關鍵詞? 中和吸收? 化學反應? 工藝惡化? 總堿度下降? 再生? 硫泡沫? 付鹽? 硫回收
0?概述
隨著濕法脫硫工藝技術在化工行業的發展到目前成熟應用，為改善社會環境，創造綠色環保，確保化工行業高效益安全生產，做出了卓越的貢獻。該工藝技術不但能高效率地脫除氣體中的硫化氫，回收了副產品硫黃，而且減少了環境汙染，還為企業增加了好的效益。但是在生產過程中，脫硫工藝出現惡化，使生產成本升高，已是屢見不鮮的事情，也是該工藝解決的壹大難題。大部分廠家都能夠嚴格工藝指標的控制和管理，確保了系統的長周期穩定運行，但最近幾年多個廠家出現了較為罕見的脫硫工藝惡化現象，脫硫液組分和硫回收率，由正常的生產忽然下降，而且出現問題處理起來非常緩慢且難度較大，浪費了大量的人力、物力和財力。尤其是最近短短的幾個月內，筆者就經歷四個廠家出現這樣的狀況。針對此問題，經過現場觀察探索調試均取得了良好的效果，現作以下介紹，供同行們參考。
1?生產現狀及分析
1.1?現狀
脫硫液在不正常時組分運行數據如下表：
（1）從以上運行數據分析，脫硫液惡化時現狀主要表現在，脫硫液組分下降，總堿度壹直處在3.5--14g/L、pH值在7.0—7.8之間徘徊，Na2CO3：僅1g/L或根本就做不出來，出口H2S高，高質量的硫泡沫形成非常困難，使用888脫硫劑的生產廠家是沒有硫泡沫，使用栲膠的公司問題更繁多，脫硫液發黑並釋放出較大的臭味，貧液懸浮硫偏高，溶液呈乳白色，再生槽出現大量的虛泡或飛泡，直接流到生產現場，泡沫中夾帶脫硫液成分較高，經現場地溝回收到下道工序水處理，使水中硫化物和COD超標，造成較大的環保事故。
（2）根據出現問題幾個生產廠家現場了解和觀察，在脫硫液出現惡化時，生產現狀幾乎相似，脫硫液系統總堿度長期處於最低線運行，為了控制出口H2S含量，保證後系統正常生產，大量的純堿補入脫硫液中也無濟於事，總堿度不見上漲，卻不知去向。例如：河南、山東、湖北、陜西某幾個公司，正在穩定運行的工藝總堿度轉眼之間由原來的20～30g/L，下降到14g/L以下，出口硫化氫出現超標，工藝管理人員壹時找不出導致事故的真相，想方設法從脫硫內部工藝調整入手，強化再生、調節脫硫液組分，計算各塔和儲槽的停留時間、利用不同的流量、壓力、溶液濃度進行調整，雖然都出現了階段性好轉，但沒有實現完全恢復，導致大量的堿耗升高，每月堿耗由原來的10噸左右，上升到100余噸，甚至更高。
1.2 ?工藝分析
根據生產情況分析起來，好像與正常操作沒有什麽關系，壹切運行數據顯得都很平穩，脫硫液惡化卻在瞬間發生。當深入現場了解生產情況分析認為，出現工藝變化的現象，除了與人為的工藝管理有關外，就是工藝在做大幅度調整，沒有對脫硫液各組分進行評估，補救措施不得力或不及時所致。根據經驗分析，脫硫的管理絕非是壹朝壹夕的操作和工藝管理，做不到持之以恒地監管，工藝不會長期穩定運行，例如：工藝溶液流失和跑冒後，采取措施不夠，沒有將化工原材料及時補充，溶液組分長期失調必然會導致工藝惡化。再例如：山東某公司，由於脫硫塔阻力升高，公司沖洗脫硫塔，在系統不停車生產時進行，當塔內積硫被沖洗下來後，再生槽大量的硫泡沫來不及全部回收，但又考慮，如果將沖洗下來很高懸浮硫的脫硫液，繼續再循環難免要出現二次堵塔，見此狀，決定將脫硫液進行排放，但忽視了系統組分的含量問題，總堿度瞬間由原來的0.3mol/L(15.9)g/L下降為0.09mol/L(4.77)g/L左右。陜西某公司，由於後系統是全低變工藝，需要控制壹定的硫化氫，為了提高脫硫塔出口硫化氫含量，卻無限度地降低脫硫液組分，最終脫硫液組分失調導致惡化，當再去調整恢復正常溶液組分時，卻難上加難。
