變脫再生硫泡沫異?，F(xiàn)象的分析與防治

1、變脫再生硫泡沫異?，F(xiàn)象的分析與防治0、緒言 配置在加壓變換氣脫硫系統(tǒng)的噴射自吸式氧化再生槽，其工作過程往往無泡沫生成或生成很少，有時雖生成，但呈海棉狀虛泡飄浮，不易從液面分離，較多的積聚甚至會異常到槽頂飛泡不止。 由此引發(fā)的物料損耗增多，環(huán)境污染加重，硫回收難度增大，副鹽生成率高，進而影響脫硫效率下降，給生產造成較多麻煩，有現(xiàn)象就必有成因，可以結論的是上述異?，F(xiàn)象是多過程多因素造成的。1、變換氣脫硫的特征（1）變換氣：該氣與半水煤氣相比，其CO2含量高于26(半水煤氣CO2含量8左右)，變換氣H2S含量小于150mg/Nm3(半水煤氣H2S含量則是其數(shù)倍到十幾倍)二氧化碳常壓下在水中的溶解度

2、溫度 20 25 30 35 40 45 50 CO2 0.169 0.146 0.126 0.111 0.097 0.086 0.076 (CO2克/100克水) 二氧化碳在3545水溫下，每升高一個大氣壓，其溶解度增加約0.550.5倍。堿性水溶液中CO2溶解度隨壓力變化趨勢與水是一致的。 （2）變脫液，該液與半脫液相比，其中NaHCO3/Na2CO3摩爾比值有時高達8(半水煤氣中的比值約為4左右)，析出的單質硫顆粒小，不易從液相中分離。 變脫的工藝過程則為加壓吸收(脫硫)，常壓再生(析硫)其吸收的壓力在0.8MPa以上，在受壓條件下CO2的溶解度明顯增大，因而對H2S的脫除率造成較大干擾

3、。液相反應的第一要素是反應物的溶解，其溶入量多少則取決于H2S、CO2、HCN、O2等含量的多少和其溶解度的高低，以及溫度、壓力，及其他溶質含量多少的影響。 上述氣體經由氣液兩相的介面持續(xù)擴散，由氣相主體轉入液相主體并溶解。其遵循雙膜理論，傳質控制過程，因此，強化傳質才是搞好脫硫生產的關鍵環(huán)節(jié)。 其溶解量多少在很大程度上決定著吸收速度的快慢以及脫除效率的高低。 溫度 20 25 30 35 40 50 NaHCO3 9.60 10.1011.10 11.89 12.70 14.45 Na2CO3 17.70 22.96 29.03 33.08 （ NaHCO3 Na2CO3單獨存在時在水中溶解

4、度） 表中水溫35，NaHCO3得溶解度約為Na2CO3的三分之，變脫液中NaHCO3的高濃度，不單直接影響著對H2S的脫除效率及HS-的氧化析硫。而對單質硫的聚合浮選，也有較大的負面影響，一般情況單質硫析出的顆粒小，浮選的硫泡沫也會出觀異常。 變脫氣中二氧化碳含量高，加壓條件下隨之的溶解度高，吸收之后NaHCO3的濃度高，NaHCO3Na2CO3摩爾比值高，最終導致變脫液的黏度高。 變換氣脫硫完整的工藝鏈上，依序的“五高”基本呈現(xiàn)出變脫液的綜合特征。 堿性水溶液與二氧化碳和硫化氫的反應機理有所不同。 對CO2吸收是其物理溶解于Na2CO3水溶液后，隨之快速的酸堿中和，其反應屬簡單的單系一步終

5、結。 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 而Na2CO3水溶液對H2S的脫除，則需二步方可完成。 Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3 酸堿中和反應所生成的HS-，需在催化劑的參與下，進一步氧化析出單質硫，并隨之將其從液相中分離。 2NaHS+ O2=2NaOH+2S 可見，脫除H2S則是較為復雜的雙系過程，且多受制于雙氣膜控制的制約。 當溶液中二氧化碳至一定量時，其反應速度變慢，進而反應趨于平衡，溶液再生時，部分二氧化碳被放空的空氣所氣提而釋放出來。 2、單質硫的形成 單質硫的析出結晶分兩個過程，a：晶核的形成;b：晶體的成長；兩個過程幾乎同時進行，晶核形成的速度快于晶體成

6、長的速度，則生成大量細小的硫晶體，而晶體成長得速度快于晶核形成的速度，而獲得量少但顆粒大的硫晶體。液溫高或堿度高則晶核形成的速度快，反之亦然。 物質的結晶不遵循一個模式，受外界的影響相同，而結果往往則不盡相同。 3、硫泡沫的形成 高射速液流造成氣室負壓所吸入的大量空氣，只有少量溶入液相，而絕大部分則受壓縮體后，在槽底與脫硫液均勻的混合，隨著其在槽體內的上升而外壓的逐漸降低，氣體自然擴張形成無數(shù)大小不等，且介面分明的氣液兩相組合體一一氣泡，單質硫隨之附著在液膜上，進而形成氣液固三相組合體一一硫泡沫，當其上升接近液面或剛脫離液面，氣體“適時”突破液膜釋放，三相組合隨之解體。單質硫松散的聚合上浮，而

