1 前言

隨著三十多年的改革開放和西部大開發(fā)，我國工業(yè)迅速發(fā)展，濕法脫硫在焦化、化肥、甲醇等化工企業(yè)得到廣泛應用。自濕法脫硫技術產(chǎn)生以來，由于企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的大型化以及高硫煤的使用，濕法脫硫在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題越來越多而且紛繁復雜。這些問題的出現(xiàn)有的已經(jīng)嚴重影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)。因此，我們有必要分析這些生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題的根源�？v觀濕法脫硫出現(xiàn)的諸多問題，除了堵塔、脫硫效率低、副鹽多、設備與管道的腐蝕等大家比較關注的問題以外，其中還有一個也是近幾年在脫硫行業(yè)普遍出現(xiàn)的問題，那就是脫硫溶液中總堿度低，在提高堿度時多加純堿甚至幾倍的投加純堿，長期提不起來總堿度，直接影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)穩(wěn)定運行。接下來對這一問題進行分析探討。

2 脫硫溶液堿度低的危害

2.1 脫硫效率低

在濕法脫硫過程中，脫硫液在脫硫塔脫硫過程對硫化氫的吸收，在脫硫塔中完成的主要化學反應如下：H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3 

脫硫溶液中的堿度主要是碳酸鈉，堿度低碳酸鈉的含量就低，在脫硫塔內(nèi)很少碳酸鈉與硫化氫反應，堿度低脫硫溶液硫容變小，直接影響脫硫效率。

2.2 電耗高

脫硫溶液中堿度低，脫硫效率低，為保證出脫硫系統(tǒng)的H2S指標，好多企業(yè)的慣常做法都是加大循環(huán)量，這也會增加一些電耗。在合成氨、甲醇的成本組成中，電耗僅次于煤耗，這對正處于節(jié)能降耗大環(huán)境中的化工行業(yè)來說，是個很不利因素。

2.3 影響產(chǎn)量

脫硫溶液中堿度過低，脫硫系統(tǒng)出口H2S指標超標，企業(yè)為保后工段工藝穩(wěn)定被迫減負荷運行，繼而影響產(chǎn)品產(chǎn)量；堿度低時，吸收和再生都受影響，同時影響泡沫懸浮和硫回收，硫黃產(chǎn)量，還有部分企業(yè)產(chǎn)不出硫黃。

2.4 輔料消耗高

脫硫溶液中堿度過低，脫硫系統(tǒng)出口H2S指標超標時，為保工藝指標合格，企業(yè)會安排加大純堿的投入量，甚至正常生產(chǎn)的數(shù)倍投加，同時也增加了脫硫系統(tǒng)輔料消耗。

2.5 存在安全生產(chǎn)隱患和污染環(huán)境

脫硫溶液中堿度過低時，為保證出脫硫系統(tǒng)的H2S指標，往往在企業(yè)對脫硫系統(tǒng)進行補加純堿時，堿度上升較慢，有些企業(yè)出現(xiàn)堿度不升反降，而致使脫硫系統(tǒng)更加惡化；根據(jù)物質(zhì)不滅定律，脫硫系統(tǒng)大量補加純堿而堿度不升，那就是碳酸鈉進入脫硫系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)行為副鹽了，若副反應嚴重，則堿耗劇增，有時雖大量補堿也難以維持堿度在指標之內(nèi)，直接影響吸收與再生，造成生產(chǎn)被動和生產(chǎn)成本增加。當硫酸鈉鹽增長至一定值時，溶液對設備的腐蝕加劇，由于硫酸鈉溶解度低，天冷時易析出結(jié)晶，堵塞腐蝕管路和設備。腐蝕嚴重時發(fā)生泄漏，影響安全生產(chǎn)和污染環(huán)境。

3 溶液堿度低的原因及處理

3.1 脫硫溶液成分的控制不到位和工藝操作管理不嚴格

脫硫液的主要成分，要根據(jù)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)負荷的變化，及時調(diào)整。同時嚴格控制脫硫液中的懸浮硫和副鹽含量。原始開車溶液濃度要根據(jù)生產(chǎn)負荷進行配制，總堿度控制0.35-0.6N，可結(jié)合設備和工藝狀況進行控制堿度在高限或低限；在生產(chǎn)過程中總堿度不要低于0.35 N，很多廠家總堿度低于0.35 N，在生產(chǎn)需要時再提總堿度，要投加數(shù)倍的純堿，堿度要提高較困難（憑經(jīng)驗，但不是絕對的，可根據(jù)本廠脫硫?qū)嶋H情況調(diào)整）；要優(yōu)化再生，加強硫回收及熔硫殘液回收的控制，熔硫殘液一定要沉降處理后方可回系統(tǒng)循環(huán)利用。

3.2 操作失誤造成溶液流失

要精心操作，避免操作失誤造成脫硫溶液流失，若溶液流失要及時補充水和純堿；純堿的配制要根據(jù)生產(chǎn)需要進行分次加入系統(tǒng)，盡量減少大量集中加入純堿。

