山東某生物能源有限公司，主要是生產(chǎn)沼氣、有機(jī)肥研發(fā)銷售，病死動(dòng)物無(wú)害化處理的企業(yè)。沼氣脫硫采用Na₂CO₃水溶液為吸收劑的常壓濕式氧化脫硫法工藝。

1脫硫設(shè)備、工藝狀況

脫硫設(shè)備狀況：一臺(tái)脫硫塔直徑2m,散裝填料4層；上兩層裝填的是直徑50mm的階梯環(huán)，下兩層裝填的是直徑75mm的階梯環(huán)。一臺(tái)再生槽，6支24型自吸噴射器。貧液泵160m³/h兩臺(tái)，一開(kāi)一備；富液泵160m³/h兩臺(tái)，一開(kāi)一備。板框壓濾機(jī)過(guò)濾硫泡沫。

工藝狀況：投產(chǎn)運(yùn)行后，因?yàn)楦鞣N原因沒(méi)有達(dá)到滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，入塔沼氣流量約1000m³/h，H₂S含量在4000ppm濃度左右，塔后后硫化氫低于10mg/m³。采用長(zhǎng)春東獅科技（集團(tuán)）有限責(zé)任公司東獅牌DZS沼氣專用脫硫劑，在運(yùn)行過(guò)程中，主要問(wèn)題為脫硫塔硫堵塔。

2 原因分析

經(jīng)與該公司技術(shù)人員交流及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研了解：

2.1生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，富液泵打液量?jī)H為貧液泵的50%，從現(xiàn)場(chǎng)情況看，富液泵打液量過(guò)低原因有：a.泵的選型不對(duì)；b.泵進(jìn)出口閥有堵塞現(xiàn)象；c.泵出口管道有太多的彎頭，阻力大；d.再生噴射器有堵塞。

2.2正常生產(chǎn)一臺(tái)滿負(fù)荷的貧液泵需要對(duì)應(yīng)兩臺(tái)富液泵。為了節(jié)省電耗，該公司只開(kāi)一臺(tái)富液泵，減少貧液泵的打液量來(lái)平衡溶液循環(huán)，導(dǎo)致脫硫塔溶液循環(huán)量小，噴淋密度僅為25m³/h.m2。

2.3溶液循環(huán)量過(guò)低，再生壓力控制不當(dāng)，硫泡沫浮選不正常，造成脫硫貧液中的懸浮硫高。

2.4生產(chǎn)運(yùn)行不穩(wěn)定，經(jīng)常開(kāi)開(kāi)停停，造成設(shè)備內(nèi)沉積硫帶入循環(huán)溶液。

綜合上述情況造成脫硫塔硫堵的主要原因亦是噴淋密度過(guò)低，造成脫硫塔填料層脫硫液分布不均，有盲區(qū)、干區(qū)，產(chǎn)生硫淤積，久而久之就形成塔堵。

3 處理措施

3.1 檢查清理設(shè)備、管道、再生噴射器等淤堵問(wèn)題，扒出清洗脫硫塔填料；

3.2 改造處理泵出口管道有太多的彎頭，減少管道阻力；

3.3 脫硫塔溶液噴淋密度控制在指標(biāo)35~50m³/m².h，開(kāi)兩臺(tái)富液泵；

4 生產(chǎn)管理

4.1 保證脫硫液懸浮硫低于1.0g/L，加強(qiáng)再生槽的浮選和溢流；

4.2加強(qiáng)催化劑的濃度，溶液的組份的控制；

4.3脫硫液再生溫度低。

化學(xué)反應(yīng)要在一定的溫度下進(jìn)行，因?yàn)槿胨託鉁囟鹊?，脫硫液溫度提不上?lái)，再生溫度需控制在37~42℃為宜。建議在冬季脫硫液溫度低時(shí)，可以在貧液槽內(nèi)安裝加溫盤管；

