从一个实例看吸收塔溶液出口管对QYD内件的影响

在QYD传质内件的五年发展历程中，绝大多数应用厂家都取得了显著的效益与效果。个别厂家也出现了一些问题。这些问题，早期大多是因为QYD内件本身，这也是一项革新、一项技术在发展完善过程中的必然之路。而后期，在QYD内件日益完善的前提下，仍然会有个别厂家出现问题。后来出现的这些问题，就不是QYD内件本身的问题了，而是与QYD内件相配套的吸收塔附件等方面出现问题。其中有共性的，也有个性的。笔者在工作经历中，就曾经在山东的一个厂子处理过一次因吸收塔的溶液出口管配置不合理，从而造成QYD内件带液的实例。为了对其它应用厂家起到借鉴作用，下面把这次问题处理经过简要总结如下。

1 工艺条件及技术参数

变换气量：   55000 Nm3/h

变脱进口H2S： 不大于250 mg/m3

变脱出口H2S（要求）：不大于20 mg/m3

系统压力：   1.8MPa

变脱塔：  ￠3000×31017

（三层QYD内件+喷淋段组成）

溶液循环量：200 m3/h

2 吸收塔的结构特点及气液流程

该厂吸收塔采用QYD内件与喷淋段相结合的复合工艺。即上面安装了由三层反应段组成的QYD内件，下面是由15只高效雾化喷头组成的喷淋段。这样，既可以保证脱硫效率，又能维持较低的系统阻力降。

其气体流程：气体由入口管进入塔内的气体分布器后，先经过三层共15只高效雾化喷头组成的喷淋段，气体与喷头出来的雾化态的脱硫溶液接触吸收掉50%左右的硫化氢后，再依次进入上面的三层QYD内件。气体在下层内件的反应段与脱硫液鼓泡接触被吸收部分H2S后，上升进入中层塔盘的气体分布器，完成二次鼓泡接触被吸收大部分H2S后，继续上升进入上层塔盘的气体分布器，同样进行鼓泡吸收，在完成三次鼓泡吸收后，气体再经上部一米高的填料除沫段，除去气体夹带的液沫，出塔去塔后分离器，然后去后工序。

液体由泵加压后，分两路进入脱硫塔。一路由塔上部入塔，经管式分布器，淋洒在内件的上层塔盘上，并在塔盘上形成一米高的气液鼓泡反应段，经气液接触吸收部分H2S后，溢流入降液管（两根￠426）进入中层塔盘，在中层塔盘反应段吸收部分H2S后又溢流入降液管进入下层塔盘，同样吸收H2S后由降液管直接流入塔底（降液管末端在变脱塔的实际控制液位之下）。另一路由塔中部进入塔内的喷淋段液体总管，然后分散到15只高效雾化喷头，在一定的压力下，从喷头喷淋出雾化态的脱硫溶液，吸收气体中的硫化氢后，自由落体到塔的下部。两部分液体在塔底汇合后，经出口管去闪蒸槽。然后去再生系统。

3 运行情况及问题

该厂是新建装置原始开车，在20000 Nm3/h气量下运行比较正常，但是气量加到30000 Nm3/h后，变脱塔出现带液现象。从塔后的分离器排出大量的脱硫溶液。被迫减少上部QYD内件的进液量，把进口管上的DN300的蝶阀开度仅留10%，同时把下部喷淋段全开。严重时甚至把上部内件的进液量全关，仅用喷淋段来维持生产。

当时由于前工段半脱也出现了些问题，再加上使用了一部分高硫煤，使变脱进口气中的硫化气含量最高达600 mg/m3，同时由于QYD内件进液量很少，基本全是靠喷淋段在维持，而喷淋段的能力有限，仅是保持60%左右的脱硫效率，所以，使变脱出口硫化氢高达200 mg/m3，严重影响到正常生产。

该厂变脱系统在加负荷时因为带液造成溶液循环量加不上，进而影响脱硫效率的问题引起了我公司的高度重视。我公司除安排技术人员前往协助调试外，又从设计方面进行了重新计算。从工程计算来看，没有任何问题。而且，在给该厂加工内件的时间里，一前一后，分别又为另外两家企业设计了变脱塔中的QYD内件应用。并且这两家都已经开起来，并运行良好，两家都能完全达到设计要求。设计没问题，那么，是什么造成溶液循环量加不上去呢？笔者及公司其他技术人员在现场调试过程中，看到溶液循环量对阻力的影响因素较大，塔内件溶液入口管上的DN300的蝶阀开启度哪怕是从10%增加到12%，系统阻力就要增加30KPa，随后塔阻力继续缓慢增加，以至形成带液。因此，我们怀疑降液管有堵塞，在增加溶液循环量时降液不畅，从而使塔盘上的溶液实际液位越来越高，在塔阻力增加的同时，造成带液现象。

