脫硫幾個(gè)問(wèn)題的設想與建議
作者/來(lái)源:河北易甲栲膠有限公司 日期:2012-01-12 點(diǎn)擊量:643
前言
脫硫技術(shù)近幾年來(lái)在同仁們的共同努力下取得了長(cháng)足的進(jìn)展，然而仍有些存在問(wèn)題尚未徹底解決，在實(shí)踐中又出現了些新的問(wèn)題。還有一些問(wèn)題有爭議，仍需深入研究。比如：再生的設備是高塔好或自吸空氣再生氧化槽好，仍未有統一的認識。目前，焦爐氣脫硫系統仍用高塔的居多，合成氨廠(chǎng)大都改用再生氧化槽了。高塔再生的氣液流向也有不同看法，有的廠(chǎng)認為把并流改為逆流好，如 1985年淮南化工總廠(chǎng)經(jīng)改為逆流后取得了溶液中的懸浮硫降低、硫回收率提高、脫硫塔阻力上升減緩等效果，年收益百萬(wàn)元以上。再生氧化槽的溶液停留時(shí)間各廠(chǎng)也不一樣，從 6min 到 40 min 均有，沒(méi)有統一的標準。
在運行中出現硫泡沫時(shí)有時(shí)無(wú)，如何做到穩定溢流，許多老廠(chǎng)也未得到完全的解決。栲膠法和 888法目前國內用得比較廣泛， 但個(gè)別廠(chǎng)也有用得不太理想的， 出現一些問(wèn)題急待解決。 干法脫硫也還有些問(wèn)題，比如精脫硫中的有機硫釋放問(wèn)題如何避免。
我想脫硫中的許多問(wèn)題可能與硫磺的多種形態(tài)的性質(zhì)有一定的關(guān)系， 現把硫磺的性質(zhì)與脫硫有點(diǎn)關(guān)系的部分摘錄出來(lái)便于同行們參閱，也許在脫硫攻關(guān)和科研中有所裨益的。另外對解決脫硫的一些問(wèn)題和科技進(jìn)步等大膽提點(diǎn)設想和建議，盼能起點(diǎn)拋磚引玉的作用。
1 脫硫幾個(gè)問(wèn)題的設想與建議
脫硫的方法有干法和濕法兩大類(lèi)。兩類(lèi)方法我國目前都在用，但以濕法為主。濕法中又以濕式氧化法應用最廣泛。因濕式氧化法具有很多優(yōu)點(diǎn)，該法能把從氣體中脫出的硫加工成硫磺副產(chǎn)品，既回收了資源，減少了環(huán)境污染，又為企業(yè)增加收入，這就是其中優(yōu)點(diǎn)之一。該法雖然已廣泛應用幾十了，但至今許多存在問(wèn)題仍未得到很好解決，工藝方案也很難做到完善。我設想，脫硫過(guò)程中出現一些問(wèn)題，應結合硫磺的性質(zhì)進(jìn)行思考才能夠找出答案，并采取措施去解決。
（1）對再生的硫泡沫時(shí)有時(shí)無(wú)問(wèn)題應側重進(jìn)行研究，研討總結，找出原因制定對策
在脫硫的運行過(guò)程中經(jīng)常會(huì )碰到工況情況略有變化，可能就影響到再生的硫泡沫出不來(lái)了，或者硫泡沫層變薄了，硫磺不好分離，但過(guò)幾天又可能恢復正常了，溶液進(jìn)入脫硫與再生的良性循環(huán)。但有時(shí)因催化劑的變更造成的硫泡沫出不來(lái)，很難通過(guò)調節工藝條件來(lái)解決的。如河南某化肥廠(chǎng)，2004 年底大檢修時(shí)更換些設備，更新脫硫液，仍用同一種脫硫催化劑，但用新生產(chǎn)的，開(kāi)車(chē)后 3個(gè)多月出不來(lái)硫泡沫，催化劑生產(chǎn)廠(chǎng)家來(lái)現場(chǎng)也無(wú)能為力。