脫硫幾個問題的設(shè)想與建議
作者/來源:河北易甲栲膠有限公司 日期:2012-01-12 點擊量:804
前言
脫硫技術(shù)近幾年來在同仁們的共同努力下取得了長足的進展，然而仍有些存在問題尚未徹底解決，在實踐中又出現(xiàn)了些新的問題。還有一些問題有爭議，仍需深入研究。比如：再生的設(shè)備是高塔好或自吸空氣再生氧化槽好，仍未有統(tǒng)一的認(rèn)識。目前，焦?fàn)t氣脫硫系統(tǒng)仍用高塔的居多，合成氨廠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，有的廠認(rèn)為把并流改為逆流好，如 1985年淮南化工總廠經(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，年收益百萬元以上。再生氧化槽的溶液停留時間各廠也不一樣，從 6min 到 40 min 均有，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
在運行中出現(xiàn)硫泡沫時有時無，如何做到穩(wěn)定溢流，許多老廠也未得到完全的解決。栲膠法和 888法目前國內(nèi)用得比較廣泛， 但個別廠也有用得不太理想的， 出現(xiàn)一些問題急待解決。 干法脫硫也還有些問題，比如精脫硫中的有機硫釋放問題如何避免。
我想脫硫中的許多問題可能與硫磺的多種形態(tài)的性質(zhì)有一定的關(guān)系， 現(xiàn)把硫磺的性質(zhì)與脫硫有點關(guān)系的部分摘錄出來便于同行們參閱，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題和科技進步等大膽提點設(shè)想和建議，盼能起點拋磚引玉的作用。
1 脫硫幾個問題的設(shè)想與建議
脫硫的方法有干法和濕法兩大類。兩類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(yīng)用最廣泛。因濕式氧化法具有很多優(yōu)點，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)點之一。該法雖然已廣泛應(yīng)用幾十了，但至今許多存在問題仍未得到很好解決，工藝方案也很難做到完善。我設(shè)想，脫硫過程中出現(xiàn)一些問題，應(yīng)結(jié)合硫磺的性質(zhì)進行思考才能夠找出答案，并采取措施去解決。
（1）對再生的硫泡沫時有時無問題應(yīng)側(cè)重進行研究，研討總結(jié)，找出原因制定對策
在脫硫的運行過程中經(jīng)常會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了，或者硫泡沫層變薄了，硫磺不好分離，但過幾天又可能恢復(fù)正常了，溶液進入脫硫與再生的良性循環(huán)。但有時因催化劑的變更造成的硫泡沫出不來，很難通過調(diào)節(jié)工藝條件來解決的。如河南某化肥廠，2004 年底大檢修時更換些設(shè)備，更新脫硫液，仍用同一種脫硫催化劑，但用新生產(chǎn)的，開車后 3個多月出不來硫泡沫，催化劑生產(chǎn)廠家來現(xiàn)場也無能為力。又如石家莊化肥廠半水煤氣脫硫系統(tǒng) 1983 年開始采用栲膠法，運行一直良好，于 1997 年 1 月改用某廠生產(chǎn)的栲膠，然而投料不久硫泡沫沒了，溶液渾濁不清，析出來的硫成絮狀，但很粘，撈一把放在手上能往下拉成長絲，沒法過濾分離，生產(chǎn)廠家技術(shù)人員來后也設(shè)法解決。當(dāng)時筆者應(yīng)邀參加攻關(guān)，提出恢復(fù)原用栲膠的建議。當(dāng)采納后，3天后好轉(zhuǎn)，出了大量硫泡沫，5天后就恢復(fù)了正常。這種情況屬于同一類型催化劑，改變型號后造成硫泡沫時有時無的問題。
眾所周知，濕式氧化法脫硫的關(guān)鍵是再生。再生包括恢復(fù)催化劑的活性和浮選分離硫磺。硫磺出不來危害甚大，有時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(yīng)下力量進行研究，找出因果關(guān)系來。
（2）對硫回收的方法應(yīng)進一步研究改進和完善
硫回收通常指硫泡沫的過濾和熔硫兩部分。目前，硫回收系統(tǒng)五花八門很不一致，如過濾設(shè)備有用離心機的，有用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機的，有用壓濾機的，有用戈爾法薄膜過濾的，還有用高分子精密微孔過濾機的。熔硫釜有間斷式的，連續(xù)式的，連續(xù)式的又有多家生產(chǎn)的不同型號。對過濾和熔硫的設(shè)備有的氮肥廠也不完善，有的只有過濾機沒有熔硫釜，有的半脫和變脫兩個系統(tǒng)共用 1臺熔硫釜，有的甚至過濾機和熔硫釜都沒有。對設(shè)備不齊全和不配套的，硫回收量少，環(huán)境污染較嚴(yán)重。這樣的單位應(yīng)盡快完善硫回收系統(tǒng)。這就存在個選擇什么方法和設(shè)備較好的問題，所以脫硫行業(yè)應(yīng)對硫回收的方法和設(shè)備有個綜合評議和指導(dǎo)的意見。
硫回收技術(shù)也應(yīng)經(jīng)常交流和提高，有些先進經(jīng)驗及時推廣。有些廠根據(jù)硫的加溫過程的物態(tài)變化進行了改進效果很好。如液體硫的粘度在 120~154 ℃時是隨溫度的升高而下降的，浙江巨化廠的熔硫溫度提高到 150 ℃后，效果不錯。又如某化肥廠的真空過濾熔硫系統(tǒng)在操作上改進后效果也很好，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(xù)熔硫法和戈爾法近幾年也有許多改進，生產(chǎn)廠家也應(yīng)進行總結(jié)，加強對用戶的指導(dǎo)，不完善的地方要盡快采取措施改進。
