影响烧结过程脱硫效果的因素有哪些

影响烧结脱硫效果的因素：

1、矿石的粒度：

（1）矿石粒度较小时，矿石中的硫化物和硫酸盐氧化和分解产物易于从内部排出，粒度小比表面积较大，硫化物和硫酸盐暴露在表面的机会大。氧向内部扩散也比较容易；

（2）粒度过小时。烧结料层的透气性变差，抽入的空气量减少，不能供给充足的氧量，同时硫的氧化产物和分解产物不能迅速从烧结料层中带走，也对脱硫不利。

（3）如果粒度过大时，虽然外部扩散条件改善了，但内扩散条件就变得更困难了，也不利于脱硫。

2、矿石的品位：矿石含铁品位高含脉石成份少时，一般软化温度较高。这时烧结料需在较高的温度下才能生成液相，所以有利于脱硫。铁矿石中硫以硫化物的形式存在时，烧结脱硫比较容易，一般脱硫率可达90%以上，甚至可达96%~98%。硫酸盐的脱除是靠它的热分解，需要很高的温度相较长的时间，在较好的情况下脱硫率也可达到80%~85%。

3、烧结矿碱度和添加物的性质：提高烧结矿的碱度，导致烧结矿的液相增加、烧结层的最高温度降低，烧结速度增快。高温保持时间的缩短以及高温下石灰的吸硫作用强烈等，这些条件均对脱硫不利。

4、燃料用量和性质：燃料的用量直接影响到烧结料层中的最高温度水平和气氛（在抽入的空气量一定时），FeS在1170℃~1190℃时熔化，当有FeO存在时940℃就可熔化。燃料用量增多时，料层温度高，还原气氛增强，烧结料中FeO增多，FeO-FeS组成易熔的共晶，液相增多会妨碍进一步脱硫。同时，空气中的氧主要为燃料所消耗，也不利于硫化物的氧化，相反，燃料用量不足时，料层中温度低，脱硫条件也变坏。因此，烧结时燃料用量要适宜、燃料的配比要求精确。

5、返矿的数量：返矿对脱硫有互相矛盾的影响，一方面改善烧结料的透气性，促使硫的顺利脱除；另一方面引起液相更多更快的生成，致使相当大量的硫转入烧结矿中，所以适宜的返矿用量要根据具体情况由试验确定。

脱硫塔事故箱液位偏高的原因有：

1、石膏排出泵至事故箱阀门关闭不严，浆液漏入事故箱；

2、脱硫系统水平衡存在问题，补水量大于耗水量。脱硫塔液位经常处于高位，为防止溢流被迫向事故箱打浆液。

3、脱硫浆液中毒，不能得到有效处理。致使，脱硫塔向事故箱打浆。

首先，要排除仪表本身的问题。检查压差变送器的毛细管是否有堵塞，毛细管上的阀门是否都在全开的位置上，校准仪表。另外，脱硫塔若压差大，可以从引风（送风）机电流变化上进行判断。

其次，填料上部被除雾段或以上塔壁掉落的结垢覆盖，也会引起压差大。

最后，填料码放未按照检修前顺序码放，完成填料块互相堵塞。

摘要 本文介绍和论述了脱硫工艺出现恶化，导致化工原材料消耗高，通过采取一系列有效措施，使脱硫工艺在较短的时间内，恢复正常生产，降低了生产成本，实现了稳定生产。

关键词  中和吸收  化学反应   工艺恶化  总碱度下降  再生  硫泡沫  付盐  硫回收   

0 概述

随着湿法脱硫工艺技术在化工行业的发展到目前成熟应用，为改善社会环境，创造绿色环保，确保化工行业高效益安全生产，做出了卓越的贡献。该工艺技术不但能高效率地脱除气体中的硫化氢，回收了副产品硫黄，而且减少了环境污染，还为企业增加了好的效益。但是在生产过程中，脱硫工艺出现恶化，使生产成本升高，已是屡见不鲜的事情，也是该工艺解决的一大难题。大部分厂家都能够严格工艺指标的控制和管理，确保了系统的长周期稳定运行，但最近几年多个厂家出现了较为罕见的脱硫工艺恶化现象，脱硫液组分和硫回收率，由正常的生产忽然下降，而且出现问题处理起来非常缓慢且难度较大，浪费了大量的人力、物力和财力。尤其是最近短短的几个月内，笔者就经历四个厂家出现这样的状况。针对此问题，经过现场观察探索调试均取得了良好的效果，现作以下介绍，供同行们参考。

