Análisis sobre las causas y soluciones de la alta desulfuración y consumo de álcalis
¿Palabras clave? ¿Neutralizar la absorción? ¿Deterioro del proceso de reacción química? ¿Bajó la alcalinidad total? ¿regeneración? ¿Espuma de azufre? ¿Pagar sal? Recuperación de azufre
0? Resumen
Con el desarrollo y la aplicación madura de la tecnología de desulfuración húmeda en la industria química, se han realizado esfuerzos para mejorar el entorno social, crear una protección ambiental ecológica y Garantizar una producción eficiente y segura en la industria química. Realizamos contribuciones destacadas. Esta tecnología no sólo puede eliminar eficazmente el sulfuro de hidrógeno del gas, sino también recuperar azufre como subproducto, reducir la contaminación ambiental y aumentar los beneficios para las empresas. Sin embargo, durante el proceso de producción, el proceso de desulfuración se deteriora, lo que aumenta los costos de producción. Esto es algo común y también es un problema importante que resuelve este proceso. La mayoría de los fabricantes pueden controlar y gestionar estrictamente los indicadores del proceso para garantizar un funcionamiento estable del sistema a largo plazo. Sin embargo, en los últimos años, muchos fabricantes han experimentado un raro deterioro de sus procesos de desulfuración. La composición del líquido de desulfuración y la tasa de recuperación de azufre cayeron repentinamente de la producción normal, y el problema fue muy lento y difícil de resolver, lo que desperdició mucha mano de obra, recursos materiales y financieros. Especialmente en los últimos meses, el autor ha vivido esta situación con cuatro fabricantes. En respuesta a este problema, se han logrado buenos resultados mediante la observación, exploración y depuración in situ. Aquí hay una introducción para referencia de los colegas.
1?Estado y análisis de producción
1.1?Estado
Los datos de funcionamiento del componente cuando el líquido de desulfuración es anormal son los siguientes:
(1) Del análisis de datos de operación anterior, la situación actual del deterioro del líquido de desulfuración se refleja principalmente en los siguientes aspectos: la composición del líquido de desulfuración se reduce, la alcalinidad total es siempre de 3,5 a 14 g/l y el valor del pH oscila entre 7,0 y 7,8; Na2CO3: sólo 1 g/litro. O no se puede fabricar en absoluto y exportar espuma con alto contenido de H2S y azufre de alta calidad. Las empresas que utilizan taninos tienen muchos problemas. El líquido de desulfuración es negro y emite un fuerte olor. El azufre suspendido en el líquido pobre es alto y la solución es de color blanco lechoso. Aparecen una gran cantidad de burbujas virtuales o voladoras en el tanque de regeneración. al sitio de producción La espuma contiene El líquido de desulfuración era alto y circuló a través de la zanja en el sitio hasta el siguiente proceso de tratamiento de agua, lo que provocó que el sulfuro y la DQO en el agua excedieran los estándares, provocando importantes accidentes ambientales.
(2) Según la comprensión y observación in situ de varios fabricantes problemáticos, cuando el líquido de desulfuración se deteriora, el estado de producción es similar y la alcalinidad total del sistema de líquido de desulfuración funciona al nivel más bajo durante mucho tiempo. Para controlar el contenido de H2S en la salida y garantizar la producción normal del sistema, agregar una gran cantidad de carbonato de sodio al líquido de desulfuración no ayudó, pero la alcalinidad total no aumentó, sino que desapareció. Por ejemplo, en algunas empresas de Henan, Shandong, Hubei y Shaanxi, la alcalinidad total del proceso que se estaba ejecutando de manera estable cayó de los 20 a 30 g/L originales a menos de 14 g/L en un abrir y cerrar de ojos. La exportación de sulfuro superó el estándar y el administrador del proceso no pudo detectarlo por un tiempo. Después de conocer la verdad sobre el accidente, hicimos todo lo posible para ajustar el proceso de desulfuración interno, fortalecer la regeneración y ajustar la composición del líquido de desulfuración. Calcule y ajuste los tiempos de residencia para cada torre y tanque utilizando diferentes caudales, presiones y concentraciones de solución. Aunque se han producido mejoras graduales, no se han recuperado por completo, lo que ha dado lugar a un aumento significativo del consumo de álcali. El consumo mensual de álcali ha aumentado de unas 10 toneladas a 100 toneladas o incluso más.
