硫作为煤中的一种组份,当以煤为原料的化工生产中,硫及硫的化合物对生产过程中各种催化剂都有毒害作用;当以煤气为燃料时,其最终生成的SO2的排放会造成大气污染脱硫设备。
在当前的形势下,为降低成本,许多煤化工企业和冶炼、陶瓷、玻璃等以煤气为燃料的工业窑炉企业,开始或计划使用价格相对低廉的高硫煤;部分企业利用粉煤气化、水煤浆气化以及富氧连续制气等先进的煤气化工艺对原有的制气设备和工艺进行了更新换代,以适用烟煤、褐煤等更加低廉的煤种,进一步降低生产成本脱硫设备。而湿式氧化法脱硫做为煤气净化的传统工艺,其投资及对设备材质的要求较低,而且能适应各种浓度的无机硫的脱除。在今后相当长的一段时期内,湿式氧化法脱硫还会存在。
随着越来越多的企业开始劣质煤做原料或燃料,煤气中的H2S含量有了很大程度的提高,原有脱硫系统逐渐出现了系统出口H2S超标、系统阻力增大、堵塔等问题,使得脱硫系统逐渐成为许多企业长期稳定生产的制约因素脱硫设备。出现上述问题的主要原因是,原有脱硫系统的设计思路和性能参数无法适应高硫化氢含量(H2S含量>3g/Nm3)的操作环境,设备选型和参数不能满足实际需要。
下面从工艺和设备两个方面,对高硫化氢含量湿式氧化法脱硫系统的设计进行简单探讨脱硫设备。
1 工艺系统
湿式氧化法脱硫从其运行压力来分有常压脱硫和加压脱硫脱硫设备。不管湿法脱硫的压力多高,其工艺流程都非常简单,但实际反应机理较复杂,主、副反应交叉进行,氧化还原过程受多种因素影响。工艺流程设置是否合理对于溶液组份及脱硫运行、溶液再生等有很大的影响。关系着脱硫系统能否长期稳定连续运行。
脱硫系统的主要任务:吸收、溶液再生、熔硫脱硫设备。所以脱硫系统从工艺的整体设计方面都需要充分考虑要完成这三方面所必须满足的条件:
(1)进、出粗脱硫系统时煤气中粉尘、焦油要少,煤气得到净化处理脱硫设备。目前较为常用的多为在湿法脱硫系统的进口增加静电除尘器,将煤气中的灰尘、焦油类物质进行捕集净化,减少杂质对脱硫溶液的影响。
(2)在进脱硫塔前增加喷淋塔,便于调节煤气温度和进一步洗涤煤气,特别是夏季气温较高时,便于脱硫系统的稳定运行;为了净化脱硫后的煤气,减少对后序设备特别是压缩机的影响,在脱硫塔后增加二次喷淋塔脱硫设备。
(3)为了稳定脱硫液成份,减少副盐含量,将硫泡沫进行先机械分离后间歇熔硫,尽可能减少对脱硫液进行加热升温脱硫设备。
1.1 常压脱硫
常压脱硫系统的设计要重视系统阻力的控制脱硫设备。受经济形势的影响,越来越多的企业开始选用高硫煤来降低生产成本,这使得煤气中的硫化氢含量大幅度升高,对脱硫系统的设计提出了更高的要求。
对于较高硫化氢含量的脱硫系统脱硫设备,目前采用传统填料塔的单塔或是多级流程,会产生很多问题:
待续