關於脫硫工藝技術管理幾點看法
脫硫的工藝看似簡單,實際內部的聯繫非常複雜,影響脫硫狀況的因素也比較多,因此作為脫硫的管理和工程技術人員應加強工藝管理。對脫硫而言,「三分技術,七分管理」一點也不誇張,加強脫硫工藝技術管理,是脫硫系統穩定的前提和基礎。具體應注意如下幾方面:
1 脫硫液成分的管理
脫硫液如同人體的血液,無論哪種組分偏離了指標,人體都會感到不舒服。脫硫液成分不僅僅關係到脫硫效率和消耗的高低,同時也能反映出脫硫裝置在生產運行中存在的問題,因此可以說,脫硫的工藝管理主要是脫硫液成分的管理。
作為脫硫的管理和工程技術人員應建好脫硫液成分台帳,時刻關注溶液成分的變化趨勢,明確變化的原因並及時處理,避免脫硫工藝惡化,防止脫硫工藝事故的發生。
對於溶液的技術管理,應關注如下幾個方面:
(1)Na2CO3組分的控制
Na2CO3組分的控制是在合理的溶液循環量、確保脫硫凈化度完成的前提下,以低值控制為好,盡量做到稀液脫硫。Na2CO3含量高會導致CO2的吸收,耗鹼量增加,副產物含量高,甚至引起鹽堵。一般情況下,脫前H2S≤1.7 g/Nm3時,總鹼度以0.35--0.45N(18.6---23.9g/L,以Na2CO3計),隨著H2S含量的提高應適當增加總鹼度。
(2)NaHCO3、Na2CO3組分的控制
總鹼度由NaHCO3和Na2CO3組成,脫硫過程中真正參加反應的是Na2CO3,Na2CO3組分的高低決定著PH值的大小。脫硫液應盡量提高Na2CO3含量,降低NaHCO3/ Na2CO3比值。(半脫≤5;變脫≤12)。
(3)PH值的控制
PH值隨總鹼度的增加而上升,主要受NaHCO3/ Na2CO3的影響,PH值與比值成反比關係。PH值高利於吸收H2S的反應,氣體凈化度提高,PH值升高卻不利於HS-轉化為單質硫,當PH值>8.6時氧化速度下降;PH值<>
提高PH值不宜單純增加總鹼度,而應降低NaHCO3/ Na2CO3為主要手段,提高總鹼度PH值升高不明顯,反而產生鹼耗高、副產物組分增加的副作用。在正常情況下,半脫PH值以保持8.2--8.6範圍為宜;變脫PH值保持8.0--8.4範圍為宜。
(4)Na2S2O3、Na2SO4及NaCNS組分的控制
一般要求三鹽總和應≤250g/L,副鹽含量高對脫硫系統(尤其是再生)影響比較大,同時脫硫劑和鹼耗也會大幅度的提高,因此不宜控制高副鹽操作。
(5)888組分的控制
溶液中的888含量一般在15--25mg/L即可,脫高硫煤時可提高到35mg/L,888的補加要用空氣活化4h以上,連續均勻補入系統(冬季活化時要用富液加熱)。
(6)懸浮硫組分的控制
懸浮硫的高低主要受再生狀況的影響,一般要求懸浮硫≤0.3g/L,對於888法脫硫懸浮硫≤0.8g/L一般不會出現硫堵塔現象。
(7)藥品加入量的控制
溶液成分的變化和脫硫工藝的惡化很大程度上與藥品加入量有關,因此應嚴格控制藥品的加入量。
藥品的加入量要根據《脫硫液成分分析報告單》進行調節(注意不可大幅度的加減量,尤其是輔料鹼的加入,避免引起溶液成分的大幅度波動),同時藥品的補入也要嚴格按照規程要求進行操作。
2 再生狀況的管理
脫硫工藝的好壞與再生狀況密切相關,因此加強再生狀況的管理是脫硫工藝管理的重要組成部分。
再生,嚴格來說應分為兩部分。
一部分為噴射器前的溶液的再生,即:吸收、催化氧化過程。也就是鹼液吸收H2S、催化劑氧化NaHS和NaHCO3轉化為Na2CO3的過程。其化學反應方程式為:
Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3 (1)
NaHS+〔O〕 =NaOH+S (2)
