沼气脱硫系统存在的问题及解决措施

时间：2022-06-03

流程
沼气在脱硫塔内与脱硫液逆向接触，脱除硫化氢，经气液分离器去干法脱硫罐二次脱硫，进入压缩机，送脱碳工序。
沼气流程: 沼气气柜→脱硫塔→气液分离器→干法脱硫罐→压缩机→脱碳工序。脱硫液流程: 脱硫塔→富液槽→富液泵→再生槽→贫液槽→贫液泵→脱硫塔。
主反应:
H2S + Na2CO3= Na HS + Na HCO3
2NaHS + O2( TTS) = 2S↓+ 2NaOH
Na OH + Na HCO3= Na2CO3+ H2O
副反应:
Na2CO3+ H2O + CO2= 2NaHCO3
2NaHS + 2O2= 2Na2S2O3+ H2O
干法脱硫:
Fe2O3·H2O + 3H2S = Fe2S3·H2O + 3H2O
再生:
2Fe2S·H2O + 3O2=2Fe2O3·H2O + 6S
2 主要工艺指标
脱硫塔后: H2S≤100ppm 脱硫罐后: H2S≤20ppm 总碱度: 0. 4 ～ 0. 6mol/LNa2CO3: 4. 0 ～ 7. 0g /L
NaHCO3: 25. 0 ～ 30. 0g /L 脱硫液温度: 30 ～ 40℃ 脱硫液流量: 30 ～ 40m3/ h
问题分析
1 、存在的问题

在脱硫液温度、流量正常的情况下，脱硫塔后、脱硫罐后硫化氢严重**标，脱硫液脱硫效率低，造成大量硫化氢被吸附于脱硫罐中，造成脱硫罐严重堵塞，不得不停车重装处理。

脱硫效率按下式计算:

分析原因

当加入纯碱后，脱硫液的脱硫效果有所好转，脱硫罐后硫化氢含量亦有所降低，说明脱硫塔的脱硫效果在脱硫系统中起主要作用，但是由于脱硫塔后硫化氢含量太高，造成脱硫罐负荷高，以至脱硫罐严重堵塞，系统不得不停车重装两个串联的脱硫罐，但由于脱硫塔的脱硫效果没有好转，仅两周后又得重装脱硫罐，影响正常产。从脱硫液方面看，在装置原始开车时，用软水配了共 25m3脱硫液，碳酸钠起始浓度高达 48. 0g/L，但是仅仅运行了五天，碳酸钠含量急剧下降，虽然每天往脱硫液中加入的纯碱相当于 5. 0g/L，但并没有阻止碳酸钠含量的下降，而且很快降至指标下限 ( 4. 0g/L) 以下。

从表 2 数据可以看出，尽管每天加入的纯碱相当于 5. 0g /L，但并没有控制住碳酸钠含量，而碳酸氢钠含量却一直上升: 开车第四天已达到了指标上限的两倍左右，虽然总碱度也一直上升，但总碱度的升高并没有提高脱硫效率。反复分析问题产生的原因，认为沼气与半水煤气成分有较大差异，尤其是二氧化碳含量的差距更为**: 沼气中 CO2在 30% ～ 40% ，而半水煤气 CO2仅在 8% ～ 10% ，可能是副反应消耗了大量的纯碱，造成了碳酸氢钠含量的居高不下，因为从脱硫反应来看，脱除沼气中硫化氢并不消耗纯碱。为验证这一想法，分析脱硫塔后 CO2含量，原料气中 CO2为 37. 4% ～ 42. 3% ，脱硫塔后 CO2为 14. 6% ～ 17. 2% 。从开车之前的数据来看，原料气 CO2较高为42. 6% ，较低为 34. 7% 。经过脱硫塔后被吸收了气体总体积的 15% 左右，造成脱硫液中碳酸钠含量的急剧下降和碳酸氢钠含量的迅速升高，使得脱硫效率大为降低。
3、解决措施
要解决脱硫塔脱硫效率低的问题，应控制住脱硫液中碳酸钠和碳酸氢钠的含量。在脱硫液中，碳酸钠为有效成分、碳酸氢钠为无效成分，只加入纯碱不一定能够控制住碳酸钠含量，而且还会进一步增高碳酸氢钠含量。需
要采取既能保持碳酸钠含量，提高脱硫效率，还能降低碳酸氢钠的含量方法。从主反应来看，可以加入烧碱。
为避免加烧碱会对生产造成大的影响，采取烧碱和纯碱一起加的方式: 先往配碱槽中加入脱硫液 2 ～ 3m3( 含碳酸氢钠约 100 ～ 150kg) ，然后加入 50kg 烧碱，待烧碱全部反应后，再加入 40kg纯碱和适量脱硫剂，将该脱硫液送入系统脱硫液，脱硫效果见表 3。

结语
( 1) 沼气脱硫不同于半水煤气脱硫，其二氧化碳高的性质决定了其脱硫不能照搬半水煤气脱硫工艺，需要加以改进。
( 2) 因沼气的二氧化碳量较高，造成脱硫液碳酸氢钠含量高，因此总碱度指标应控制在0. 7mol / L 以上。
( 3) 在沼气二氧化碳含量高的情况下，可以往脱硫液中加入一定量的烧碱，但要注意加入量必须参照系统脱硫液中碳酸氢钠含量，必须在配碱槽中加入，不能让烧碱直接进入脱硫液中，特别是在脱硫效率低、碳酸氢钠高的情况下更应如此。
( 4) 改进后成本没增加多少，但脱硫效率却大大提高，而且还避免了碳酸氢钠含量继续升高。
( 5) 如果原料气量有变化，脱硫液中碳酸氢钠含量会随生产情况变化，每天加入的烧碱也要随之调整。若碳酸氢钠含量在 50 ～ 60g /L 或更高时，可只加烧碱。
( 6) 烧碱溶于脱硫液时会放出大量热，且具有强腐蚀性，操作务必注意安全。

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词条
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