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小氢肥第41卷第3期2013年3月
氮肥行业湿法脱硫系统硫堵和清塔浅析
王洪军刘志胜
（山东联盟化工股份有限公司山东寿光262700）
0前言
近年来，企业逐步向大型化和集约化方间发展。由于煤炭资源紧张以及氮肥市场的波动，致使高硫煤在生产中被广泛应用，有的企业基至使用含H,S质量浓度为6g/m（标态)左右的高硫煤气。目前，煤气中H,S质量浓度平均在2~3/m（标态），再加上生产装置的规模越来越大，脱硫系统单位时间内脱除H,S的量越来越多。在很多企业的脱硫系统中出现了以往没有发生过的问题，尤其是塔阻问题，清塔周期变短，甚至有些脱硫塔运行周期<6个月，严重影响生产连续性和稳定性。为了改变此状况，有的企业不得不新增备塔，以便及时切换。虽效果明显，但增加了不必要的经济支出，并且没能从根本上解决清塔周期短等问题。
1原理分析
从理论上来进，硫堵是由塔内析出硫磺粘连填料所致。如果再生浮选不佳，硫磺返混淤积在塔顶填料层造成堵塔，则另当别论。从原理上讲，塔内析硫是湿法脱硫系统不可避免的过程。目前，通常应用的湿法脱硫催化剂主要有单宁系、钛氰钴系和变价金属络合系。湿法脱硫的原理大致相同，都是建立在二元氧化还原体系基础上的反应模式；析硫过程均以一个较快的析硫反应为主和一个再生吸氧比较快的析硫反应为辅；塔内析硫都比较彻底，基本达75%以上。因此，硫堵间题主要集中在析硫后硫磺的状态和黏度问题上。
硫单质在自然界中有3种同素异位体，即α，β 及硫，其中最稳定的为α和硫，即斜方晶和单斜方晶硫，都是由8个原子组成的环形硫分子结构。硫单质受热时发生一系列变化，在119℃熔化为易流动的黄色透明液体，温度再继续升高
万方数据
（≥159℃），硫链逐渐开裂，成为S，的曲线单链结构;444℃以上时，转变成气体。如果温度继续升高，则S，的链状结构分离，温度不同，断裂的程度不同，温度越高，硫链破碎越彻底，S，，S，S.，S，等分子含量也会随之变化；当温度达到1100℃以上时，则蒸气中仅有S。因此，在脱硫溶液中，存在单纯S，（x为2,4,6）可能性很低，它们只是形成S，结构的瞬时结构。得到S，的难度如此之大，就能说明它们之间只能瞬时两两结合，形成稳定的S。结构。在脱硫塔内，填料上的积硫是以S，的形式稳定存在。
综上所述，塔内积硫主要是有塔内析硫后，黏积在填料上造成的，故硫单质的状态和性质是决定堵塔的根本因素。根据多年的生产实践和理论，笔者认为：现实可见的硫沫是以S。的硫磺单质结合体为单元体相互粘连聚合形成的。其主要过程大致如下：在脱硫塔内，HS"被氧化后，生成硫单质，然后两两聚合，迅速形成稳定的S结构单体；此后，不同的单体相互碰撞黏结，逐渐形成肉眼可见硫磺悬浮单体；然后，不同的硫磺悬浮单体再碰撞形成可见硫沫单体；最后，硫沫单体被带入再生槽。在再生过程中，硫沫单体被微空气泡捕提富集，随微气泡上浮，在再生槽港流表面器积外溢。因此在脱硫塔内形成硫磺悬浮单体的特性成为是否堵塔的关键，悬浮单体的黏度决定着其是否继续聚合。实践证明：大多数脱硫剂，其单体聚合的特性比较突出，硫沫单体体积较大，通常黏度也高：虽易浮选，但其堵塔稳率也会大大升高。
如果脱硫塔运行负荷不重，塔内停留时间较
，短（≤8min），其塔内聚合程度会相对减缓，堵塔
的概率也随之降低。这就是变脱工艺堵塔的周期一般比常脱工艺要长很多时间的原因；即设备不大、负荷不重时，常脱工艺堵塔的周期也往往在 2年以上的原因。目前，常脱工艺的情况也不容