1 生产现状及分析

11 现状

脱硫液在不正常时组分运行数据如下表：

（1）从以上运行数据分析，脱硫液恶化时现状主要表现在，脱硫液组分下降，总碱度一直处在35--14g/L、pH值在70—78之间徘徊，Na2CO3：仅1g/L或根本就做不出来，出口H2S高，高质量的硫泡沫形成非常困难，使用888脱硫剂的生产厂家是没有硫泡沫，使用栲胶的公司问题更繁多，脱硫液发黑并释放出较大的臭味，贫液悬浮硫偏高，溶液呈乳白色，再生槽出现大量的虚泡或飞泡，直接流到生产现场，泡沫中夹带脱硫液成分较高，经现场地沟回收到下道工序水处理，使水中硫化物和COD超标，造成较大的环保事故。

（2）根据出现问题几个生产厂家现场了解和观察，在脱硫液出现恶化时，生产现状几乎相似，脱硫液系统总碱度长期处于最低线运行，为了控制出口H2S含量，保证后系统正常生产，大量的纯碱补入脱硫液中也无济于事，总碱度不见上涨，却不知去向。例如：河南、山东、湖北、陕西某几个公司，正在稳定运行的工艺总碱度转眼之间由原来的20～30g/L，下降到14g/L以下，出口硫化氢出现超标，工艺管理人员一时找不出导致事故的真相，想方设法从脱硫内部工艺调整入手，强化再生、调节脱硫液组分，计算各塔和储槽的停留时间、利用不同的流量、压力、溶液浓度进行调整，虽然都出现了阶段性好转，但没有实现完全恢复，导致大量的碱耗升高，每月碱耗由原来的10吨左右，上升到100余吨，甚至更高。

12  工艺分析

根据生产情况分析起来，好像与正常操作没有什么关系，一切运行数据显得都很平稳，脱硫液恶化却在瞬间发生。当深入现场了解生产情况分析认为，出现工艺变化的现象，除了与人为的工艺管理有关外，就是工艺在做大幅度调整，没有对脱硫液各组分进行评估，补救措施不得力或不及时所致。根据经验分析，脱硫的管理绝非是一朝一夕的操作和工艺管理，做不到持之以恒地监管，工艺不会长期稳定运行，例如：工艺溶液流失和跑冒后，采取措施不够，没有将化工原材料及时补充，溶液组分长期失调必然会导致工艺恶化。再例如：山东某公司，由于脱硫塔阻力升高，公司冲洗脱硫塔，在系统不停车生产时进行，当塔内积硫被冲洗下来后，再生槽大量的硫泡沫来不及全部回收，但又考虑，如果将冲洗下来很高悬浮硫的脱硫液，继续再循环难免要出现二次堵塔，见此状，决定将脱硫液进行排放，但忽视了系统组分的含量问题，总碱度瞬间由原来的03mol/L(159)g/L下降为009mol/L(477)g/L左右。陕西某公司，由于后系统是全低变工艺，需要控制一定的硫化氢，为了提高脱硫塔出口硫化氢含量，却无限度地降低脱硫液组分，最终脱硫液组分失调导致恶化，当再去调整恢复正常溶液组分时，却难上加难。

