888法脫硫氧化再生問題的探討1

概述濕式氧化法脫硫實質上就是一種伴有氧化反應的酸堿中和的過程，通過催化氧化將負二價的硫轉化成元素硫，經再生浮選脫離反應體系。其間各個工藝環節都很重要，但脫硫溶液再生是核心。而脫硫溶液中吸收劑和催化劑存在兩個不同的再生，一個是析硫再生（吸收劑），另一個是浮選再生（催化劑）。氧化析硫再生主要是在脫硫塔中進行的，888氧化析硫可達80%以上。而元素硫浮選、催化劑再生則是在再生槽內完成。在888法脫硫過程中，首先依靠堿性溶液中Na2CO3對H2S的吸收，發生中和反應，生成HS-+HCO-3；隨即888吸攜的活性氧將HS-氧化生成

S↓+OH-；以及其后OH-+HCO-3反應恢復CO3-2，使溶液獲得再生。這三個過程幾乎同時進行，既增加了反應物CO3-2的濃度，也降低了生成物HS-的濃度，提高了反應速度，增強吸收推動力。而且溶液中OH-+H2S=H2O+HS-反應也參與對H2S的吸收中和反應，有利提高氣體凈化度。因此888每解析一個硫元子，就相應生成一個OH-（OH-可以循環使用），即相應的提高Na2CO3的濃度，增強對H2S的吸收。反應速度與反應物濃度積成正比，其關鍵是催化劑氧化析硫、再生。此外催化劑的活性強，性能優越，入再生槽前析硫反應程度高，富液中HS-低，不但可以降低貧液中的殘硫還可以降低副反應和減少堿耗。這一切起決定性作用的是催化劑的載氧量和活性，只有催化劑再生活化好，吸附攜帶充足的活性氧才能得以實現，因此氧化再生槽內浮選再生（催化劑）是基礎更為重要。2

噴射氧化再生工藝當前脫硫溶液再生有兩種形式，一種是高塔再生，多在焦化行業應用，而化肥化工行業廣泛采用自吸空氣噴射再生氧化槽。其工藝先進，效果好，操作方便，一般工藝過程是：富液經脫硫塔液封流進富液槽，經再生泵加壓后，通過噴射器噴嘴時形成射流并產生局部負壓，將空氣自動吸入，此時富液與空氣兩相并流，空氣呈氣泡狀分散于液體中，高速均勻分布，處于高度湍動狀態，氣液接觸面增大且不斷更新，使傳質過程極為迅速。經收縮區、混合管、尾管等強化再生反應過程，使催化劑吸氧再生，恢復活性，大大縮短了再生時間，加速脫硫液氧化解析、脫附、再生，由富液向貧液轉換。再經多孔板分布器擴散開來進行元素硫浮選，即溶液中硫顆粒互相碰撞增大，結成小硫團群，上浮至再生槽上部聚集成硫泡沫層，從液相中分離轉移至泡沫槽，而再生后清液（貧液）則進入清液環槽進行二次浮選且形成一個平靜區，更利于泡沫集合分離，經液位調節器去貧液槽。同時在空氣的氣提作用下，可將富液中CO2等廢氣解析釋放，降低溶液中懸浮硫，提高PH值，堿度等使各組份得以調整恢復，以提高溶液質量。因為脫硫吸收是氣液接觸以洗滌為手段，故溶液質量至關重要。3

再生設備的選擇3.1

噴射氧化再生槽：規范的再生氧化槽為三件套，內側筒體為反應槽，中間設清液環槽，外層頂槽為泡沫環槽，按其結構技術要求內筒頂端與硫泡沫溢流堰的距離應保持在600-800mm可獲得的貧液，槽內必須設有多孔板分布器，其孔徑12-15mm，孔距25-35mm，以兩層為宜，噴射器是其關鍵部件，選型要適合溶液循環量工藝要求，布點均衡，安裝時一定要垂直同心（同心度誤差＜2mm）尾管離槽底400-600mm為宜，液相配管，即再生槽出液管徑要比進液管徑大1.5-2倍，再生槽大小比例以有效容積能保證循環液停留12-15分鐘為宜，不要超過20分鐘，再生泵選型要充分考慮泵的揚程、揚量、功率及與脫硫泵相匹配（再生泵比脫硫泵揚程要高一兩個等級為好）應能保證噴射器液相壓力0.45-0.55MPa。3.2

