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高硫化氢含量气体脱硫工艺和设备探讨

硫作为煤中的一种组份，当以煤为原料的化工生产中，硫及硫的化合物对生产过程中各种催化剂都有毒害作用；当以煤气为燃料时，其最终生成的SO2的排放会造成大气污染。

在当前的形势下，为降低成本，许多煤化工企业和冶炼、陶瓷、玻璃等以煤气为燃料的工业窑炉企业，开始或计划使用价格相对低廉的高硫煤；部分企业利用粉煤气化、水煤浆气化以及富氧连续制气等先进的煤气化工艺对原有的制气设备和工艺进行了更新换代，以适用烟煤、褐煤等更加低廉的煤种，进一步降低生产成本。而湿式氧化法脱硫做为煤气净化的传统工艺，其投资及对设备材质的要求较低，而且能适应各种浓度的无机硫的脱除。在今后相当长的一段时期内，湿式氧化法脱硫还会存在。

随着越来越多的企业开始劣质煤做原料或燃料，煤气中的H2S含量有了很大程度的提高，原有脱硫系统逐渐出现了系统出口H2S超标、系统阻力增大、堵塔等问题，使得脱硫系统逐渐成为许多企业长期稳定生产的制约因素。出现上述问题的主要原因是，原有脱硫系统的设计思路和性能参数无法适应高硫化氢含量（H2S含量＞3g/Nm3）的操作环境，设备选型和参数不能满足实际需要。

下面从工艺和设备两个方面，对高硫化氢含量湿式氧化法脱硫系统的设计进行简单探讨。

1??工艺系统

湿式氧化法脱硫从其运行压力来分有常压脱硫和加压脱硫。不管湿法脱硫的压力多高，其工艺流程都非常简单，但实际反应机理较复杂，主、副反应交叉进行，氧化还原过程受多种因素影响。工艺流程设置是否合理对于溶液组份及脱硫运行、溶液再生等有很大的影响。关系着脱硫系统能否长期稳定连续运行。

脱硫系统的主要任务：吸收、溶液再生、熔硫。所以脱硫系统从工艺的整体设计方面都需要充分考虑要完成这三方面所必须满足的条件：

（1）进、出粗脱硫系统时煤气中粉尘、焦油要少，煤气得到净化处理。目前较为常用的多为在湿法脱硫系统的进口增加静电除尘器，将煤气中的灰尘、焦油类物质进行捕集净化，减少杂质对脱硫溶液的影响。

（2）在进脱硫塔前增加喷淋塔，便于调节煤气温度和进一步洗涤煤气，特别是夏季气温较高时，便于脱硫系统的稳定运行;为了净化脱硫后的煤气，减少对后序设备特别是压缩机的影响，在脱硫塔后增加二次喷淋塔。

（3）为了稳定脱硫液成份，减少副盐含量，将硫泡沫进行先机械分离后间歇熔硫，尽可能减少对脱硫液进行加热升温。??

1.1??常压脱硫

常压脱硫系统的设计要重视系统阻力的控制。受经济形势的影响，越来越多的企业开始选用高硫煤来降低生产成本，这使得煤气中的硫化氢含量大幅度升高，对脱硫系统的设计提出了更高的要求。

对于较高硫化氢含量的脱硫系统，目前采用传统填料塔的单塔或是多级流程，会产生很多问题：

（1）受脱硫效率的限制，单塔流程的脱硫精度很难达到要求；

（2）在较高硫化氢环境下操作，填料塔的阻力上升很快，极易发生堵塔；

（3）在多级系统中，两个或以上填料塔的阻力会使得系统的阻力超出期望值，对整个生产系统的动力消耗产生较大影响；

（4）为减轻堵塔，填料塔的循环量不能太低；为防止发生液泛，填料塔的循环量又不能太高。这就使得单纯采用填料塔的脱硫系统很难随煤气中硫化氢含量的变化而灵活调整。

?根据多年的工程设计和现场操作经验，建议采用喷淋空塔与填料塔相结合的流程。这种流程可以很好的满足高硫化氢环境。空塔喷淋技术在常压（或微负压）脱硫上运用最具有科学性和实用性。近几年来，许多工业化的生产实践也充分证明了这种技术的可能性和可靠性。对于空塔喷淋技术大家并不陌生，很早以前就被运用到脱硫上来，只是由于受到当时技术的局限性（指喷头的雾化技术以及设计安装的合理性没能达到预期的效果），才使这个技术没有被推广开来。就常脱工艺的特殊性看，与其它空塔技术（旋流板、喷射塔、湍球塔）相比，喷淋技术是最有发展空间和发展前途的技术。特别在脱高硫上（如焦炉气、天然气）更加显示该技术的优越性。

经过多年的努力，长春东狮公司研制开发适应于脱硫应用的高效雾化喷头，而且设计了一整套灵活巧妙的喷头布置形式，大大提高了脱硫效率，这也为传统的依靠填料为传质介质的脱硫反应向无填料气液直接接触的转化提供了技术保证，通过我们众多的工业化生产事例看，空喷技术在常压脱硫工艺的应用意义十分重大，因为它主要解决了如下诸多问题：

（1）当使用高硫煤制气时，单独使用喷淋空塔或与填料塔相结合可从根本上避免或者在最大程度上减少堵塔问题。

（2）解决系统阻力大的问题，反应段接近零阻力。

（3）提高脱硫液的硫容，降低溶液循环量。

（4）解决设备庞大问题。

（5）降低一次性投资（与填料塔相比，同等条件下要减少30-50%）。

（6）有效的降低了气体输送设备的动力消耗。

（7）调节灵活，易于操作。

1.2??加压脱硫

（1）对于加压脱硫的设计，有的企业为了节省设备投资和运行费用，将加压脱硫与常压