。该甲醇厂在刚开车时（其它厂也有这种情况）并没有感觉到再生槽溶液入口压力0.45MPa有什么大的影响，但随着水煤气量的增加，入口硫的增高，脱硫液中副盐的增长，导致脱硫液黏度增大，也就是脱硫液的比重增大，在相同的溶液压力下达到的再生效果完全不同。所以，在调节脱硫效率时，不仅考虑吸收系统，也要考虑再生系统，考虑再生系统时要参考再生设备规格和溶液粘度的影响，做到综合分析，有的放矢。