噴射器的性能與規格（長春東獅公司產PSC型系列脫硫專用噴射器）

①、所有噴射器的噴頭均采用304不銹鋼，以防止沖刷和腐蝕。②、選擇應根據各廠的生產工況而定，一般再生溶液循環量在300m3/h以上選用PSC-30型噴射器，以下者可依據實際情況選用PSC-24或PSC-26、PSC-28型為好，③、應考慮備用，安裝應達到技術標準要求。4

再生工藝條件的選擇4.1

溶液在再生槽停留時間：使用規范的再生槽，工藝計算循環液在槽內（有效容積）停留時間維持在12-15分鐘即可（焦化含硫高可增至20-25分鐘，高塔再生需35-40分鐘）。888法脫硫屬一元催化法，催化劑氧化還原是一個簡單完整的體系，吸氧再生恢復活性，不參與化學反應。不存在化合價改變，只是由還原態（失氧態）變為氧化態（載氧態）且吸附活性很強，氧呈原子態，條件合適速度極快，基本在噴射器中大部分已完成，因此槽內主要功能是將元素硫浮選出來，從液相中分離出去。以及將未被氧化的HS-繼續氧化析硫和溶液中CO2等廢氣解析釋放，提高PH值，降低懸浮硫等，當然停留時間短，反應不完全，再生不徹底肯定不行，但有些廠太注重溶液在再生槽內停留時間，而忽視其他條件和細節，故槽越做越大，其結果是再生效率、貧液質量和脫硫率非但沒有達到預期效果，反而是由于停留時間太長，空氣量大，浮選面寬泛，硫泡沫形成不好，副鹽生成率比過去要高（過度氧化催生副鹽）。因此任何事物都有個度，并非越大越好，關鍵是要與生產相適應，配套完善，盡量采用新技術。4.2

再生空氣：不管是槽式再生還是高塔再生，再生空氣是關系再生效果的主要因素，對其有空氣量和吹風壓強的雙重要求。根據理論計算：每氧化一公斤的H2S理論空氣量需1.57Nm3，在再生過程中為了提高氧化速度及硫浮選的要求，實際空氣用量是理論量的8—15倍。吹風強度是指單位單位時間、單位面積的設備截面積上通過的空氣量，一般高塔吹風強度為80-110m3/㎡.h；槽式再生為40-60m3/㎡.h。吹風強度對元素硫浮選影響很大，設備直徑大，壓強降低，槽內溶液不湍動或無篩板分布器則不利于硫顆粒碰撞增大，浮選不易形成硫泡沫層，硫回收量減少。若吹風強度過大，致使硫泡沫層翻騰，會造成返混降低貧液質量。此外，由于空氣中的氧只有溶于脫硫溶液中才能被888吸附活化承載。因此氧被888的吸攜量還與再生工藝過程有關，即與氣液的接觸方式，自吸或補入空氣量，氣液接觸時間、888濃度、PH值、堿度、操作壓力和溫度等配合得當，才能完成吸氧再生增強活性。噴射氧化再生工藝能較好地平衡上述關系，提高空氣利用率、用量少，這也是槽式再生的優勢。4.3