筆者分析認為，在脫硫液惡化時，脫硫液在脫硫塔和富液槽沒有形成硫氫化鈉，單質硫自然不會形成，我們再來重溫壹下脫硫吸收反應機理：
PH值8.2—9.0
Na2CO3+H2S==========NaHS+NaHCO3
888
NaHS+O2====NaOH+H2O+S↓
從以上反應機理我們來做進壹步分析，碳酸鈉吸收硫化氫反應，前提條件必須是在壹定的pH值情況下進行，才會有反應，而對於pH值較低的工況，很難或者說根本就沒有發生化學反應，根據現場觀察分析，補入系統的純堿在與硫化氫接觸中和吸收後，富液槽脫硫液內根本就沒有NaHS存在，富液在經過再生後，也就不會產生硫泡沫，我認為這也是脫硫出現惡化，再生槽長期沒有硫泡沫，但副鹽Na2S2O3、Na2SO4、Na2SO3、NaCNS並不高的主要根源，也請各個生產單位在日常生產當中，要做好NaHS的分析和監測，便於工藝發生變化時找出問題。
脫硫塔內的工作原理主要是兩個步驟：壹是酸堿度中和吸收；二是硫氫化鈉在催化劑的作用下轉換為單質硫，所以，脫硫液在脫硫塔底部或有富液槽的企業顯得尤為重要，必須保證有壹定的停留時間，壹般停留時間應控制在20分鐘，反應更為完全，使96-98%的HS-轉化為單質硫，只有2-4%的轉換成副鹽。
2?應對措施及工藝處理註意事項
出現此種情況，對於每個生產單位工程技術人員來說，均是壹個嚴峻的考驗，都是想利用補加其它化學藥品，或采用土辦法，想方設法走捷徑的工藝操作控制，在最簡單、最短的時間內來解決該問題，卻不是容易的事情，必須采用有效地方法和措施，找準影響系統正常的關鍵問題，才是最有可能恢復正常生產。例如在系統補加NaOH（片堿）、氨水等堿性藥品，作為協助原料，提溶液總堿度均能起到很好的效果。
除了做大幅度調整工藝使脫硫系統出現惡化外，在日常生產中以下的壹些狀況也是導致工藝惡化的主要原因：
2.1煤氣質量影響
煤氣中揮發分、焦油含量高，該含量高影響脫硫工藝正常生產，已在多個廠家出現，後采取在脫硫前增加電捕焦或焦炭過濾器設備後問題得到解決。按照工藝要求，脫硫前煤氣中焦油含量≤30g/m3，但大部分廠家不做此含量分析，也就出現，在脫硫工藝出現問題時並沒有判斷準確，沒有采取果斷而有效的措施，導致脫硫工藝長期處於惡化狀態，造成脫硫工藝被動去調節，使其最終沒有正常生產，還有壹部分廠家，在脫硫工藝恢復正常時，也不知道是怎麽恢復的，或者說是不知道是什麽原因造成的。根據調查了解，脫硫塔前有電捕焦的廠家，受此影響並不大，脫硫工藝出現問題時，稍作調整就會恢復正常生產。
2.2?更換劣質堿源
近幾年來許多廠家為了降低生產成本，更換化工原料純堿成為輕質堿，輕質堿從理論上均為碳酸鈉。但根據多年了解，溶液中的總堿度，是以酚酞堿形式存在於脫硫系統，總堿度主要成分為鈉、氫氧根和碳酸氫離子組成，而輕質堿由於制作工藝不同，含量極其低下，使用在脫硫系統，不但會使脫硫組分下降，還會給脫硫工藝正常反應造成影響，最終導致堿耗高或者工藝惡化。
2.3?加強化工分析管理 ?