（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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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。對這一問題，
長春東獅科貿(mào)實業(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(jié)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(xiàn)正在加強研究， 提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確度和完善分析方法。
其它方法的催化劑生產(chǎn)廠家也應(yīng)盡快完善分析方法的。
以上談到的脫硫問題只限于對氣體中 H2S 的脫除方面的，這些問題只是脫硫領(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)中又有無機硫化物和有機硫化物的脫除，無機硫包括 H2S和 SO2 等。按目前的要求，把氣體中硫化物分離脫除下來只是完成任務(wù)的一半，脫下的東西要轉(zhuǎn)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，從氣體中脫下來的 H2S 轉(zhuǎn)化成硫磺，技術(shù)上是沒什么問題了，但仍存有硫回收率和產(chǎn)品質(zhì)量要進一步提高的問題。而對煙氣中的嚴(yán)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(yīng)生成硫：
SO2＋C → CO2＋1/2S2
和硫化氫反應(yīng)能生成硫：
SO2＋2H2S → 1.5S2＋H2O
和 CO反應(yīng)也能生成硫：
SO2＋2CO → 2CO2＋1/2S2
誠然，化學(xué)反應(yīng)能否在工業(yè)上利用，要看是否找到合適的條件，這就有個研究探索的問題。
2 小結(jié)
焦?fàn)t煤氣、半水煤氣中的 H2S和電廠煙氣中 SO2（用煤發(fā)電時）都是從煤中得來的，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(xì)菌脫除煤中硫的報導(dǎo)了。總之，對這一課題我們也應(yīng)加強研究，早出成果，為返還人類社會生存環(huán)境的美好藍(lán)天多做點貢獻。
脫硫技術(shù)近幾年來在同仁們的共同努力下取得了長足的進展，然而仍有些存在問題尚未徹底解決，在實踐中又出現(xiàn)了些新的問題。還有一些問題有爭議，仍需深入研究。比如：再生的設(shè)備是高塔好或自吸空氣再生氧化槽好，仍未有統(tǒng)一的認(rèn)識。目前，焦?fàn)t氣脫硫系統(tǒng)仍用高塔的居多，合成氨廠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，有的廠認(rèn)為把并流改為逆流好，如 1985年淮南化工總廠經(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，年收益百萬元以上。再生氧化槽的溶液停留時間各廠也不一樣，從 6min 到 40 min 均有，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
在運行中出現(xiàn)硫泡沫時有時無，如何做到穩(wěn)定溢流，許多老廠也未得到完全的解決。栲膠法和 888法目前國內(nèi)用得比較廣泛， 但個別廠也有用得不太理想的， 出現(xiàn)一些問題急待解決。 干法脫硫也還有些問題，比如精脫硫中的有機硫釋放問題如何避免。
我想脫硫中的許多問題可能與硫磺的多種形態(tài)的性質(zhì)有一定的關(guān)系， 現(xiàn)把硫磺的性質(zhì)與脫硫有點關(guān)系的部分摘錄出來便于同行們參閱，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題和科技進步等大膽提點設(shè)想和建議，盼能起點拋磚引玉的作用。
1 脫硫幾個問題的設(shè)想與建議
脫硫的方法有干法和濕法兩大類。兩類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(yīng)用最廣泛。因濕式氧化法具有很多優(yōu)點，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)點之一。該法雖然已廣泛應(yīng)用幾十了，但至今許多存在問題仍未得到很好解決，工藝方案也很難做到完善。我設(shè)想，脫硫過程中出現(xiàn)一些問題，應(yīng)結(jié)合硫磺的性質(zhì)進行思考才能夠找出答案，并采取措施去解決。
（1）對再生的硫泡沫時有時無問題應(yīng)側(cè)重進行研究，研討總結(jié)，找出原因制定對策