1.2 ?Análisis de Procesos
Según el análisis de las condiciones de producción, parece no tener nada que ver con el funcionamiento normal. Todos los datos operativos son estables, pero el deterioro del líquido de desulfuración se produce instantáneamente. Después de una comprensión profunda de la situación de producción, se cree que el fenómeno de cambio de proceso no solo está relacionado con la gestión manual del proceso, sino también con factores como que el proceso se ajusta sustancialmente y no se evalúa la composición del líquido de desulfuración. y las medidas correctivas son ineficaces o inoportunas. Según el análisis empírico, la gestión de la desulfuración no es de ninguna manera una operación y una gestión de procesos únicas. Sin una supervisión continua, el proceso no funcionará de manera estable a largo plazo. Por ejemplo, después de que la solución del proceso se pierde y se filtra, no se toman las medidas suficientes y las materias primas químicas no se reponen a tiempo. El desequilibrio a largo plazo de los componentes de la solución conducirá inevitablemente al deterioro del proceso. Como otro ejemplo, una empresa de Shandong lavó la torre de desulfuración debido al aumento de la resistencia en la torre de desulfuración sin detener el sistema. Cuando se elimina el azufre acumulado en la torre, la gran cantidad de espuma de azufre en el tanque de regeneración no se puede recuperar por completo.
Sin embargo, considerando que el líquido de desulfuración con alto contenido de azufre en suspensión se lava, es inevitable volver a bloquear la torre. Al ver esto, decidí descargar el líquido de desulfuración, pero ignoré el contenido de los componentes del sistema y la alcalinidad total cayó instantáneamente del valor original. Una empresa de Shaanxi necesita controlar una cierta cantidad de sulfuro de hidrógeno porque el sistema trasero es un proceso de baja variación. Para aumentar el contenido de sulfuro de hidrógeno en la salida de la torre de desulfuración, la composición del líquido de desulfuración se reduce infinitamente. Finalmente, la composición del líquido de desulfuración se desequilibra, lo que lleva al deterioro. Ajustar y restaurar la composición normal de la solución es más difícil.
El autor cree que cuando el líquido de desulfuración se deteriora, el líquido de desulfuración no formará sulfuro de hidrógeno de sodio en la torre de desulfuración y el tanque de líquido rico, y naturalmente no se formará azufre elemental. Revisemos nuevamente el mecanismo de la reacción de absorción de desulfuración:
Valor de PH 8.2-9.0
na2co 3 H2S = = = = = = = = = = = NaHS nah co 3
888
NaHS O2====NaOH H2O S↓
Analicemos más a fondo el mecanismo de reacción anterior. La reacción del carbonato de sodio que absorbe el sulfuro de hidrógeno solo puede ocurrir a un cierto valor de pH, y es difícil o imposible que la reacción química ocurra a valores de pH más bajos. Según la observación y el análisis in situ, después de que la carbonato de sodio agregada al sistema entra en contacto y absorbe el sulfuro de hidrógeno, no hay NaHS en el líquido de desulfuración del tanque de líquido rico y no habrá espuma de azufre después de que se regenere el líquido rico. . Creo que esta es también la razón principal del deterioro de la desulfuración. No hay espuma de azufre en el tanque de regeneración durante mucho tiempo, pero las sales secundarias Na2S2O3, Na2SO4, Na2SO3 y NaCNS no son altas. También se solicita a todas las unidades de producción que hagan un buen trabajo en el análisis y monitoreo de NaHS en la producción diaria, para encontrar problemas cuando se cambia el proceso.
El principio de funcionamiento en la torre de desulfuración consta principalmente de dos pasos: primero, neutralización y absorción del pH; segundo, el hidrosulfuro de sodio se convierte en azufre elemental bajo la acción de un catalizador. Por lo tanto, es particularmente importante para empresas donde el líquido de desulfuración se encuentra en el fondo de la torre de desulfuración o en el tanque de líquido rico. Es necesario asegurar un cierto tiempo de residencia, que generalmente debe controlarse en 20 minutos para que la reacción sea más completa, de modo que 96-98 HS- se convierta en azufre elemental, y sólo 2-4 se convierta en sales secundarias.