又如石家莊化肥廠(chǎng)半水煤氣脫硫系統 1983 年開(kāi)始采用栲膠法，運行一直良好，于 1997 年 1 月改用某廠(chǎng)生產(chǎn)的栲膠，然而投料不久硫泡沫沒(méi)了，溶液渾濁不清，析出來(lái)的硫成絮狀，但很粘，撈一把放在手上能往下拉成長(cháng)絲，沒(méi)法過(guò)濾分離，生產(chǎn)廠(chǎng)家技術(shù)人員來(lái)后也設法解決。當時(shí)筆者應邀參加攻關(guān)，提出恢復原用栲膠的建議。當采納后，3天后好轉，出了大量硫泡沫，5天后就恢復了正常。這種情況屬于同一類(lèi)型催化劑，改變型號后造成硫泡沫時(shí)有時(shí)無(wú)的問(wèn)題。
眾所周知，濕式氧化法脫硫的關(guān)鍵是再生。再生包括恢復催化劑的活性和浮選分離硫磺。硫磺出不來(lái)危害甚大，有時(shí)就得變更脫硫催化劑。硫泡沫的形成除與催化劑有關(guān)外，還與其它因素有關(guān)。所以對影響的因素應下力量進(jìn)行研究，找出因果關(guān)系來(lái)。
（2）對硫回收的方法應進(jìn)一步研究改進(jìn)和完善
硫回收通常指硫泡沫的過(guò)濾和熔硫兩部分。目前，硫回收系統五花八門(mén)很不一致，如過(guò)濾設備有用離心機的，有用真空轉鼓過(guò)濾機的，有用壓濾機的，有用戈爾法薄膜過(guò)濾的，還有用高分子精密微孔過(guò)濾機的。熔硫釜有間斷式的，連續式的，連續式的又有多家生產(chǎn)的不同型號。對過(guò)濾和熔硫的設備有的氮肥廠(chǎng)也不完善，有的只有過(guò)濾機沒(méi)有熔硫釜，有的半脫和變脫兩個(gè)系統共用 1臺熔硫釜，有的甚至過(guò)濾機和熔硫釜都沒(méi)有。對設備不齊全和不配套的，硫回收量少，環(huán)境污染較嚴重。這樣的單位應盡快完善硫回收系統。這就存在個(gè)選擇什么方法和設備較好的問(wèn)題，所以脫硫行業(yè)應對硫回收的方法和設備有個(gè)綜合評議和指導的意見(jiàn)。
硫回收技術(shù)也應經(jīng)常交流和提高，有些先進(jìn)經(jīng)驗及時(shí)推廣。有些廠(chǎng)根據硫的加溫過(guò)程的物態(tài)變化進(jìn)行了改進(jìn)效果很好。如液體硫的粘度在 120~154 ℃時(shí)是隨溫度的升高而下降的，浙江巨化廠(chǎng)的熔硫溫度提高到 150 ℃后，效果不錯。又如某化肥廠(chǎng)的真空過(guò)濾熔硫系統在操作上改進(jìn)后效果也很好，即高位泡沫槽的硫泡沫加溫至 65~70 ℃，靜置 20 min分層后，下層的硫直接放入熔硫釜，中間清液放回富液槽，最后將上層的硫泡沫放入熔硫釜，熔硫用過(guò)熱蒸汽加熱。這樣既提高了工作效率又提高了硫磺的質(zhì)量。連續熔硫法和戈爾法近幾年也有許多改進(jìn)，生產(chǎn)廠(chǎng)家也應進(jìn)行總結，加強對用戶(hù)的指導，不完善的地方要盡快采取措施改進(jìn)。
（3）對分析方法不完善的要盡快完善
脫硫的分析包括原材料質(zhì)量標準分析和氣體成分、液體成分、有機硫化物和副產(chǎn)品的分析。目前有些組分的分析準確率較低，有的甚至還不能分析。888 法、PDS 法的濃度在富液槽和貧液槽中采樣測定“888”和 PDS 含量相差很大。對這一問(wèn)題，
長(cháng)春東獅科貿實(shí)業(yè)有限公司很重視，針對貧液槽和富液槽中溶液的懸浮硫和結合硫含量不同，顏色有差異的情況，經(jīng)試驗研究，采取一些措施，已取得了初步的效果。 “888”在脫硫液中的濃度很低，溶液中的成分是多變的， 影響比色測定的因素很多， 現正在加強研究， 提高測定結果的準確度和完善分析方法。
