濟(jì)南盛陽(yáng)脫硫除塵環(huán)保設(shè)備有限公司

  填料型脫硫塔在正常運(yùn)行中，其填料段漸進(jìn)式的堵塞，是很難避免的物理現(xiàn)象。由此引發(fā)的塔阻力增長(zhǎng)，脫硫凈化度下降，物料損耗增多，硫磺回收量減少等異常，一直困擾著濕式氧化法脫硫工藝的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的堵塔還會(huì)造成塔的攔液及帶液，甚至殃及系統(tǒng)的正常負(fù)荷。

因此，脫硫塔阻力變化的狀況，始終是企業(yè)管理層及業(yè)內(nèi)相關(guān)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。若將單一式填料塔的一級(jí)脫硫，分解為噴淋空塔與填料塔復(fù)式組合的二級(jí)脫硫，并相應(yīng)的減少填料塔的填料，以減輕填料塔的脫硫負(fù)荷，提高進(jìn)塔氣體的凈化度，降低填料段堵塞的幾率，延緩堵塔的過程，保持塔系統(tǒng)在較低阻力的狀況下，脫硫生產(chǎn)長(zhǎng)周期的良性運(yùn)行。

此外，上述的復(fù)式組合，更適合配置在燒高硫煤或劣質(zhì)煤的半水煤氣脫硫系統(tǒng)，也可保持塔系阻力較低且穩(wěn)定的狀況下，較好的滿足高負(fù)荷生產(chǎn)脫除硫化物凈化度的工藝要求。

一、基本原理

建立在酸堿中和吸收及氧化還原理論基礎(chǔ)上的濕式氧化法脫硫。其工業(yè)化生產(chǎn)的工藝過程，是較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。除選擇合適的工藝條件，選擇適用的高效催化劑，規(guī)范并強(qiáng)化工藝管理外，工藝設(shè)備的配置，特別是主要工藝設(shè)備的合理配置，對(duì)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定，提高脫硫效率，降低生產(chǎn)成本是十分關(guān)鍵的。

工藝氣體中的弱酸性的H2S、HCN、COS、CS2、CO2等，在合適的條件下自行擴(kuò)散，突破氣膜穿透液膜，由氣相主體轉(zhuǎn)入液相主體，并溶解，其氣相分壓隨之下降，而液相中的分壓則相應(yīng)的上升，隨之是疾速的酸堿中和反應(yīng)。

H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3 (1)

HCN+Na2CO3→NaCN+NaHCO3 (2)

COS+2Na2CO3+H2O→Na2CO2S+2NaHCO3 (3)

CO2+Na2CO3+H2O→2NaHCO3 (4)

NaHS+(x-1)S+NaHCO3→Na2Sx+CO2+H2O (5)

CS2+Na2CO3+H2O→Na2COS2+2NaHCO3 (6)

由于脫硫貧液中的溶解O2、夾帶O2、以及工業(yè)氣體中所含有的O2，下述的氧化反應(yīng)也伴隨著在脫硫塔內(nèi)進(jìn)行。

2NaHS+O2→2NaOH+2S↓ (7)

2NaHS+2O2→Na2S2O3+H2O (8)

2Na2S2O3+O2→Na2SO4+2S↓ (9)

2NaCN+2NaHS+O2→2NaCNS+2NaOH (10)

4NaSx+O2+2H2O→4NaOH+4Sx↓ (11)

2Na2CO2S+O2→2Na2CO3+2S↓ (12)

Na2COS2+O2→Na2CO3+2S↓ (13) 

(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、反應(yīng)的生成物，隨之被氧化而含量的減少，使其反應(yīng)式保持常態(tài)的失衡，工藝氣體中參與反應(yīng)的H2S等，方可持續(xù)的從氣相主體轉(zhuǎn)入液相主體，脫硫生產(chǎn)才得以連續(xù)進(jìn)行，上述氣相轉(zhuǎn)入液相的過程，均遵循雙膜理論，可見，傳質(zhì)控制過程。唯有強(qiáng)化氣液二相的傳質(zhì)過程，提高傳質(zhì)效率，才是搞好脫硫生產(chǎn)的根本。