2? Contramedidas y precauciones en el procesamiento de procesos
Esta situación es una dura prueba para el personal técnico y de ingeniería de cada unidad de producción. Todos quieren utilizar el control de la operación del proceso agregando otros productos químicos, o utilizar métodos nativos para intentar tomar atajos y resolver este problema en el menor tiempo posible, pero esta no es una tarea fácil. Se deben tomar métodos y medidas eficaces para identificar los problemas clave que afectan el funcionamiento normal del sistema, de modo que sea más probable que se restablezca la producción normal. Por ejemplo, agregar al sistema medicamentos alcalinos como NaOH (hidróxido de sodio) y agua con amoníaco como materias primas auxiliares puede desempeñar un papel muy bueno en la extracción de la alcalinidad total de la solución.
Además de ajustar drásticamente el proceso para empeorar el sistema de desulfuración, las siguientes situaciones también son las principales razones del deterioro del proceso en la producción diaria:
2.1 Impacto en la calidad del gas
En el gas de hulla el alto contenido en materia volátil y alquitrán afecta a la producción normal del proceso de desulfuración, que se ha producido en muchos fabricantes. Después de agregar equipos eléctricos de captura de coque o filtro de coque antes de la desulfuración, el problema se resolvió. Según los requisitos del proceso, el contenido de alquitrán en el gas antes de la desulfuración es ≤30 g/m3, pero la mayoría de los fabricantes no analizaron este contenido, que también apareció. Cuando surgen problemas en el proceso de desulfuración, no existe un juicio preciso y no se toman medidas decisivas y efectivas, lo que resulta en que el proceso de desulfuración esté en un estado de deterioro durante mucho tiempo, lo que hace que el proceso de desulfuración se ajuste pasivamente y, en última instancia, sea incapaz. para operar normalmente. Cuando el proceso de desulfuración vuelve a la normalidad, algunos fabricantes no saben cómo restaurarlo ni cuál es la causa. Según el estudio, las fábricas con captación de coque eléctrico delante de la torre de desulfuración no se ven muy afectadas por esto. Cuando surgen problemas en el proceso de desulfuración, se puede reanudar la producción normal con ligeros ajustes.
2.2? Reemplazar la fuente de álcali inferior
En los últimos años, para reducir los costos de producción, muchos fabricantes han cambiado la materia prima química carbonato de sodio por álcali ligero, que en teoría es carbonato de sodio. . Sin embargo, según años de conocimiento, la alcalinidad total de la solución existe en el sistema de desulfuración en forma de base de fenolftaleína, y los componentes principales de la alcalinidad total son el sodio, el hidroxilo y el bicarbonato. Sin embargo, debido a los diferentes procesos de producción, el contenido de álcali ligero es extremadamente bajo. Cuando se utiliza en un sistema de desulfuración, no solo reducirá los componentes de la desulfuración, sino que también afectará la reacción normal del proceso de desulfuración, lo que en última instancia conducirá a un alto consumo de álcali o al deterioro del proceso.
2.3 ¿Fortalecer la gestión de los análisis químicos?
Es bien sabido que el análisis químico son los ojos de las operaciones químicas. Especialmente para el complejo proceso de reacción química de desulfuración, el análisis de la solución de desulfuración es más importante y es un vínculo clave para garantizar la producción normal del proceso. Si no se descubren a tiempo errores en el análisis de la solución y caídas en la alcalinidad y el pH, el sistema de desulfuración se deteriorará. Especialmente este último sistema es un proceso de producción con pocas variaciones. Debido al amplio rango de control del sulfuro de hidrógeno en la semisalida de este proceso, que evita el sulfuro inverso, la frecuencia del monitoreo de la alcalinidad es baja y el control de los componentes de desulfuración no está reforzado, el sistema se deteriorará después de una operación a largo plazo. .
2.4? Prestar mucha atención a los cambios en el sistema de gas y realizar ajustes razonables en el proceso.