后来，该厂临时停车，我们利用机会打开塔检查了一下，结果却出乎意料之外，降液管里面空荡荡的，无任何异物。当时因为急着开车，所以就没有来得及做进一步的细致检查。开车后，情况依然如故，而且还愈来愈严重，大约半个月后，去QYD塔内件的DN300的蝶阀完全关闭（不存在内漏现象，阀门一侧有温度，一侧是凉的），仅开喷淋段，居然间断仍有带液现象。这个情况就令我们百思不得其解。厂家搞生产的负责同志一开始对我们的调试工作也很支持和配合，但问题久而未决，眼看着对生产的不利影响越来越大，也渐渐焦急起来。在两家公司技术人员进行充分交流与沟通的基础上，该厂领导也给予了我们最大的理解和支持，同意我们在制定出充分科学合理的整改意见的基础上，再一次停车进行检查整改。

4 问题原因所在

    在做好充分准备工作后，该厂把变脱塔停了下来。在经过卸压，排液，置换后，笔者及公司其它技术人员从上到下，对塔进行了一次全面细致的检查，最终发现了问题所在：变脱塔底部累积的硫膏、灰尘、淤泥等固体物质太多，接近了最下层塔盘的降液口下端，使降液口下面几乎没有缝隙，从而造成降液不畅，塔盘上的溶液液位越来越高，直至形成带液或者液泛。

而之所以会造成堵塞，其原因有以下几点：一是变脱塔筒体制作存在不足。即塔底的溶液出液管在塔内的短节太长（600mm左右），几乎接近了降液管的末端。这样溶液中的固体杂质不能及时排出塔外，在塔底越积越多。当达到出液口的高度时，也接近了降液口的末端，从而形成堵塞。（此厂事后，笔者先后在湖北襄阳泽东化工、石家庄金石金万泰化工、通辽金煤化工进行变脱塔QYD内件安装或调试时，都专门注意到这个问题，看到这些厂家均没有这种情况，这些厂家的变脱塔溶液出液口，在塔内的短节仅50mm左右，甚至有的没有短节，直接在塔底最下端开孔引出）。这是降液管堵塞造成带液的根本原因。二是该厂是原始开车，系统的吹除吹净进行的不好，使变换系统的触媒粉末等杂质大量带入到变脱系统，溶液中固体悬浮物太多，最终在塔底沉积下来。

找到问题的原因并进行相应的处理后，重新开车，变脱塔就有了很理想的效果。在加满负荷后，在变脱入口硫200mg/m3左右时，出口硫一半时间为零，另外时间大都在5～7 mg/m3，最高不超过10 mg/m3。其理想的效果也得到了该厂管理层的认可。

5 教训及启示

（1）QYD只是一个传质内件，它是在脱硫吸收塔内进行工作，而且内件的降液形式又与填料塔不同，所以，在安装QYD内件时，就要详细检查与之相配套的吸收塔各附件。正如该厂变脱塔内的溶液出口管的短节，对于填料塔不会有丝毫影响，但却是造成QYD内件带液的致命伤。

（2）在问题处理期间难得一遇的停车检查中，只是检查了降液管本身有无堵塞（当时因为时间紧，要求该厂把塔底溶液排至露出整个降液管即可，没有排空），而没有考虑到其它因素，错失了一次早些发现问题处理问题的良机。

6 结束语

做为加压脱硫中的一种成熟可靠的主流技术，QYD内件已经从五年前的一株幼苗成长为如今的参天大树。在QYD内件已经成熟稳定的同时，再把与之相配套的吸收塔附件以及其它因素归纳整理并解决，QYD内件将会有更广阔的应用前景。

而QYD传质内件在操作管理最麻烦、溶液成分最复杂、受外界干扰因素较多的脱硫吸收塔的成功应用，也使我们有理由相信，QYD内件也同样适用于别的传质单元。目前，除了在加压脱硫吸收塔中的成功应用外，我公司还把QYD内件应用于氨洗塔，也获得了理想的效果。因此，也欢迎各位有识之士能够继续支持和信任我们，开展广泛的技术交流与合作，在更为广阔的领域里，让QYD内件发挥出更大的作用。