浅谈脱硫溶液质量对QYD内件效果的影响

0 前言

然而，也有个别厂子在使用该内件的过程中出现了一些问题，而且这些问题并不是内件本身，而是因为外界因素造成的。比如，有的因为变脱塔进口气体夹带异物，有的是与QYD内件配套使用的脱硫吸收塔附件存在缺陷，有的是因为溶液质量差造成内件使用不正常等等。下面，笔者从一个实际案例入手，剖析脱硫溶液质量对QYD内件使用效果的影响。因水平有限，不当之处，欢迎交流探讨。

1 工艺条件及技术参数

变换气量： 40000 Nm3/h

变脱进口H2S： 不大于200 mg/m3

变脱出口H2S（要求）：不大于10 mg/m3

系统压力： 1.8MPa

变脱塔： ￠2600×21000

（新设计塔，内置QYD内件三层）

溶液循环量： 120 m3/h

2 运行情况

该厂为新设计变脱塔，因其变脱进口气体中进口量硫较低，所以，新塔设计采用了三层塔盘的QYD内件。使用QYD内件的变脱塔投运后，初期是相当稳定的。在40000 Nm3/h气量，溶液循环量由改造前填料塔240～260 m3/h减少为改造后的120 m3/h的情况下，也保持了较高的脱硫效率，使出口硫化氢由改造前的30～60 mg/m3降至5 mg/m3左右，最高小于10 mg/m3。但是，不足之处是有时变脱塔有带液现象。

3 问题的产生及处理

后来，由于生产情况的变化，该厂决定增加生产能力，把进塔气量由原来的40000Nm3/h增加到55000Nm3/h。同时，由于煤种的变化，变脱塔进口气体中H2S也从原来的200 mg/m3增至300 mg/m3。由于变脱塔的生产负荷加重了，所以，该厂与我公司协商，并由我公司出具改造方案，对变脱塔的内件进行适当改动，以适应新的生产形势要求。我公司经慎重考虑，针对该厂扩产后可能出现的问题，以及当时运行中存在的不足，提出了具体的整改方案。即：增加各层反应段的高度（由650mm加高至1000mm），以提高吸收效果；增加降液通道（加了一根￠426的降液管）以适应比较大的循环量，同时解决带液问题；增加溢流堰板及折流挡板，并改变液体的进液方式等措施。

4 改造后的效果及随后出现的带液现象

在该厂的大力配合下，利用停车机会，对变脱塔接上述方案进行了改造。开车后，效果相当不错。在55000 Nm3/h全气量通过时，没有发生带液现象，脱硫效率也很好，在进口硫250 mg/m3左右时，出口硫始终在10 mg/m3以下。无论是循环量、脱硫效率还是阻力都让厂方很满意。

但是，这种好的状况只维持了仅仅两天，第三天，在工艺条件没有任何变化的情况下，变脱塔再次出现了带液现象。

5 问题探讨

在增加了降液管后，循环量没有很大增加的情况下，为什么仍然会有带液现象呢？笔者再次来到该厂，同该厂生产技术和管理人员一起，分析问题，查找原因，不仅对内件的情况进行了交流讨论，而且还观察了再生情况，查阅了开车以来的记录 表和分析数据，最后，笔者认为造成带液现象并不是塔内件的因素，而是因为溶液质量差，在反应段上的溶液发泡较多，气液夹带所致。其依据有下面几点：

一是检修时观察到的塔内情况。在前面提到的内件改造中，笔者在塔内观察到最下层反应段在塔盘上650mm高度（即原来的反应段高度）位置，塔壁四周有一道很明显的痕迹，说明该处是正常生产时反应段上面溶液的实际高度。但是，令人奇怪的是，塔盘上1000mm处，塔壁上开始有积硫，越往上越多越厚。两层塔盘之间是3500mm高度，在靠近中层塔盘处，即下层的最高处，积硫最厚。约100mm。不仅塔壁，降液管四周同样也有，而且积硫的形式与塔壁相同，也是约1000mm处开始出现，越往上越多。对此积硫情况，肯定不是溶液降不下来，真实液位高到此处所致。因为一是有下面650mm处的溶液实际液位的痕迹为证，二是如果真实液位确实那么高，就会产生液泛，阻力也会很大。实际液位高度达不到那儿，为什么会有积硫呢？那就只有唯一一个解释，就是溶液起泡造成的。在塔盘反应段的溶液表面，也就是650mm高度真实液位的以上空间，有大量硫泡沫积存，并随着气体夹带而上，在气体相对静止区，产生积硫。