其它方法的催化劑生產(chǎn)廠(chǎng)家也應盡快完善分析方法的。
以上談到的脫硫問(wèn)題只限于對氣體中 H2S 的脫除方面的，這些問(wèn)題只是脫硫領(lǐng)域冰山之一角。因脫硫領(lǐng)域包括氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的脫硫。氣態(tài)中又有無(wú)機硫化物和有機硫化物的脫除，無(wú)機硫包括 H2S和 SO2 等。按目前的要求，把氣體中硫化物分離脫除下來(lái)只是完成任務(wù)的一半，脫下的東西要轉化成可利用的硫磺回收，不對環(huán)境造成第二次污染，才算完成脫硫任務(wù)的。迄今，從氣體中脫下來(lái)的 H2S 轉化成硫磺，技術(shù)上是沒(méi)什么問(wèn)題了，但仍存有硫回收率和產(chǎn)品質(zhì)量要進(jìn)一步提高的問(wèn)題。而對煙氣中的嚴重危害大氣環(huán)境的二氧化硫，有的未脫除，有的只用石灰水洗一下，達不到合格要求，有些新的脫硫方法也未能將硫回收。
二氧化硫還原成單質(zhì)硫的方法很多，如和碳反應生成硫：
SO2＋C → CO2＋1/2S2
和硫化氫反應能生成硫：
SO2＋2H2S → 1.5S2＋H2O
和 CO反應也能生成硫：
SO2＋2CO → 2CO2＋1/2S2
誠然，化學(xué)反應能否在工業(yè)上利用，要看是否找到合適的條件，這就有個(gè)研究探索的問(wèn)題。
2 小結
焦爐煤氣、半水煤氣中的 H2S和電廠(chǎng)煙氣中 SO2（用煤發(fā)電時(shí)）都是從煤中得來(lái)的，若在源頭上將煤中的硫脫除，則是最佳的脫硫方法。目前已有利用細菌脫除煤中硫的報導了。總之，對這一課題我們也應加強研究，早出成果，為返還人類(lèi)社會(huì )生存環(huán)境的美好藍天多做點(diǎn)貢獻。
脫硫技術(shù)近幾年來(lái)在同仁們的共同努力下取得了長(cháng)足的進(jìn)展，然而仍有些存在問(wèn)題尚未徹底解決，在實(shí)踐中又出現了些新的問(wèn)題。還有一些問(wèn)題有爭議，仍需深入研究。比如：再生的設備是高塔好或自吸空氣再生氧化槽好，仍未有統一的認識。目前，焦爐氣脫硫系統仍用高塔的居多，合成氨廠(chǎng)大都改用再生氧化槽了。高塔再生的氣液流向也有不同看法，有的廠(chǎng)認為把并流改為逆流好，如 1985年淮南化工總廠(chǎng)經(jīng)改為逆流后取得了溶液中的懸浮硫降低、硫回收率提高、脫硫塔阻力上升減緩等效果，年收益百萬(wàn)元以上。再生氧化槽的溶液停留時(shí)間各廠(chǎng)也不一樣，從 6min 到 40 min 均有，沒(méi)有統一的標準。
在運行中出現硫泡沫時(shí)有時(shí)無(wú)，如何做到穩定溢流，許多老廠(chǎng)也未得到完全的解決。栲膠法和 888法目前國內用得比較廣泛， 但個(gè)別廠(chǎng)也有用得不太理想的， 出現一些問(wèn)題急待解決。 干法脫硫也還有些問(wèn)題，比如精脫硫中的有機硫釋放問(wèn)題如何避免。
我想脫硫中的許多問(wèn)題可能與硫磺的多種形態(tài)的性質(zhì)有一定的關(guān)系， 現把硫磺的性質(zhì)與脫硫有點(diǎn)關(guān)系的部分摘錄出來(lái)便于同行們參閱，也許在脫硫攻關(guān)和科研中有所裨益的。另外對解決脫硫的一些問(wèn)題和科技進(jìn)步等大膽提點(diǎn)設想和建議，盼能起點(diǎn)拋磚引玉的作用。
1 脫硫幾個(gè)問(wèn)題的設想與建議