化工分析是化工操作的眼睛，這是眾所周知的事情，尤其對於脫硫化學反應較復雜的工藝，脫硫液的分析顯得更為重要，是確保工藝正常生產的關鍵環節，溶液分析的誤差，堿度和PH值下降發現不及時，會導致脫硫系統出現惡化。尤其是在後系統是全低變生產工藝，由於該工藝為避免出現反硫化和對堿度監測頻率較少，半脫出口硫化氫控制範圍較寬，不加強脫硫組分的控制，長時間運行導致系統惡化。
2.4?密切關註煤氣系統變化、合理調整工藝
受原料煤供貨緊張且價格較高的市場影響，脫硫工藝調整除了觀察脫硫液組分外，對於煤氣系統負荷和硫化氫的含量，必須做到了如指掌，是否處於穩定運行，避免打破脫硫正常的吸收和轉換單質硫、再生、硫回收的工藝水平衡。
2.5?脫硫液中pH值控制
脫硫液中的pH值是壹項重要的工藝指標，我們都知道正常生產時該指標控制在8.2～9.0為最佳，煤氣中除硫化氫、二氧化碳為酸性氣體，會使其值受影響外，那麽脫硫液中的付鹽也是影響生成的重要因素，在日常生產過程當中，當脫硫液中總堿度在20g/L以上時，pH值自然會升高在8.0以上，但在脫硫系統出現惡化，大量的純堿補入也使該指標絲毫不動，很難控制在指標內，PH值不但反應出脫硫液的酸堿度，而且也是脫硫溶液組分合理形成的重要標誌，在出現大量純堿補入也提不到指標時，必須使用另外的堿性化工原料來協助，就很容易將此值調整到指標內。
2.6?再生能力的分析
再生槽壓力的控制是體現再生好壞的重要標誌，壓力的選擇可從脫硫液組分中多個指標分析出再生狀況，例如：碳酸鈉與碳酸氫鈉的比例，硫代硫酸鈉與硫酸鈉的比例，懸浮硫含量和生產時硫泡沫的浮選等等，均可以判斷出再生的好壞，再生槽噴嘴前壓力壹般控制在0.42～0.48MPa較好，同時還要不定期對噴射器吸氣孔進行檢查，保持暢通，確保再生噴嘴的吸氣量在正常範圍內，但對於較再生設備較大或較小的生產狀況就另當別論了。
3?工藝管理的重要性
化工生產可謂是三分技術、七分管理，其實脫硫工藝也不例外，加強脫硫工藝的基礎管理是工藝管理者的必修課題，每天除監督好操作，還需觀察了解脫硫工藝的流量、壓力、溫度工藝指標和設備是否處於穩定運行，同時保證新鮮的新配液的質量外，對補入系統的每壹方脫硫液都要有足夠的了解和分析手段，尤其是對於硫回收連續熔硫和間歇熔硫高位泡沫槽放清液的液體，除了高溫對溶液系統有影響外，細小的硫顆粒會導致硫泡沫形成困難，影響脫硫的再生，還極易使付鹽升高，使工藝出現問題時很難及時解決。
4?結束語
濕法脫硫工藝流程和反應原理，從表面上了解感覺很簡單，其實並非如此，脫硫的工藝管理和運行數據告訴我們，最好根據每個生產廠家的實際情況，選擇合理的工藝控制指標，才能確保系統長期穩定，我們在了解工藝操作知識時，許多指標都會用到不能太高或太低、過多或過少的形容詞，經驗告訴我們的確如此。另外，我們在生產時所做的分析只是壹個主要的參考和控制指標，還有許多較為復雜的成分和生成物我們並不了解，更談不上我們如何應對和處理，類似問題還需我們在今後的工作中，做進壹步的探討和完善，力爭在脫硫工藝出現問題時，找準導致事故的根源，為脫硫事業的健康持續發展做出貢獻。