二是根据QYD内件的结构特点。如果是因为设备出现问题，降液不畅，造成带液，那只有两种情况，即是或者降液管横截面积不够，或者降液管有堵。对该厂来说，这两种情况都不存在。两根￠426降液管无论怎么计算，都不可能连200m3/h的循环量都通不过去。另外，降液管堵的情况应该也不会有。因为即使溶液太脏有杂质，也只能会停留在塔盘上，而不会进入降液管。退一步说，即使进入降液管，由于小挡板预留了一定的缺口，在溶液的冲击下，也不会在降液管下方积存的。那么，也就是说，由于设备原因造成降液不畅而带液情况极小。

三是在处理带液时的气体温度变化情况。该厂在带液时，其它条件都不变，只是将进变脱塔的气体温度提高到45℃以上，带液现象立即消失。低于45℃时，带液现象较多。温度的小范围变化不会给设备带来影响，只是改变了工艺条件。当温度变化时，溶液黏度随之改变，这时，溶液的表面张力也产生变化，溶液起泡现象便相应也有了改变。这充分说明了带液现象是由于工艺问题而引起。

四是根据开车运行情况。开车后的前两天，把气量及循环量都加的较大，运行比较稳定。无论是系统阻力、循环量以及脱硫效率都达到了令人满意的效果，而且也没有出现带液现象，至少说明当时内件没有任何问题。那么，在运行了两天后，就出现了带液，在这短短的两天中，钢铁结构焊接连接的塔内件出现腐蚀、脱落、折断等现象的可能性微乎其微，因此，可以排除了设备因素的影响，而应该是工艺问题造成带液的可能性很大。

五是改造前后再生情况的变化说明溶液出现了问题，从而成为塔内溶液起泡造成带液的有力证据。由于该厂闪蒸槽的效果不好，改造前的再生情况就不好，但尚能维持生产。但是，改造后，在气量由40000Nm3/h加到55000Nm3/h时，再生情况急剧恶化。从再生槽观察，液面上无泡沫，而且溶液浑浊。

那么，为什么改造前后工况（主要是溶液成分）变化这么大呢。笔者的看法是，比较改造前后所有的不同因素，只有两点发生了变化，一是塔内件进行了改动，二是气量增加了。在脱硫效率基本不变的情况下，内件的改造不会对再生造成影响。那么，气量的增加就应该是影响再生的最大因素了。也就是说，由于闪蒸效果不好，二氧化碳对再生的影响很大，在气量40000Nm3/h时，尚能维持，当气量增加到55000Nm3/h时，因为二氧化碳的影响，再生空气量明显不足，致使工况不断恶化。造成溶液成分越来越差，最终造成塔内溶液起泡带液。

6 结论及启示

（1）脱硫系统的再生情况决定着溶液质量，而溶液质量又是影响吸收的重要因素。对于填料塔来说，液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔底流向塔顶。气液两相及时分开，互不夹带。而QYD内件是板式塔的结构，溶液在各层板面上形成流动的液层，气体在穿过液层时不断的进行鼓泡吸收，因此不可避免的在反应段的上端，液层表面产生一些硫泡沫。这样，对溶液质量的要求就较填料塔更严格一些。

（2）在目前湿法脱硫应用较多的两大类催化剂——栲胶与酞菁钴系催化剂中，为了防止栲胶溶液的发泡现象，在使用QYD传质内件作为吸收塔内件时，我们建议使用酞菁钴系列的催化剂。当然，如果能使用我公司生产的，具有清塔降阻等特殊功效的888脱硫催化剂，将会使塔内件与脱硫催化剂相得益彰，从而发挥出内件的最大优势。

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