湿式氧化法脱硫的控制过程及影响因素
前言
目前，湿式氧化法脱硫仍然是煤化工企业中脱除H2S的主要生产工艺，随着脱硫设备、工艺的不断完善、新型脱硫催化剂的出现以及国家对环保事业的重视、各企业领导的支持和脱硫技术人员的不断努力，使湿法脱硫技术得到了很大的提高，为大气污染治理和企业的节能减排做出了应有的贡献，但是在某些企业仍然还存在着净化度低、再生差、堵塔、副盐生成率高等问题，制约着企业的正常生产。
本文着重从湿法脱硫工艺原理、技术特点及工艺条件影响因素，结合近几年的脱硫技术服务遇到的突出问题与大家做一些分享，希望对大家有所帮助！
一 工艺原理
1、吸收过程
湿式氧化法脱硫就是以碱性水溶液（如纯碱或氨水）在脱硫塔中选择性吸收煤气中的酸性气体H2S，生成HS- ，同时在氧化态催化剂作用下将HS-氧化成单质硫（在吸收塔和富液槽内完成）。
1、 H2S液 ===== H+ + HS_
2、 NH4OH + HS_ ===== NH4HS + OH_
3、 H+ + OH_ ===== H2O
4、 NH4HS + [O+] ===== S↓+ NH4OH +[O-]
2、再生过程
脱硫液（富液）中的单质硫在吹空气时聚合并在催化剂的表面张力的作用下浮选出来，同时使还原态的催化剂氧化变成氧化态，使脱硫液（此时称为贫液）中的催化剂得以再生。（以上过程正常应在再生塔内完成）。
化学反应方程式 [O-] + O2 ===== [O+]
3、硫回收过程
浮选出的硫泡沫经DS硫泡沫过滤机分离水分后进行熔硫，熔硫后的清液经处理后返回脱硫系统或去提盐工段。
4、盐浓缩过程
湿式氧化法脱硫在完成了主反应的同时，不可避免的会有副反应的生成，但是副反应可以通过催化剂、操作优化、停留时间、空气量、温度等因素有效控制并维持一定的平衡。焦化厂有氰化氢的存在，硫氰酸盐的存在是不可避免的，把副盐从脱硫液中分离出来维持脱硫液的平衡和提高脱硫液的吸收能力减少腐蚀是十分重要的，越来越被焦化厂和化肥厂所重视。DYS盐浓缩技术自动化程度高、可无需人工值班，是很理想的选择。
二 工艺技术特点及影响因素
H2S是一种酸性气体，在水中可以电离出硫氢根离子，而HS_具有较强的还原能力，易失去电子而被氧化单质硫。这种性质被巧妙的运用于湿式氧化法脱硫工艺，其实质上就是一种伴有氧化反应的湿式酸碱中和的化学过程，通过催化氧化使负二价的硫转化成单质硫分离出去。失氧催化剂在空气作用下得到再生，循环使用。
故此整个脱硫工艺包括吸收氧化、浮选再生、循环回收三大环节，他们之间相互依存，相互影响。
第一步吸收氧化。气液逆流接触，通过传质（填料）H2S从气相界面向液相界面转移，进入液相主体。酸碱中和反应生成相应的盐（ NH4HS或NaHS）转化为富液，同时HS-在催化剂作用下转化成单质硫。
此过程主要受气膜控制，其主要影响因素：碱度、催化剂浓度、吸收温度、空速、喷淋密度、液气比、副盐含量、焦油含量、传质效果等）。
第二步溶液再生及硫浮选。富液中的催化剂在再生塔内在空气作用下由还原态转化成氧化态，使其再次具备氧化硫氢根的能力循环使用，同时使脱硫液中的单质硫聚合成硫泡沫并浮选出来。
此过程主要影响因素有：溶液温度、副盐含量、焦油含量、再生空气量、泡沫溢流量、硫颗粒形态等
第三步循环回收。此过程指催化剂循环使用和熔硫残液处理及硫加工回收。硫回收工艺中，目前有三种方式，分别是连续熔硫工艺、间歇熔硫工艺及硫泡沫过滤后熔硫工艺，此三种工艺以第三种最合理，不但节约蒸汽，还避免了高温熔硫对脱硫工艺的影响，同时降低了副盐的生成速率，降低了净化材料的消耗。
此过程主要影响因素有：再生时间、再生温度、再生空气量、熔硫温度、残液处理情况等。
小结：
脱硫、再生、熔硫、废液回收相互影响。四者中再生尤为重要。再生状况差，其它三者都会受到影响，具体表现在：脱硫后H2S超标、硫泡沫异常、溶液比例失调、副盐增长快等，设备、管道腐蚀严重等现象。当然脱硫、熔硫、废液回收操作不当也会影响再生状况，具体表现在：脱硫负荷大，溶液中HS-含量高，催化剂氧化能力下降，导致溶液中HS-含量居高不下，高浓度的HS-在喷射再生过程中与O2接触生成硫代硫酸盐和硫酸盐，久而久之，副盐含量达到一定的程度就会影响再生状况，且会导致整个脱硫工艺恶性循环。同理，熔硫和废液回收若操作不当会有大量副盐生成和返回系统，同样会影响再生状况。因此可以说四者任何环节出现问题都可能导致工艺状况恶化。