笔者分析认为，在脱硫液恶化时，脱硫液在脱硫塔和富液槽没有形成硫氢化钠，单质硫自然不会形成，我们再来重温一下脱硫吸收反应机理：

PH值82—90

Na2CO3+H2S==========NaHS+NaHCO3

888

NaHS+O2====NaOH+H2O+S↓

从以上反应机理我们来做进一步分析，碳酸钠吸收硫化氢反应，前提条件必须是在一定的pH值情况下进行，才会有反应，而对于pH值较低的工况，很难或者说根本就没有发生化学反应，根据现场观察分析，补入系统的纯碱在与硫化氢接触中和吸收后，富液槽脱硫液内根本就没有NaHS存在，富液在经过再生后，也就不会产生硫泡沫，我认为这也是脱硫出现恶化，再生槽长期没有硫泡沫，但副盐Na2S2O3、Na2SO4、Na2SO3、NaCNS并不高的主要根源，也请各个生产单位在日常生产当中，要做好NaHS的分析和监测，便于工艺发生变化时找出问题。

脱硫塔内的工作原理主要是两个步骤：一是酸碱度中和吸收；二是硫氢化钠在催化剂的作用下转换为单质硫，所以，脱硫液在脱硫塔底部或有富液槽的企业显得尤为重要，必须保证有一定的停留时间，一般停留时间应控制在20分钟，反应更为完全，使96-98%的HS-转化为单质硫，只有2-4%的转换成副盐。

2 应对措施及工艺处理注意事项

出现此种情况，对于每个生产单位工程技术人员来说，均是一个严峻的考验，都是想利用补加其它化学药品，或采用土办法，想方设法走捷径的工艺操作控制，在最简单、最短的时间内来解决该问题，却不是容易的事情，必须采用有效地方法和措施，找准影响系统正常的关键问题，才是最有可能恢复正常生产。例如在系统补加NaOH（片碱）、氨水等碱性药品，作为协助原料，提溶液总碱度均能起到很好的效果。

除了做大幅度调整工艺使脱硫系统出现恶化外，在日常生产中以下的一些状况也是导致工艺恶化的主要原因：

21煤气质量影响

煤气中挥发分、焦油含量高，该含量高影响脱硫工艺正常生产，已在多个厂家出现，后采取在脱硫前增加电捕焦或焦炭过滤器设备后问题得到解决。按照工艺要求，脱硫前煤气中焦油含量≤30g/m3，但大部分厂家不做此含量分析，也就出现，在脱硫工艺出现问题时并没有判断准确，没有采取果断而有效的措施，导致脱硫工艺长期处于恶化状态，造成脱硫工艺被动去调节，使其最终没有正常生产，还有一部分厂家，在脱硫工艺恢复正常时，也不知道是怎么恢复的，或者说是不知道是什么原因造成的。根据调查了解，脱硫塔前有电捕焦的厂家，受此影响并不大，脱硫工艺出现问题时，稍作调整就会恢复正常生产。

22 更换劣质碱源

近几年来许多厂家为了降低生产成本，更换化工原料纯碱成为轻质碱，轻质碱从理论上均为碳酸钠。但根据多年了解，溶液中的总碱度，是以酚酞碱形式存在于脱硫系统，总碱度主要成分为钠、氢氧根和碳酸氢离子组成，而轻质碱由于制作工艺不同，含量极其低下，使用在脱硫系统，不但会使脱硫组分下降，还会给脱硫工艺正常反应造成影响，最终导致碱耗高或者工艺恶化。

23 加强化工分析管理  

化工分析是化工操作的眼睛，这是众所周知的事情，尤其对于脱硫化学反应较复杂的工艺，脱硫液的分析显得更为重要，是确保工艺正常生产的关键环节，溶液分析的误差，碱度和PH值下降发现不及时，会导致脱硫系统出现恶化。尤其是在后系统是全低变生产工艺，由于该工艺为避免出现反硫化和对碱度监测频率较少，半脱出口硫化氢控制范围较宽，不加强脱硫组分的控制，长时间运行导致系统恶化。

24 密切关注煤气系统变化、合理调整工艺

受原料煤供货紧张且价格较高的市场影响，脱硫工艺调整除了观察脱硫液组分外，对于煤气系统负荷和硫化氢的含量，必须做到了如指掌，是否处于稳定运行，避免打破脱硫正常的吸收和转换单质硫、再生、硫回收的工艺水平衡。