因此，要滿足脫除工藝氣體中硫化物的凈化度要求，脫硫塔就必須滿足氣液二相的傳質(zhì)過程，有足夠大的界面，足夠長(zhǎng)的時(shí)間，足夠強(qiáng)的態(tài)勢(shì)，以增加參與反應(yīng)的氣體在脫硫溶液中的溶解度，使之快速、大量、持續(xù)的由氣相主體轉(zhuǎn)入液相主體。通常，上述的“三足夠”也稱傳質(zhì)的三要素。

二、脫硫塔

A、填料型脫硫塔，是普遍應(yīng)用的塔型，又分規(guī)整填料型、散裝填料型、規(guī)整和散裝混合型。其塔體較大，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。

脫硫貧液從塔的上部進(jìn)入，經(jīng)分布器淋降而下，也有的由寶塔型噴頭，似大雨直接淋降在填料的表面，與從塔下部進(jìn)入的工藝氣體逆向流動(dòng)，在填料的空間形成旋流、渦流，在填料的表面形成液膜式的撞擊式接觸。由于填料截面需要保持足夠的噴淋密度，增強(qiáng)對(duì)填料段的沖刷力度，以防填料段形成“半干區(qū)或干區(qū)”，而增加塔的阻力。以防氣液在填料段形成偏流，氣液分布不均勻，而影響脫硫效率，因此，需要較多的液量，液氣的比值大，脫硫液利用率低，造成能耗高，物料損耗多。

B、噴淋空塔

特制的高功能噴頭，在塔的中上部將脫硫貧液強(qiáng)力高密度霧化，形成大量的微顆粒球體。與從塔下部進(jìn)入的工藝氣體，總體呈氣上液下逆向流動(dòng)的撞擊式接觸。其典型特點(diǎn)是氣液兩相混合的均勻度高，微顆粒球體接觸的界面大，傳質(zhì)的效率高，需用的液量少，液氣比值低，脫硫液的利用率高，能耗少，物料損耗少，其塔體較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且無堵塔之憂。

三、噴淋空塔的配置

依據(jù)工藝氣體負(fù)荷的大小，H2S含量的高低，以及脫硫凈化度的工藝要求，可選擇如下配置：

1、單噴淋空塔+填料脫硫塔復(fù)式組合的二級(jí)脫硫

2、雙噴淋空塔+填料脫硫塔復(fù)式組合的三級(jí)脫硫

3、叁及其以上噴淋空塔+填料脫硫塔復(fù)式組合的多級(jí)脫硫

4、系統(tǒng)負(fù)荷小，而H2S含量高，且要求凈化度高，塔系的阻力又限定在低值的區(qū)間，也可配置幾個(gè)噴淋空塔串聯(lián)式的多級(jí)脫硫，以滿足其脫除硫化物在特定條件下的凈化度要求。

5、噴淋空塔設(shè)計(jì)的參數(shù)

工藝氣體的線速：V=1.1-1.3m/s

液氣比值：8-10L/Nm3

有效吸收時(shí)間：10-12S

此外，兩個(gè)或多個(gè)塔型可共用一個(gè)富液槽、再生槽、貧液槽。如系統(tǒng)負(fù)荷較大，H2S含量較高，為方便控制。上述設(shè)備，也可配置成各自獨(dú)立的體系。

為防止高功能噴頭的堵塞，應(yīng)在貧液槽出口配置“一用一備”并聯(lián)的過濾器，以便及時(shí)進(jìn)行清理。保持進(jìn)塔貧液無大的物理雜質(zhì)。

總之，不同塔型的復(fù)合配置，以及高功能塔內(nèi)件在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，都是一種技術(shù)進(jìn)步，為燒高硫煤或劣質(zhì)煤，穩(wěn)定系統(tǒng)負(fù)荷，保持較低的塔系阻力，增加產(chǎn)量，改善生產(chǎn)環(huán)境，降低運(yùn)行成本，提供又一種選擇。

當(dāng)然，新技術(shù)新設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中也難免發(fā)生一些異?，F(xiàn)象，還需不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，逐步改進(jìn)。事物就是在不斷的改進(jìn)中，才得以逐步完善和提高。