Afectados por la escasez de suministro de carbón crudo y los altos precios del mercado, además de observar la composición del líquido de desulfuración, el ajuste del proceso de desulfuración también debe comprender completamente la carga del sistema de gas y el contenido de hidrógeno. sulfuro, y si se encuentra en un estado operativo estable para evitar romper el equilibrio hídrico normal del proceso de desulfuración, como la absorción y conversión de azufre elemental, la regeneración y recuperación de azufre, etc.
2.5? Control del valor de pH de la solución de desulfuración
El valor de pH en la solución de desulfuración es un indicador técnico importante. Todos sabemos que en la producción normal, el indicador debe ser. controlado entre 8.2 y 9.0 El mejor. Además del sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono en el gas como gases ácidos, sus valores también se verán afectados, por lo que la adición de sal en la solución de desulfuración también es un factor importante que afecta la generación. En la producción diaria, cuando la alcalinidad total en la solución de desulfuración es superior a 20 g/L, el valor del pH aumentará naturalmente a más de 8,0, pero se deteriorará en el sistema de desulfuración. Complementar una gran cantidad de carbonato de sodio también hace que el indicador esté completamente inmóvil, lo que dificulta su control dentro del indicador. El valor del pH no sólo refleja el valor del pH de la solución de desulfuración, sino que también es un indicador importante de la formación razonable de los componentes de la solución de desulfuración. Cuando una gran cantidad de carbonato de sodio no puede alcanzar el objetivo, es necesario utilizar otras materias primas químicas alcalinas para ayudar, por lo que es fácil ajustar este valor al objetivo.
2.6? Análisis de la capacidad de regeneración
El control de la presión del tanque de regeneración es un símbolo importante de la regeneración. El estado de regeneración se puede analizar a partir de varios indicadores en la solución de desulfuración, como la proporción de carbonato de sodio y bicarbonato de sodio, la proporción de tiosulfato de sodio y sulfato de sodio, el contenido de azufre suspendido y la flotación de la espuma de azufre durante el proceso de producción. Generalmente es mejor controlar la presión frente a la boquilla del tanque de regeneración en 0,42 ~ 0,48 MPa. Al mismo tiempo, el orificio de succión del inyector debe revisarse con frecuencia para garantizar la regeneración.
3? La importancia de la gestión de procesos
Se puede decir que la producción química es tecnología de tres partes y gestión de siete partes. De hecho, el proceso de desulfuración no es una excepción. Fortalecer la gestión básica del proceso de desulfuración es un curso obligatorio para los gestores de procesos. Además de supervisar la operación todos los días, también es necesario observar los indicadores de flujo, presión y temperatura del proceso de desulfuración y si el equipo funciona de manera estable. Al mismo tiempo, se debe garantizar la calidad del líquido nuevo y fresco. , y cada líquido de desulfuración agregado al sistema debe comprenderse completamente y contar con herramientas analíticas. Especialmente para el líquido descargado del tanque de espuma de alto nivel de fusión continua de azufre y fusión intermitente de azufre en la recuperación de azufre, además del impacto de la alta temperatura en el sistema de solución, las partículas finas de azufre dificultarán la formación de espuma de azufre, afectando La regeneración por desulfuración, aumenta fácilmente el pago de sal y dificulta la resolución rápida de los problemas del proceso.
4? Conclusión
A primera vista, parece sencillo entender el flujo del proceso y el principio de reacción de la desulfuración húmeda, pero no lo es. Los datos de operación y gestión del proceso de desulfuración nos dicen que es mejor elegir indicadores de control de proceso razonables basados en las condiciones reales de cada fabricante para garantizar la estabilidad a largo plazo del sistema. Cuando entendemos el conocimiento de la operación del proceso, muchos indicadores usarán adjetivos. No deben ser demasiado altos ni demasiado bajos, ni demasiado ni demasiado pequeños. La experiencia nos dice que así es. Además, el análisis que hacemos en producción es sólo un indicador principal de referencia y control. Todavía hay muchos ingredientes y productos complejos que no conocemos, y mucho menos cómo tratarlos. Cuestiones similares requieren mayor discusión y mejora en nuestro trabajo futuro para que podamos encontrar la causa raíz del accidente cuando ocurren problemas durante el proceso de desulfuración y contribuir al desarrollo saludable y sostenible de la industria de la desulfuración.