三 工艺条件影响因素
（1）总碱度：溶液吸收H2S为酸碱中和反应，因此，溶液的总碱度是影响吸收过程的主要因素，气体净化度，溶液的硫容量，气相总传质系数，随总碱度的增加而增大。吸收硫化氢主要靠溶液中的碱性吸收剂（氨水或碳酸钠），总碱度越高，越有利于H2S的吸收，在碱法脱硫工艺中还需保持溶液中的NaHCO3和Na2CO3的浓度比（一般控制≤5）形成缓冲液更具稳定性。在氨法脱硫工艺中需保持脱硫液中的氨含量≥7g/L。
（2）PH值：PH值是脱硫液的重要参数，随总碱度的增高而上升。PH＜8.0时对设备腐蚀严重；而PH值大于9.0，副反应迅速上升。故PH值最好控制在8.4--8.6。提高溶液中的碱度和PH值，能增强吸收推动力，利于平衡转移，提高脱硫效率。
（3）溶液循环量：对于填料塔而言，选择液气比应大于保证填料所需的最小湿润流量的液气比，确保脱硫效率。保持足够的循环量和喷淋密度能提高吸收频率及碱的利用率，而且能将反应生成的单质硫迅速转移，防止堵塔。因此溶液循环量的确定，不但要满足工作硫容的基本要求，还应兼顾喷淋密度。
（4）溶液温度：提高溶液温度可以加速化学反应速度，但脱硫吸收是放热反应，降低温度对吸收H2S有利。再生反应随着温度升高而加快，温度过高还会使副反应急剧上升；温度太低影响溶液黏度和表面张力。另外以氨为碱源的焦炉气脱硫工艺，只有控制好温度才能保证碱度。
（5）再生空气：不管是槽式再生还是高塔再生，再生空气量是关系到催化剂再生效果和硫泡沫浮选的主要因素，理论上每氧化一公斤的H2S需1.57Nm3空气，实际操作中空气用量是理论量的8-15倍。空气量过低会导致催化剂再生效率下降和硫泡沫浮选困难形成硫泥；空气量过高，不仅不利于硫泡沫的聚合同时易造成过氧化，副盐增长快。
（6）副盐：由于硫代硫酸盐、硫氰酸盐、硫酸盐的存在，不但增大溶液黏度影响传质，导致吸收剂对H2S 吸收速率下降，影响脱硫效率。副盐的生成速率与富液中HSˉ含量、与O2接触时间、溶液温度、总碱度、PH值等有关，另外副盐含量过高还会影响到催化剂对HS-的氧化，导致副盐增长更快，形成恶性循环。一般应控制三盐总量＜250g/L，超过250g/L则应适当排放稀释或进行脱硫废液提盐。硫酸盐还是造成设备腐蚀的主要原因。
（7）加强进脱硫塔气体的预处理：煤气中的焦油呈雾状分散进入脱硫液中，与溶液中的硫粘在一起，影响到脱硫液中单质硫的聚合和浮选。同时焦油使填料形成疏水性膜严重影响传质效果，当焦油在系统中累计到很高浓度时，可将吸收剂和催化剂包裹起来，无法参与化学反应。另外煤灰、萘、酚类等杂质存在不仅影响到传质，还会造成脱硫塔阻力上涨。因此进脱硫塔的气体预处理非常重要，有些厂家堵塔、工况不稳、泡沫不好等，可能就主要受其影响。故脱硫前必须设除尘、除焦、除油污设备，还应设预冷塔降低煤气温度以利氨回收利用。
（8）碱液制备及加催化剂操作对生产的影响：碱液制备看起来很简单，若新配的碱液投加操作不当，会导致局部脱硫液的PH值过高，碱度波动大，引起副盐增长快，消耗高。冬季制备碱液要加温搅拌，加速溶解，分班均量补加，最好用脱盐水。
催化剂的质量对硫泡沫生成起非常重要的作用，其浓度高低直接影响催化剂的氧化能力和硫泡沫的生成数量。东狮的配制的脱硫液黏度低，溶液清亮且具有清塔功能，氧化生成的单质硫颗粒大、易浮选。
为了保证脱硫工艺稳定，一般采取定量均匀补加方式，有利于维持其在溶液中的浓度稳定要求。催化剂浓度过低会导致氧化能力降低；过高则不经济。
规范脱硫系统加碱和补充催化剂的操作，可稳定脱硫溶液质量，确保硫磺回收率，降低净化材料消耗，抑制副盐增长速率，防止系统阻力增长过快，以达到脱硫系统高效低耗、长周期稳定运行的目的。
总结
随着国家对环境保护要求的进一步加强，各公司领导及脱硫技术人员对脱硫工作更加重视，不断完善设备配置、优化工艺管理、规范操作细节，不断推出新设备、新工艺、新产品，为大气污染治理和企业的节能减排及脱硫技术进步做出应有的贡献!