脫硫的方法有干法和濕法兩大類(lèi)。兩類(lèi)方法我國目前都在用，但以濕法為主。濕法中又以濕式氧化法應用最廣泛。因濕式氧化法具有很多優(yōu)點(diǎn)，該法能把從氣體中脫出的硫加工成硫磺副產(chǎn)品，既回收了資源，減少了環(huán)境污染，又為企業(yè)增加收入，這就是其中優(yōu)點(diǎn)之一。該法雖然已廣泛應用幾十了，但至今許多存在問(wèn)題仍未得到很好解決，工藝方案也很難做到完善。我設想，脫硫過(guò)程中出現一些問(wèn)題，應結合硫磺的性質(zhì)進(jìn)行思考才能夠找出答案，并采取措施去解決。
（1）對再生的硫泡沫時(shí)有時(shí)無(wú)問(wèn)題應側重進(jìn)行研究，研討總結，找出原因制定對策
在脫硫的運行過(guò)程中經(jīng)常會(huì )碰到工況情況略有變化，可能就影響到再生的硫泡沫出不來(lái)了，或者硫泡沫層變薄了，硫磺不好分離，但過(guò)幾天又可能恢復正常了，溶液進(jìn)入脫硫與再生的良性循環(huán)。但有時(shí)因催化劑的變更造成的硫泡沫出不來(lái)，很難通過(guò)調節工藝條件來(lái)解決的。如河南某化肥廠(chǎng)，2004 年底大檢修時(shí)更換些設備，更新脫硫液，仍用同一種脫硫催化劑，但用新生產(chǎn)的，開(kāi)車(chē)后 3個(gè)多月出不來(lái)硫泡沫，催化劑生產(chǎn)廠(chǎng)家來(lái)現場(chǎng)也無(wú)能為力。又如石家莊化肥廠(chǎng)半水煤氣脫硫系統 1983 年開(kāi)始采用栲膠法，運行一直良好，于 1997 年 1 月改用某廠(chǎng)生產(chǎn)的栲膠，然而投料不久硫泡沫沒(méi)了，溶液渾濁不清，析出來(lái)的硫成絮狀，但很粘，撈一把放在手上能往下拉成長(cháng)絲，沒(méi)法過(guò)濾分離，生產(chǎn)廠(chǎng)家技術(shù)人員來(lái)后也設法解決。當時(shí)筆者應邀參加攻關(guān)，提出恢復原用栲膠的建議。當采納后，3天后好轉，出了大量硫泡沫，5天后就恢復了正常。這種情況屬于同一類(lèi)型催化劑，改變型號后造成硫泡沫時(shí)有時(shí)無(wú)的問(wèn)題。
眾所周知，濕式氧化法脫硫的關(guān)鍵是再生。再生包括恢復催化劑的活性和浮選分離硫磺。硫磺出不來(lái)危害甚大，有時(shí)就得變更脫硫催化劑。硫泡沫的形成除與催化劑有關(guān)外，還與其它因素有關(guān)。所以對影響的因素應下力量進(jìn)行研究，找出因果關(guān)系來(lái)。
（2）對硫回收的方法應進(jìn)一步研究改進(jìn)和完善
硫回收通常指硫泡沫的過(guò)濾和熔硫兩部分。目前，硫回收系統五花八門(mén)很不一致，如過(guò)濾設備有用離心機的，有用真空轉鼓過(guò)濾機的，有用壓濾機的，有用戈爾法薄膜過(guò)濾的，還有用高分子精密微孔過(guò)濾機的。熔硫釜有間斷式的，連續式的，連續式的又有多家生產(chǎn)的不同型號。對過(guò)濾和熔硫的設備有的氮肥廠(chǎng)也不完善，有的只有過(guò)濾機沒(méi)有熔硫釜，有的半脫和變脫兩個(gè)系統共用 1臺熔硫釜，有的甚至過(guò)濾機和熔硫釜都沒(méi)有。對設備不齊全和不配套的，硫回收量少，環(huán)境污染較嚴重。這樣的單位應盡快完善硫回收系統。這就存在個(gè)選擇什么方法和設備較好的問(wèn)題，所以脫硫行業(yè)應對硫回收的方法和設備有個(gè)綜合評議和指導的意見(jiàn)。
