1、前言

天鐵焦化廠現(xiàn)有 58-Ⅰ型 42 孔焦爐一座， 58-Ⅱ型 42 孔焦爐兩座， JN43-80 型 42 孔焦爐一座，年產焦炭能力112萬t 2006年為了適應生產的需要投資3000余萬元，新建了脫硫脫氰系統(tǒng)來去除煤氣中的H₂S 和 HCN 脫硫脫氰系統(tǒng)自 2007 年 5 月底投產以后，脫硫系統(tǒng)先后發(fā)現(xiàn)脫硫液pH值偏低偏高、副鹽增長迅速、脫硫塔防腐層的脫落漏腐蝕嚴重等多項問題，針對存在的這些多項技術改造，使生產日漸趨于正常。

2、脫硫系統(tǒng)工藝概述

脫硫工藝見圖1

來自鼓冷工段的粗煤氣經預冷塔預冷后，進入一級脫硫再生塔的脫硫段下部,與塔頂噴淋下來的脫硫貧液逆流接觸洗滌，發(fā)生如下反應:

NH₃+H₂O=NH₄OH；H₂S+NH₄OH=NH₄HS+H₂O；NH₄OH+HCN=NH₄CN+H₂O；

NH4OH+CO₂=NH₄HCO₃；NH₄HS+NH₄HCO₃+(X-1)S=(NH₄)₂S_x+CO₂+H₂O

吸收了 H₂S 和 HCN 的脫硫液至脫硫塔底槽，補充催化劑溶液，用溶液循環(huán)泵抽送至位于脫硫再生塔頂?shù)膰娚溲趸偕?，再生塔頂部噴嘴同時自吸空氣，在催化劑的作用下進行氧化再生 反應原理如下:

NH₄HS+1/2O₂=S +NH₄OH；(NH₄)₂S_x+O₂=S_x +2NH₄OH

再生后的溶液經過液位調節(jié)器自流入脫硫段頂部循環(huán)使用從一級脫硫系統(tǒng)凈化后的煤氣依次進入二、三級脫硫系統(tǒng)

從脫硫再生塔溢流出來的硫泡沫自流到泡沫槽，分離出的清液自流返回脫硫系統(tǒng) 濃縮后的硫泡沫用泵打入熔硫裝置進行熔融，熔融后產生的清液流回脫硫系統(tǒng)，生產的硫磺放入冷卻盤，然后外運

3、存在的問題及處理方法

脫硫系統(tǒng)在投產之后，存在一些問題，影響系統(tǒng)的正常運行，如脫硫液堿度偏低、脫硫液溫度高、脫硫液中的副鹽增長迅速、脫硫塔內防腐層脫落、熔硫釜堵塞現(xiàn)象嚴重等這些問題的存在，使得脫硫系統(tǒng)脫硫效果不好，一直未達到生產目標。針對存在的這些問題，我廠進行了多項技術改造，使生產狀況得到了大大的改善

3.1 脫硫液的堿度偏低

溶液吸收H₂S為酸堿中和反應，因此溶液的總堿度和NH4+濃度是影響吸收過程的主要因素，在一定范圍內氣體凈化度、溶液的硫容量、總傳質系數(shù)隨著NH₄⁺濃度的增加而增加，總堿度越高，pH值越大。

對脫硫系統(tǒng)中NH₄⁺的補充是通過將硫銨工段蒸氨塔中蒸出的氨氣送入脫硫塔進行補充，但由于從蒸氨塔中出來的氨氣溫度高達85^oC- 95^oC，在氨氣溶入脫硫液后，不僅使脫硫液的溫度提高了3^oC-5^oC ,而且使脫硫液中氨氣的揮發(fā)嚴重，浪費了大量的資源。針對這個問題，在蒸氨工序增加了一個 90 m³的氨氣冷凝冷卻器，對蒸氨塔出來的氨氣進行冷卻后，連續(xù)向脫硫系統(tǒng)進行補充，保證了脫硫系統(tǒng)堿度的穩(wěn)定

3.2 脫硫液溫度高

脫硫液吸收H₂S為放熱反應，降溫對吸收H₂S有利，再生反應隨著溫度升高而加快，但溫度過高則對硫結晶增大不利。同時也影響溶液粘度和表面張力，對浮選不利。當溫度超過45^oC時，副反應速度明顯加快，超過50^oC副鹽生成急劇上升。以氨水為堿源時，再生溫度應不超過40^oC。