7、后經溢流堰從液相分離，若氣體提前釋放或滯后釋放，往往硫泡沫下沉或者呈海棉狀漂浮停留在液面不易分離，甚至槽頂會發(fā)生飛泡現(xiàn)象。 4、流泡沫異?，F(xiàn)象的成因 主要單體設備的功能不足，以及配套設備功能的不配套，就很難滿足生產的工藝要求。但對變換氣脫硫而言，其主要設備脫硫塔及再生槽功能的較多過剩，也會對該工藝過程的控制段，造成效大的負面影響。（1）脫硫塔功能的過剩，最終的結果是變脫液中NaHCO3Na2CO3摩爾比值的增大，單質硫生成的顆粒小，脫硫液粘度增高。 再生槽的槽體太大，則導致液面的吹風強度不足，浮選的硫泡沫虛泡多且呈飄浮狀，較難從液面分離，有時也會下沉在槽底沉積。 有些廠家為擴產予先配置的超功能

8、的脫硫塔和再生槽。上述的異?，F(xiàn)象會更加明顯。（2）栲膠法脫硫，合理的膠一釩比十分重要，栲膠的過量造成變脫液的粘度高，而五氧化二釩的過量卻析硫快，單質硫生成的顆粒小，不易從液相中分離，也會造成變脫液粘度增高。（3）熟栲膠的“夾生”，以及生栲膠熱堿氧化過程不完全，則多生成大量的虛泡。（4）制型煤所配加的粘合劑，有些脫硫催化劑配加的發(fā)泡劑。（5）焦油、機油及變脫氣帶入的易在堿性溶液中發(fā)泡的物質。（6）濾液及熔硫殘液回收未達標，特別是液溫高，也將殃及硫泡沫的異常。（7）脫硫溶液溫度高，硫泡沫易破碎而單質硫下沉。溫度低，脫硫液粘度大，易形成虛泡飄浮狀。（8）系統(tǒng)硫負荷低，單質硫析出量少，無多少硫泡沫生成

9、，且硫顆粒小質量輕很難墜破氣泡。 5、防止或減輕上述的異?，F(xiàn)象的措施 盡管變脫與半脫有著諸多的共性，但也存有較多的不同，而變脫系統(tǒng)配置的脫硫塔和再生槽，有些只是半脫設備按比例的縮減；其工程設計的合理性，科學性，往往潛有先天性的不 只有大小之分的設備，運行在性質有別的半脫變脫兩個系統(tǒng)，所發(fā)生的異常現(xiàn)象，也實屬難免。（1）脫硫塔：在塔空速允許的范圍，塔體的H/比可適當縮小，一則降低塔阻力；二則縮短氣液接觸的時間，其實，塔體高吸收好，造成NaHCO3/Na3CO3比值增加，PH降低，而此控制段H2S含量低，脫除機率少，因此，對于H2S的脫除率，也不會有大的影響。（2）再生槽：槽體的H/比可適當增大，

10、以提高液面的吹風強度，增大氣提CO2的效果，硫泡沫流堰周長的縮減，也利于調控硫泡沫的正常溢流。 此外，為方便硫泡沫順暢的溢流出槽，硫道的設計則宜窄不宜寬，坡度宜大不宜小。（3）此外，變換氣脫硫采用“大液量、低濃度”的運行則更為合理，即：較高液氣比，較大的循環(huán)量，吸收劑及催化劑的低含量，一則減輕上述的異常，二則減少物料的損耗，三則降低副鹽的生成，四則減輕或延緩脫硫塔的堵塞。 6、物料平衡 脫硫(吸收H2S96)，再生(析硫量85%)，硫回收 (硫產量80)，可視為脫硫生產正常。 脫硫效率間斷式的分析方式，采樣之間較長時間的空白，H2S含量較大的波動，致使物不可能平衡，物料衡算只能概算，5的硫損失

11、有如下去向。（1）出塔工藝氣體的夾帶(大部分的被水洗塔洗走）。（2）隨硫泡沫帶走，未能全回收或其它流失。（3）積沉的脫硫塔（主要在填料段）再生槽、貧液槽、富液槽及管線。（4）懸浮硫含量的增加及副鹽總量的增多。 此外，脫硫液中NaHCO3通常認為對生產多害，其實NaHCO3含量20gL，脫硫效率約60NaHCO3含量30gL，脫硫效率約75NaHS+(X一1)S + NaHCO3 = Na2Sx + CO2 + H2O其參于多硫化物的反應，可降低脫硫塔的阻力。Na2CO3與NaHCO3的混合液，有利于產生及減少副鹽的生成。888脫硫也提高了對NaHCO3利用率。 可見，將NaHCO3定性為副反應產物。 將Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3界定為副反應，其言不達意，也有失科學性。 綜合分析，形成單質硫聚合浮選硫泡沫的異常，是多因素多過程造成的。因此，防止或減緩其發(fā)生，也需從多層面多視角找原因想辦法。 從脫除硫化氫完整的系統(tǒng)工藝