3.3 改換脫硫催化劑過度時控制不當

脫硫系統(tǒng)正常運行過程中盡量避免脫硫催化劑的更換，若需更換必須小心過度，謹慎操作；筆者在11年10月客戶回訪時遇到山西一家發(fā)生的情況，這家公司二分廠原用的脫硫劑是栲膠加888脫硫催化劑混用，運行多年一直穩(wěn)定，由于特殊原因，把原888脫硫劑改成另一家酞菁類催化劑，在改用期間第三天出現(xiàn)泡沫不好，堿度下降，車間發(fā)現(xiàn)及時停加新用的脫硫劑，恢復一星期左右，脫硫系統(tǒng)泡沫正常，堿度恢復原樣；催化劑廠家不死心進行第二次試用，又是投加后出現(xiàn)泡沫稀少，堿度下降情況，催化劑廠家技術人員說沒問題，是催化劑加的太少了，結(jié)果幾天連續(xù)大量的催化劑加入脫硫系統(tǒng)，這時脫硫系統(tǒng)情況變得比較糟糕，泡沫更加稀少了，熔硫釜的產(chǎn)量也少了，堿度下降較快；在此期間車間進行處理，脫硫系統(tǒng)進行補充純堿，結(jié)果純堿越補越低，半月左右總堿度很低，碳酸鈉分析為0，硫黃一點熔不出，脫硫出口硫化氫超標，被迫減負荷生產(chǎn)；最后車間純堿不敢加，以向脫硫系統(tǒng)補充氨水來維持生產(chǎn)，此次催化劑改用造成損失較大，不但物料消耗增大，車間管理人員在問題沒處理好之前不能離崗，工藝主任和工段長一個多月沒回家了，也沒離開生產(chǎn)區(qū)，個個焦頭爛額。在筆者回訪到場后，詳細了解情況后，和車間管理人員一起討論研究；制定一處理方案，徹底停掉試用的脫硫催化劑，脫硫系統(tǒng)溶液外排一部分到事故池，脫硫系統(tǒng)溶液各塔液位降到限，然后補水到上限進行稀釋，再進行補充純堿，脫硫劑用栲膠和釩進行恢復，兩天后泡沫好轉(zhuǎn)，一星期后脫硫系統(tǒng)基本正常，半月后888催化劑和栲膠繼續(xù)混加，到目前為止脫硫溶液成分穩(wěn)定，工藝正常；之后車間管理人員問是不是試用的脫硫催化劑質(zhì)量有問題，筆者理性回答，不便評價別家催化劑的好與否，只能說此脫硫劑在貴公司不適用。

3.4 脫硫系統(tǒng)副鹽偏高

脫硫系統(tǒng)副鹽偏高會對溶液中堿度影響較大，若副反應嚴重，則堿耗劇增，有時雖大量補堿也難以維持堿度在指標之內(nèi)，直接影響吸收與再生。在濕式氧化法脫硫中副鹽的生成是無法回避的，也就是說它是客觀存在的，無論采用何種脫硫劑都不可能消除和避免副鹽的產(chǎn)生，只能優(yōu)化工藝條件，減少或減緩副鹽的生成。因吸收H2S是靠Na2CO3來完成的，溶液中Na2CO3含量過低，將影響脫硫效率，并因溶液PH降低而使再生溶液吸氧差，對析硫不利；而pH值過高副反應加劇，所以pH值控制8.2-8.6。操作溫度控制在45℃以下，溫度38-42℃；硫泡沫用DS泡沫專用過濾機或其他壓濾設備進行處理，減少溶液進熔硫釜，以減少熔硫殘液和副鹽的產(chǎn)生；高溫熔硫時副鹽產(chǎn)生較快；當溶液中副鹽量過高，根據(jù)Na2S2O3的溶解度：

溫度        0℃  10℃  20℃  30℃  40℃

溶解度g/100g  4.9   9.1   19.5   40.8  48.8

可在天冷時排出一定量溶液，降溫，使Na2S2O3析出結(jié)晶，再將溶液加入系統(tǒng)內(nèi)，此法主要對除Na2S2O3有效，在山西巴公化肥廠變脫曾用過效果不錯，后來上了板框壓濾機，熔硫殘液少了副鹽也不在上升，目前脫硫工藝一直比較穩(wěn)定。有條件的廠家可以增設副鹽提取工藝。只有減緩或減少副鹽產(chǎn)生，才能確保脫硫溶液成分及堿度的穩(wěn)定，而使脫硫系統(tǒng)長周期安全運行。

3.5 吸收劑和催化劑的選用

濕法脫硫在以純堿作堿源時，選擇優(yōu)質(zhì)純堿就很關鍵，山西有一化肥企業(yè)，脫硫系統(tǒng)補加純堿，堿度上升較慢，堿耗明顯增大，后分析純堿純度不夠，更換純堿后堿度提升明顯，消耗也少。二級工業(yè)純堿Na2CO3 大于98%，若不達標，氯化物、硫酸鹽、雜質(zhì)等肯定超標，加入脫硫系統(tǒng)堿度及堿耗肯定受影響。選擇優(yōu)質(zhì)適用的脫硫催化劑也較重要，優(yōu)質(zhì)適用的催化劑在脫硫生產(chǎn)中堿耗較低，副鹽生成少，脫硫效率高。

4 結(jié)語

   在濕法脫硫脫硫液的堿度對脫硫工藝影響較大，脫硫效率、副鹽的生成、物料的消耗、溶液成分的配制、及工藝設備的管理都密切相關，只有考慮全面，做好各項工作，脫硫才能高效率低消耗安全穩(wěn)定長周期運行。