流程
沼气在脱硫塔内与脱硫液逆向接触,脱除硫化氢,经气液分离器去干法脱硫罐二次脱硫,进入压缩机,送脱碳工序。
沼气流程: 沼气气柜→脱硫塔→气液分离器→干法脱硫罐→压缩机→脱碳工序。脱硫液流程: 脱硫塔→富液槽→富液泵→再生槽→贫液槽→贫液泵→脱硫塔。
主反应:
H2S + Na2CO3= Na HS + Na HCO3
2NaHS + O2( TTS) = 2S↓+ 2NaOH
Na OH + Na HCO3= Na2CO3+ H2O
副反应:
Na2CO3+ H2O + CO2= 2NaHCO3
2NaHS + 2O2= 2Na2S2O3+ H2O
干法脱硫:
Fe2O3·H2O + 3H2S = Fe2S3·H2O + 3H2O
再生:
2Fe2S·H2O + 3O2=2Fe2O3·H2O + 6S
2 主要工艺指标
脱硫塔后: H2S≤100ppm 脱硫罐后: H2S≤20ppm 总碱度: 0. 4 ~ 0. 6mol/LNa2CO3: 4. 0 ~ 7. 0g /L
NaHCO3: 25. 0 ~ 30. 0g /L 脱硫液温度: 30 ~ 40℃ 脱硫液流量: 30 ~ 40m3/ h
问题分析
1 、存在的问题
在脱硫液温度、流量正常的情况下,脱硫塔后、脱硫罐后硫化氢严重**标,脱硫液脱硫效率低,造成大量硫化氢被吸附于脱硫罐中,造成脱硫罐严重堵塞,不得不停车重装处理。
脱硫效率按下式计算:
脱硫效率 =原料气硫化氢含量( ppm) - 脱硫塔后硫化氢含量( ppm)原料气硫化氢含量( ppm)×**H2S **标情况见表当加入纯碱后,脱硫液的脱硫效果有所好转,脱硫罐后硫化氢含量亦有所降低,说明脱硫塔的脱硫效果在脱硫系统中起主要作用,但是由于脱硫塔后硫化氢含量太高,造成脱硫罐负荷高,以至脱硫罐严重堵塞,系统不得不停车重装两个串联的脱硫罐,但由于脱硫塔的脱硫效果没有好转,仅两周后又得重装脱硫罐,影响正常产。从脱硫液方面看,在装置原始开车时,用软水配了共 25m3脱硫液,碳酸钠起始浓度高达 48. 0g/L,但是仅仅运行了五天,碳酸钠含量急剧下降,虽然每天往脱硫液中加入的纯碱相当于 5. 0g/L,但并没有阻止碳酸钠含量的下降,而且很快降至指标下限 ( 4. 0g/L) 以下。
从表 2 数据可以看出,尽管每天加入的纯碱相当于 5. 0g /L,但并没有控制住碳酸钠含量,而碳酸氢钠含量却一直上升: 开车第四天已达到了指标上限的两倍左右,虽然总碱度也一直上升,但总碱度的升高并没有提高脱硫效率。反复分析问题产生的原因,认为沼气与半水煤气成分有较大差异,尤其是二氧化碳含量的差距更为**: 沼气中 CO2在 30% ~ 40% ,而半水煤气 CO2仅在 8% ~ 10% ,可能是副反应消耗了大量的纯碱,造成了碳酸氢钠含量的居高不下,因为从脱硫反应来看,脱除沼气中硫化氢并不消耗纯碱。为验证这一想法,分析脱硫塔后 CO2含量,原料气中 CO2为 37. 4% ~ 42. 3% ,脱硫塔后 CO2为 14. 6% ~ 17. 2% 。从开车之前的数据来看,原料气 CO2较高为42. 6% ,较低为 34. 7% 。经过脱硫塔后被吸收了气体总体积的 15% 左右,造成脱硫液中碳酸钠含量的急剧下降和碳酸氢钠含量的迅速升高,使得脱硫效率大为降低。
3、解决措施
要解决脱硫塔脱硫效率低的问题,应控制住脱硫液中碳酸钠和碳酸氢钠的含量。在脱硫液中,碳酸钠为有效成分、碳酸氢钠为无效成分,只加入纯碱不一定能够控制住碳酸钠含量,而且还会进一步增高碳酸氢钠含量。需
要采取既能保持碳酸钠含量,提高脱硫效率,还能降低碳酸氢钠的含量方法。从主反应来看,可以加入烧碱。
为避免加烧碱会对生产造成大的影响,采取烧碱和纯碱一起加的方式: 先往配碱槽中加入脱硫液 2 ~ 3m3( 含碳酸氢钠约 100 ~ 150kg) ,然后加入 50kg 烧碱,待烧碱全部反应后,再加入 40kg纯碱和适量脱硫剂,将该脱硫液送入系统脱硫液,脱硫效果见表 3。
结语
( 1) 沼气脱硫不同于半水煤气脱硫,其二氧化碳高的性质决定了其脱硫不能照搬半水煤气脱硫工艺,需要加以改进。
( 2) 因沼气的二氧化碳量较高,造成脱硫液碳酸 氢 钠 含 量 高,因 此 总 碱 度 指 标 应 控 制 在0. 7mol / L 以上。
( 3) 在沼气二氧化碳含量高的情况下,可以往脱硫液中加入一定量的烧碱,但要注意加入量必须参照系统脱硫液中碳酸氢钠含量,必须在配碱槽中加入,不能让烧碱直接进入脱硫液中,特别是在脱 硫 效 率低、碳 酸 氢 钠高 的 情 况下 更 应如此。
( 4) 改进后成本没增加多少,但脱硫效率却大大提高,而且还避免了碳酸氢钠含量继续升高。
( 5) 如果原料气量有变化,脱硫液中碳酸氢钠含量会随生产情况变化,每天加入的烧碱也要随之调整。若碳酸氢钠含量在 50 ~ 60g /L 或更高时,可只加烧碱。
( 6) 烧碱溶于脱硫液时会放出大量热,且具有强腐蚀性,操作务必注意安全。
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