再生溫度：操作溫度的調控優化十分重要，直接影響化學反應平衡和硫浮選等物理過程及各種物質溶解度。提高溫度可以加速化學反應速度，故再生溫度高于吸收溫度有利于對溶液中的HS-、CO2副鹽等進行，解析，再生、分解、釋放。但過高則對硫結晶增大，凝聚力不利，影響溶液黏度表面張力對浮選不利，適宜的再生溫度為38℃，實驗表明堿法再生溫度45℃以上副反應加劇、48℃以后便急劇上升，而氨法不宜超過35℃，溫度高氨揮發損失嚴重，故只有控制好溫度，才能控制好堿度。再者溶液溫度過高，也會使溶液溶解氧的能力下降，不利于催化劑吸氧再生，如常壓時水中的飽和含氧量30℃為7.5mg/L，50℃時為5.4mg/L，后者比前者降低28%。并且溶液對設備的腐蝕也是隨溫度的升高而加劇。當然溫度過低也容易造成溶液結晶析出，不利于反應的速度提高和組份的穩定，一般操作溫度控制在35—45℃（氨法控制在25—35℃）。5.再生操作要點及注意事項再生工藝操作管理至關重要影響全局，其作用是將富液中的元素硫浮選出來分離出去；催化劑吸氧再生恢復活性；進一步析硫再生并在空氣的氣提作用下，將CO2等廢氣解析釋放，以提高PH值，堿度，減少懸浮硫含量，使貧液組份恢復調整變得清亮（黏度低有利于擴散式吸收）增強脫硫液活性，改善硫容量，提高貧液質量。它是濕式氧化法的核心，操作時要特別注意再生空氣和硫泡沫的浮選，分離回收及再生槽的液位控制。再生空氣量是再生浮選的必備條件，非常重要。尤其是吹風強度對硫浮選的影響，若太低溶液不湍動則浮選不出硫來，若再生槽液面翻騰跳躍，強度太大又容易將聚合的硫泡沫打碎，造成返混，影響貧液質量，調節噴射器主要是針對硫浮選。高塔再生空氣是由空壓機提供，槽式再生空氣是由噴射器的氣液比決定的，即噴射器結構和液相壓力（通過噴嘴時的液速要求達到18-25米/秒，形成射流，以液帶氣，壓力要求控制在0.4-0.5MPa）等決定空氣自吸量。因此要依據生產負荷、硫含量及工藝指標要求來確定生產工藝條件，以溶液循環量和再生槽液面湍動情況開啟、調節噴射器（噴射器空氣進口原本應裝閥門調節風量，大都省去了，因此若空氣量太大可以將進風口擋一部份，但不可堵死），并定期清理維護，杜絕反噴。噴射再生，空氣充足，分配均勻。傳質過程極為迅速，工作穩定，浮選面大，操控方便等，優于高塔再生。溶液中的元素硫是在空氣的吹攪下，硫結晶增大，首先集結成小硫團，粘附在空氣泡表膜上，受浮力、阻力、摩擦力、聚合力的共同作用下聚集成硫泡沫層，再從液相中分離轉移出去。因而，泡沫層的控制也非常重要。溢流量太大，不易形成泡沫層且硫泡沫發虛，應適當保留部分泡沫層有依托粘硫更多，回收更有成效。若溢流量太小或泡沫層太厚，則表面得不到更新，容易造成懸浮硫含量高（溫度高、空氣量不足懸浮硫也高，懸浮硫太高容易造成堵塔）。一般控制在10CM左右為宜，溢流面能占一半以上即可。不要以增減循環量或空氣量去調節硫泡沫溢流量，這樣會破壞賴以浮選的工藝條件的波動，對形成硫泡沫層不利，應以再生槽液位調節器調控，并做到心中有數。硫泡沫的優劣是再生好壞的重要標志，而調泡沫是一項很細致的工作，要學會觀察判斷硫泡沫的質量和顏色（好泡沫大小適中均勻有質感，溶液鮮亮有活性）。要穩定，優化溶液組份及再生工況條件。若脫硫液各組份濃度、溫度波動太大，會導致溶液的密度、黏度、表面張力都發生很大變化，硫泡沫不易形成。或是大量補堿和加催化劑，濾清液及沉降后殘液，也會破壞硫泡沫層。還有氣體中夾帶一些對浮選不利的物質，如焦油、雜質、油污或溶液中混入一些影響硫聚集或誘導硫顆粒分裂變細物質，都會使硫浮選困難。若此類干擾再生或有消泡作用物質較多，便可投加一些增泡物質，如栲膠、對苯二酚等聚集油污、臟物增泡，改變溶液粘稠度，將其分離出系統用鈦氰類催化劑，選用栲膠，不用熟化，只需加溫加堿溶解（可與純堿一塊溶解，其比例可按888投加量的2—3倍即可）。利用其30%的膠脂進行脂化反應，不但可以增泡，改變溶液黏度，還可以改善888再生還原電位，更利于再生還原。還有空氣量（應吸收新鮮空氣并可調可控切不可因防反噴吸再生槽馳放的廢氣）、操作溫度（夏季控制指標下限，冬季控制指標上限）和溶液循環量（關系溶液在再生槽停留時間不可頻繁調節）等常規管理，控制不宜，容易影響泡沫層形成不好。因此要時刻監控，能設崗定員，各自把關，嚴格按工藝指標操作，發現異常要迅速查找原因，果斷處理（影響硫泡沫不好的原因復雜，大概有十幾種原因，且潛伏期長，調優艱難）切不可掉以輕心。若發現硫泡沫或再生液發黑或乳化，表明脫硫溶液受到污染中毒，需要置換