在脫硫的運行過程中經(jīng)常會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了，或者硫泡沫層變薄了，硫磺不好分離，但過幾天又可能恢復(fù)正常了，溶液進入脫硫與再生的良性循環(huán)。但有時因催化劑的變更造成的硫泡沫出不來，很難通過調(diào)節(jié)工藝條件來解決的。如河南某化肥廠，2004 年底大檢修時更換些設(shè)備，更新脫硫液，仍用同一種脫硫催化劑，但用新生產(chǎn)的，開車后 3個多月出不來硫泡沫，催化劑生產(chǎn)廠家來現(xiàn)場也無能為力。又如石家莊化肥廠半水煤氣脫硫系統(tǒng) 1983 年開始采用栲膠法，運行一直良好，于 1997 年 1 月改用某廠生產(chǎn)的栲膠，然而投料不久硫泡沫沒了，溶液渾濁不清，析出來的硫成絮狀，但很粘，撈一把放在手上能往下拉成長絲，沒法過濾分離，生產(chǎn)廠家技術(shù)人員來后也設(shè)法解決。當(dāng)時筆者應(yīng)邀參加攻關(guān)，提出恢復(fù)原用栲膠的建議。當(dāng)采納后，3天后好轉(zhuǎn)，出了大量硫泡沫，5天后就恢復(fù)了正常。這種情況屬于同一類型催化劑，改變型號后造成硫泡沫時有時無的問題。
眾所周知，濕式氧化法脫硫的關(guān)鍵是再生。再生包括恢復(fù)催化劑的活性和浮選分離硫磺。硫磺出不來危害甚大，有時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(yīng)下力量進行研究，找出因果關(guān)系來。
（2）對硫回收的方法應(yīng)進一步研究改進和完善
硫回收通常指硫泡沫的過濾和熔硫兩部分。目前，硫回收系統(tǒng)五花八門很不一致，如過濾設(shè)備有用離心機的，有用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機的，有用壓濾機的，有用戈爾法薄膜過濾的，還有用高分子精密微孔過濾機的。熔硫釜有間斷式的，連續(xù)式的，連續(xù)式的又有多家生產(chǎn)的不同型號。對過濾和熔硫的設(shè)備有的氮肥廠也不完善，有的只有過濾機沒有熔硫釜，有的半脫和變脫兩個系統(tǒng)共用 1臺熔硫釜，有的甚至過濾機和熔硫釜都沒有。對設(shè)備不齊全和不配套的，硫回收量少，環(huán)境污染較嚴(yán)重。這樣的單位應(yīng)盡快完善硫回收系統(tǒng)。這就存在個選擇什么方法和設(shè)備較好的問題，所以脫硫行業(yè)應(yīng)對硫回收的方法和設(shè)備有個綜合評議和指導(dǎo)的意見。
硫回收技術(shù)也應(yīng)經(jīng)常交流和提高，有些先進經(jīng)驗及時推廣。有些廠根據(jù)硫的加溫過程的物態(tài)變化進行了改進效果很好。如液體硫的粘度在 120~154 ℃時是隨溫度的升高而下降的，浙江巨化廠的熔硫溫度提高到 150 ℃后，效果不錯。又如某化肥廠的真空過濾熔硫系統(tǒng)在操作上改進后效果也很好，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(xù)熔硫法和戈爾法近幾年也有許多改進，生產(chǎn)廠家也應(yīng)進行總結(jié)，加強對用戶的指導(dǎo)，不完善的地方要盡快采取措施改進。
（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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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。對這一問題，
長春東獅科貿(mào)實業(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(jié)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(xiàn)正在加強研究， 提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確度和完善分析方法。
其它方法的催化劑生產(chǎn)廠家也應(yīng)盡快完善分析方法的。
以上談到的脫硫問題只限于對氣體中 H2S 的脫除方面的，這些問題只是脫硫領(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)中又有無機硫化物和有機硫化物的脫除，無機硫包括 H2S和 SO2 等。按目前的要求，把氣體中硫化物分離脫除下來只是完成任務(wù)的一半，脫下的東西要轉(zhuǎn)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，從氣體中脫下來的 H2S 轉(zhuǎn)化成硫磺，技術(shù)上是沒什么問題了，但仍存有硫回收率和產(chǎn)品質(zhì)量要進一步提高的問題。而對煙氣中的嚴(yán)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(yīng)生成硫：
SO2＋C → CO2＋1/2S2
和硫化氫反應(yīng)能生成硫：
SO2＋2H2S → 1.5S2＋H2O
和 CO反應(yīng)也能生成硫：
SO2＋2CO → 2CO2＋1/2S2
誠然，化學(xué)反應(yīng)能否在工業(yè)上利用，要看是否找到合適的條件，這就有個研究探索的問題。
2 小結(jié)
焦?fàn)t煤氣、半水煤氣中的 H2S和電廠煙氣中 SO2（用煤發(fā)電時）都是從煤中得來的，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(xì)菌脫除煤中硫的報導(dǎo)了。總之，對這一課題我們也應(yīng)加強研究，早出成果，為返還人類社會生存環(huán)境的美好藍(lán)天多做點貢獻。