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O (3)
這一過程主要在脫硫塔和富液槽內進行,因此,適當提高溶液鹼度PH值和催化劑濃度,延長溶液在脫硫塔和富液槽內的停留時間有利於這一過程的進行。
判斷這一過程進行的程度可根據溶液中HS-含量和NaHCO3 / Na2CO3的比值,(也可以根據副鹽的增長速率)。一般情況下,溶液中HS-含量≤0.02g/L;NaHCO3 / Na2CO3≤5即可。
再生的另一部分為噴射再生,即催化劑的吸氧再生。(還原態的催化劑吸氧後轉化為氧化態催化劑),這一過程主要在噴射器和再生槽內進行,提高噴射器的吸氣效率和延長溶液在再生槽內的停留時間有利於催化劑的氧化再生。一般情況下,帶有混合管的噴射器吸入的空氣量是通過溶液量的5---8倍;溶液在再生槽內停留時間≥8分鐘即可。
這一過程進行的如何可通過分析溶液中催化劑的濃度來判斷,方法如下:
(1)取一定量的貧液樣品按常規方法分析其催化劑濃度,記為a1;
(2)把同一貧液樣品通純O2,使其強制氧化10分鐘,分析其催化劑濃度,記為a2;
(3)若a1和 a2數值差別不大,一般(a2 - a1)/ a1≤3%,,這說明催化劑的氧化程度已比較徹底,否則應檢查噴射器的運行狀況是否正常並及時處理。
3 工藝指標的管理
(1)脫硫塔入口溫度: 30--35℃
(2)再生溫度: 38±3℃
(3)熔硫釜清液出口溫度: 70--90℃
熔硫溫度: 120--140℃
(4)廢液回收溫度: ≤40℃
(5)風機出口壓力: ≤0.049 MPa
(6)噴射壓力: 0.45--0.5 MPa (PSC—30型)
4 循環量的管理
循環量主要以滿足噴淋密度(30--50 m3/m2.h,大塔取高限)和液氣比為主(≥12L/Nm3)。即便是脫前H2S含量低,也要滿足以上兩指標,防止循環量太小堵塔。
5 廢液的管理
廢液必須經過處理(冷卻、沉降、過濾並降溫至40℃後)才能返回系統,並嚴格按照廢液處理規程進行操作,做到定期清理沉澱池、過濾器和廢液儲備槽,否則極易造成返回的廢液中副鹽含量高,影響再生及整個脫硫工藝。
6 系統壓差的變化
關注壓差的變化情況,明確壓差變化的原因並能及時解決,防止堵塔事故的發生。
7 四槽液位的管理
控制四槽(貧液槽、富液槽,廢液儲備槽和再生槽)液位的變化,其主要作用是穩定溶液成分。
8 噴射器運行狀況的管理
經常檢查噴射器的抽氣情況(防止噴嘴、空氣室堵塞影響抽氣量)和混合管的結疤情況,提高HS-的轉化率,降低溶液中HS-的含量。
9 工藝事故的管理
脫硫系統出現工藝事故,如脫硫效率下降、硫回收率低、懸浮硫高、副鹽增長快、消耗高、堵塔、帶液等事故,車間管理人員必須組織當班職工及時查明原因,明確解決方案,並制定出糾正、預防措施,避免類似事故再次發生。
10 總結
脫硫系統的工藝管理貫穿脫硫、再生、硫回收及溶液成分的控制的全過程,四者是一個整體,相互影響,任何一個環節出現問題,都會造成脫硫工藝不穩定。
由於脫硫工藝的管理不像變換、合成等工序直觀,且有據可查,而脫硫的工藝狀況的變化是一個慢慢積累的過程,且影響因素較多,原因比較複雜,若不能及時發現和糾正平時操作中的一些不規範行為和錯誤的操作方法,時間久了就會造成脫硫工藝的混亂。因此對脫硫的工藝管理應做到「專人負責,細化管理」,建立好工藝台賬、事故台賬等,既要明確近期的脫硫狀況,又要做到全過程管理,細到加藥品的規範性、硫回收的數量、硫泡沫的形態等全過程監控,這樣才能更好、更有效地保證脫硫系統工藝的正常運行。
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