硫回收技術(shù)也應經(jīng)常交流和提高，有些先進(jìn)經(jīng)驗及時(shí)推廣。有些廠(chǎng)根據硫的加溫過(guò)程的物態(tài)變化進(jìn)行了改進(jìn)效果很好。如液體硫的粘度在 120~154 ℃時(shí)是隨溫度的升高而下降的，浙江巨化廠(chǎng)的熔硫溫度提高到 150 ℃后，效果不錯。又如某化肥廠(chǎng)的真空過(guò)濾熔硫系統在操作上改進(jìn)后效果也很好，即高位泡沫槽的硫泡沫加溫至 65~70 ℃，靜置 20 min分層后，下層的硫直接放入熔硫釜，中間清液放回富液槽，最后將上層的硫泡沫放入熔硫釜，熔硫用過(guò)熱蒸汽加熱。這樣既提高了工作效率又提高了硫磺的質(zhì)量。連續熔硫法和戈爾法近幾年也有許多改進(jìn)，生產(chǎn)廠(chǎng)家也應進(jìn)行總結，加強對用戶(hù)的指導，不完善的地方要盡快采取措施改進(jìn)。
（3）對分析方法不完善的要盡快完善
脫硫的分析包括原材料質(zhì)量標準分析和氣體成分、液體成分、有機硫化物和副產(chǎn)品的分析。目前有些組分的分析準確率較低，有的甚至還不能分析。888 法、PDS 法的濃度在富液槽和貧液槽中采樣測定“888”和 PDS 含量相差很大。對這一問(wèn)題，
長(cháng)春東獅科貿實(shí)業(yè)有限公司很重視，針對貧液槽和富液槽中溶液的懸浮硫和結合硫含量不同，顏色有差異的情況，經(jīng)試驗研究，采取一些措施，已取得了初步的效果。 “888”在脫硫液中的濃度很低，溶液中的成分是多變的， 影響比色測定的因素很多， 現正在加強研究， 提高測定結果的準確度和完善分析方法。
其它方法的催化劑生產(chǎn)廠(chǎng)家也應盡快完善分析方法的。
以上談到的脫硫問(wèn)題只限于對氣體中 H2S 的脫除方面的，這些問(wèn)題只是脫硫領(lǐng)域冰山之一角。因脫硫領(lǐng)域包括氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的脫硫。氣態(tài)中又有無(wú)機硫化物和有機硫化物的脫除，無(wú)機硫包括 H2S和 SO2 等。按目前的要求，把氣體中硫化物分離脫除下來(lái)只是完成任務(wù)的一半，脫下的東西要轉化成可利用的硫磺回收，不對環(huán)境造成第二次污染，才算完成脫硫任務(wù)的。迄今，從氣體中脫下來(lái)的 H2S 轉化成硫磺，技術(shù)上是沒(méi)什么問(wèn)題了，但仍存有硫回收率和產(chǎn)品質(zhì)量要進(jìn)一步提高的問(wèn)題。而對煙氣中的嚴重危害大氣環(huán)境的二氧化硫，有的未脫除，有的只用石灰水洗一下，達不到合格要求，有些新的脫硫方法也未能將硫回收。
二氧化硫還原成單質(zhì)硫的方法很多，如和碳反應生成硫：
SO2＋C → CO2＋1/2S2
和硫化氫反應能生成硫：
SO2＋2H2S → 1.5S2＋H2O
和 CO反應也能生成硫：
SO2＋2CO → 2CO2＋1/2S2
誠然，化學(xué)反應能否在工業(yè)上利用，要看是否找到合適的條件，這就有個(gè)研究探索的問(wèn)題。
2 小結
焦爐煤氣、半水煤氣中的 H2S和電廠(chǎng)煙氣中 SO2（用煤發(fā)電時(shí)）都是從煤中得來(lái)的，若在源頭上將煤中的硫脫除，則是最佳的脫硫方法。目前已有利用細菌脫除煤中硫的報導了。總之，對這一課題我們也應加強研究，早出成果，為返還人類(lèi)社會(huì )生存環(huán)境的美好藍天多做點(diǎn)貢獻。