脫硫系統(tǒng)原來由于將蒸氨塔出來的85^oC- 95^oC高溫氨氣及熔硫釜出來的溫度高達95^oC左右的熔硫清液加入系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的操作溫度偏高，系統(tǒng)脫硫液的溫度經常保持在40^oC以上，最高時高達49^oC，這嚴重影響了脫硫塔的脫硫效果。針對這兩個問題，增加了氨水冷凝冷卻器并更換了新的熔硫釜，在增加了氨水冷凝冷卻器以后，進入脫硫塔的氨水溫度在37^oC左右。在更換了新的熔硫釜之后，回流到脫硫系統(tǒng)的清液溫度也下降到了60^oC左右，使得脫硫系統(tǒng)的脫硫液溫度基本保持在40^oC以下，達到了生產的操作要求。

3.3 脫硫系統(tǒng)副鹽增長迅速

NH₄CNS濃度高，不但會影響到系統(tǒng)中H₂S的平衡分壓，而且由于它們在溶液中的不斷積累，會降低系統(tǒng)中有效組分的濃度 而且它們易從溶液中析出，破壞脫硫系統(tǒng)的正常工藝條件 副鹽的生成快慢與脫硫液中催化劑是否處于正常狀態(tài)。硫顆粒是否及時分離提取、再生塔的空氣量波動大小及系統(tǒng)脫硫液堿度、溫度有關系；此外脫硫液溫度過高，也會使系統(tǒng)中副鹽的生成反應加劇。

副鹽對系統(tǒng)的正常運行存在著許多危害，首先容易使催化劑中毒，增加催化劑的使用量；溫差大使副鹽容易結晶，脫硫液中由于存在這些微小結晶顆粒，容易使循環(huán)泵的葉輪損壞，增加泵的檢修頻率，影響生產的穩(wěn)定性 在冬季檢修時間長時，副鹽大量結晶，嚴重時會堵塞管道。

針對副鹽的生成，為保持生產的穩(wěn)定，我們控制預冷塔后的溫度保持在30^oC以下。及時提取再生泡沫，保持再生的空氣進量，減緩副鹽的生成，每周分析脫硫液中的副鹽含量2-3次，當濃度超過標準后，及時排出一部分脫硫液，降低脫硫液中副鹽含量，但這樣就產生了大量的脫硫廢液。開工以來，一直把脫硫廢液混入煤場煤中，這不但污染了環(huán)境，使配合煤的水分、硫分升高，而且浪費了這些脫硫液中所包含的副鹽資源。為此，我廠投資興建了副鹽提取裝置，計劃在2009年前半年投產，到時副鹽的問題就能得到根本的解決

3.4 脫硫塔內防腐層的脫落

脫硫液是具有強腐蝕性地，對設備的危害很大，因此一般的脫硫塔都會進行內防腐，我廠脫硫塔也對脫硫塔進行了重防腐。但是在系統(tǒng)運行了半年多之后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內防腐層發(fā)生了脫落，開始堵塞脫硫塔的噴頭，造成系統(tǒng)流量和壓力提不上去，達不到工藝要求。這個問題如不及時解決，將會減少脫硫系統(tǒng)的使用壽命。因此重新采用玻璃鋼對脫硫塔進行了內防腐，目前，1號脫硫塔的內防腐已經完成，2、3號脫硫塔的防腐工作正在進行。

3.5 熔硫釜堵塞

原使用的熔硫系統(tǒng)包括了熔硫釜 沉降槽，換熱器等設備，它的工藝流程是硫泡沫用泵經過換熱器與熔硫清液換熱后，進入熔硫釜，熔硫釜出來的熔硫清液經過沉降槽沉降后，經換熱器流回脫硫塔 在投產使用之后不久，由于熔硫清液中含有一定的硫，經過一定時間的積累后，換熱器首先出現(xiàn)了堵塞，無法繼續(xù)使用 原使用的熔硫釜結構復雜，在使用過程中經常出現(xiàn)進出口管道堵塞現(xiàn)象，使得操作人員需要經常清理，在清理過程中，部分脫硫清液流到了熔硫釜上，由于脫硫清液中含有硫，具有強烈的腐蝕性，一段時間后，熔硫釜腐蝕日漸嚴重，最終無法使用。

結合投產以來的使用經驗，于2008年10月份引進了石家莊生產的內分式熔硫釜，該熔硫釜結構簡單，操作方便，自投產使用后，未發(fā)生問題，降低了操作人員的勞動強度，由于不需要檢修，操作環(huán)境也得到了大大的改善 同時在更換了新熔硫釜之后，我廠粗硫磺的質量也有了很大的提高

4、結論

脫硫脫氰系統(tǒng)在經過了一年多生產運行后，針對存在的問題進行了多次改造，系統(tǒng)運行質量正在逐步的好轉，雖然還有部分的改造項目還在進行，但目前三塔串聯(lián)運行，塔后煤氣含H₂S濃度已從改造前的大于500mg/m³，降低到現(xiàn)在的小于150mg/m³說明改造是成功的。

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