25 脱硫液中pH值控制

脱硫液中的pH值是一项重要的工艺指标，我们都知道正常生产时该指标控制在82～90为最佳，煤气中除硫化氢、二氧化碳为酸性气体，会使其值受影响外，那么脱硫液中的付盐也是影响生成的重要因素，在日常生产过程当中，当脱硫液中总碱度在20g/L以上时，pH值自然会升高在80以上，但在脱硫系统出现恶化，大量的纯碱补入也使该指标丝毫不动，很难控制在指标内，PH值不但反应出脱硫液的酸碱度，而且也是脱硫溶液组分合理形成的重要标志，在出现大量纯碱补入也提不到指标时，必须使用另外的碱性化工原料来协助，就很容易将此值调整到指标内。

26 再生能力的分析

再生槽压力的控制是体现再生好坏的重要标志，压力的选择可从脱硫液组分中多个指标分析出再生状况，例如：碳酸钠与碳酸氢钠的比例，硫代硫酸钠与硫酸钠的比例，悬浮硫含量和生产时硫泡沫的浮选等等，均可以判断出再生的好坏，再生槽喷嘴前压力一般控制在042～048MPa较好，同时还要不定期对喷射器吸气孔进行检查，保持畅通，确保再生喷嘴的吸气量在正常范围内，但对于较再生设备较大或较小的生产状况就另当别论了。

3 工艺管理的重要性

化工生产可谓是三分技术、七分管理，其实脱硫工艺也不例外，加强脱硫工艺的基础管理是工艺管理者的必修课题，每天除监督好操作，还需观察了解脱硫工艺的流量、压力、温度工艺指标和设备是否处于稳定运行，同时保证新鲜的新配液的质量外，对补入系统的每一方脱硫液都要有足够的了解和分析手段，尤其是对于硫回收连续熔硫和间歇熔硫高位泡沫槽放清液的液体，除了高温对溶液系统有影响外，细小的硫颗粒会导致硫泡沫形成困难，影响脱硫的再生，还极易使付盐升高，使工艺出现问题时很难及时解决。

4 结束语

湿法脱硫工艺流程和反应原理，从表面上了解感觉很简单，其实并非如此，脱硫的工艺管理和运行数据告诉我们，最好根据每个生产厂家的实际情况，选择合理的工艺控制指标，才能确保系统长期稳定，我们在了解工艺操作知识时，许多指标都会用到不能太高或太低、过多或过少的形容词，经验告诉我们的确如此。另外，我们在生产时所做的分析只是一个主要的参考和控制指标，还有许多较为复杂的成分和生成物我们并不了解，更谈不上我们如何应对和处理，类似问题还需我们在今后的工作中，做进一步的探讨和完善，力争在脱硫工艺出现问题时，找准导致事故的根源，为脱硫事业的健康持续发展做出贡献。

检查一下清液回流的悬浮流

如果偏高的话对熔硫系统进行调整，不知道你们熔硫用的是什么装置，如果是熔硫釜的话调整一下温度和压力，有条件的话在熔硫釜后面设置一个沉降罐。还有，硫泡沫输送采用单螺杆泵，效果要比离心泵强很多。

环保检测的结果吗？如果是，出现这种情况是正常的，因为环保检测的方法是恒重干燥法，就是对取样的滤纸进行干燥，经过计算得出粉尘浓度。因为是湿法脱硫，烟气里不可避免的要携带部分脱硫浆液，脱硫液里溶解有脱硫剂或脱硫产物，这些物质经过干燥之后就析出了，所以造成颗粒物增加。脱硫产物溶解度越大再加上系统除水效果差，脱硫后测量的粉尘浓度就会大幅上升。

煤中杂质含量过高等。煤中杂质含量过高，燃烧不完全，风压过高导致部分颗粒物随气流排到大气中等原因都能造成加热炉颗粒物超标首先燃气加热炉里的颗粒物升高是由于温度过高，脱硫脱硝颗粒物超标，是废气中的粉尘浓度高造成的。