4.4沼氣脫硫液中副鹽（Na₂SO₄+Na₂S₂O₃）小于250g/L；

4.4.1控制塔內(nèi)富液停留時(shí)間。

脫硫液中副鹽主要是Na₂SO₄、Na₂S₂O₃兩種，硫酸鈉的溶解度為４０，Ｎa₂Ｓ₂Ｏ_３為８０，溶液溶解度的大小是脫硫塔鹽堵的重要理論依據(jù)。副鹽形成化學(xué)反應(yīng)如下：

2NaHS+2O₂=Na₂S₂O₃+H₂O

2Na₂S₂O₃+O₂=2Na₂SO₄+2S

從以上的反應(yīng)式來(lái)看，Na₂S₂O₃的生成量主要取決于析硫的快慢和氧含量的多少，在脫硫塔中催化氧化析硫效果不好，就會(huì)造成溶液中的NaHS含量較高，若經(jīng)富液停留時(shí)間較短，到再生槽氧化再生還原過(guò)程中，溶液中的NaHS極易生成Na₂S₂O_3。若再生空氣量較大，停留時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)進(jìn)一步氧化成Na₂SO₄。硫酸鈉是最終副產(chǎn)物，會(huì)越積越多，達(dá)到一定濃度時(shí)，就會(huì)使溶液惡化，影響脫硫效果，使溶液腐蝕性加強(qiáng)。

4.4.2控制再生溶液溫度。

副鹽會(huì)造成原料消耗高，生產(chǎn)成本增加。每生成1克的Na₂SO₄耗純堿約0.37克；每生成1克的Na₂S₂O₃耗堿約0.75克；通過(guò)以上的數(shù)據(jù)就可以計(jì)算出脫硫里副鹽增加消耗的純堿數(shù)，所以副鹽的控制不可忽視。在生產(chǎn)實(shí)踐中，如能滿足脫硫后的工藝指標(biāo)，應(yīng)盡量控制低堿度，減少副鹽的增長(zhǎng)，降低系統(tǒng)阻力。控制影響副鹽的形成和溶液溫度的控制有密不可分的關(guān)系，當(dāng)溫度達(dá)到45℃以上副反應(yīng)加快，50℃以上急劇上升。尤其夏天，應(yīng)盡量保證溶液溫度穩(wěn)定。

4.4.3選用好的脫硫催化劑。

催化劑的質(zhì)量對(duì)副鹽的影響也較大，催化劑的氧化能力及溶液的攜氧量對(duì)副鹽的生成也會(huì)起至關(guān)重要的作用。

4 初步改造后的運(yùn)行情況

改造開(kāi)車后，檢查脫硫塔底部、再生槽底部，都沒(méi)有積硫現(xiàn)象發(fā)生，噴射器檢修后也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)管道硫堵，對(duì)泵出口管道改造，減少?gòu)濐^，富液泵循環(huán)量有好轉(zhuǎn)，但當(dāng)開(kāi)一臺(tái)富液泵時(shí)，貧液泵出口閥門還是不能全打開(kāi)運(yùn)行。為了保證脫硫塔的噴淋密度，目前，富液泵開(kāi)兩臺(tái)，一臺(tái)滿負(fù)荷和一臺(tái)半負(fù)荷運(yùn)行，脫硫效率正常，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷穩(wěn)定或變化時(shí)，穩(wěn)定調(diào)整溶液循環(huán)量，穩(wěn)定脫硫塔噴淋密度。是確保脫硫塔填料不堵的主要手段。當(dāng)系統(tǒng)停車時(shí)，脫硫塔停止進(jìn)沼氣時(shí)，建議脫硫系統(tǒng)的循環(huán)泵還運(yùn)行一段時(shí)間，確保將脫硫塔填料上的積硫溶入脫硫液中帶出，起到洗塔，清塔的效果。脫硫系統(tǒng)的脫硫、再生、硫回收這三個(gè)環(huán)節(jié)相互影響，各環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格執(zhí)行工藝指標(biāo)，若要保證脫硫系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，脫硫的工藝指標(biāo)的控制及現(xiàn)場(chǎng)操作和管理是密不可分的。

用大噴淋密度的方法預(yù)防填料積硫經(jīng)濟(jì)上不合理，采用無(wú)填料吸收設(shè)備是杜絕吸收塔硫堵的好辦法。

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