关于碱耗的分析与探讨

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1、关于湿法脱硫过程中辅料碱消耗的分析与探讨任何产品的生产都要消耗一定的原材辅料，按照物质不灭定律，有产出就必有投入。然而一个成品产品的产出到底需要消耗多少原材辅料为最佳，这是每个企业都在积极探索的问题。20世纪90年代，邯钢的目标成本核算法在全国企业界引起强烈反响，许多企业因科学地学习邯钢的目标成本倒算，尝到了甜头。然而细想起来，其最终目的无非是要求严格控制过程产品的辅料消耗，科学合理地使用原材物料，使本企业的综合消耗在同行业占据领先水平，以期创造最佳的经济效益。在今天的脱硫净化行业，特别是氮肥行业，虽然脱

2、硫工序的辅料消耗并不象原料煤或水、电、汽的消耗那么引人注目，但它作为产品过程控制的一个工序，它的辅料消耗又不能不引起高度重视。特别是在原料煤高度紧张，价格猛涨,而导致高硫煤在许多企业被迅速使用的今天，如何降低脱硫的辅料消耗也是目前许多企业技术挖潜的重要目标。在这里我们从理论和实践两个方面着重探讨分析脱硫液中辅料碱的消耗与控制，以此共勉。我们知道在湿式氧化法脱硫中，脱硫的辅料消耗品种并不多，概括起来就是：碱源和脱硫剂。除了大多数焦化行业因工艺的要求仍使用氨水作为碱源外，在氮肥行业绝大多数厂家都在使用纯碱（有

3、重质碱和轻质碱）作为碱源（也有极少数厂家以烧碱为碱源）。现在就以纯碱为例，从理论上分析它在整个反应过程中是如何被消耗掉的，以及在实际生产中如何控制它的消耗，以期达到最佳目的。1脱硫反应的机理在这里我们以Na2CO3为碱源，888为脱硫剂为例。对于888脱硫剂特有的脱除有机硫的反应以及一些多硫化的反应，在这里不作讨论。虽然它对辅料碱消耗有影响但忽略不计。脱除IbS的化学吸收反应H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCOjNaIICO3+H2S=NaHS+C02+H20催化氧化析硫及碱液再生反应2NaIIS+

4、O2H£，2NaOII+2SINaOH+NaIlCO3=Na2C03+H20伴随的副反应Na2C03+C02+H20=2NaHCO32NaHS+202=Na2S2O3+H2O2Na2S2O3+O2=2Na2SO4若气体中含有IICN,则存在如下反应Na2CO3+2HCN=2NaCN+C02+H20Na2C03+HCN=NaCN+NaHC032脱硫液辅料纯碱消耗分析从脱硫整个反应机理上看，反应过程相当简单，但脱硫液的相系组成极其复杂（而且这仅仅是针对888脱硫剂而言，如果是多组分脱硫剂在反应后形成的脱硫液成

5、分更是纷繁复杂，这也给分析问题带来很大难度）。2.1物理消耗如果我们把脱硫液当成系统来看，那我们从图1来分析脱硫液的辅料平衡。图1物料平衡图从上述化学反应和物料平衡图上可以看出：(1)Na2CO3作为辅料进入脱硫液系统以后，与ILS发生了一系列的化学反应,最后形成了单质硫及其他十几种的盐类物质。而单质硫经过浮选以后从脱硫液系统里分离出来形成硫泡沫，同时夹带了与脱硫液组分一样的物质(这些硫泡沫中90%左右都是脱硫液)，这些夹带物质再经过压滤和熔硫以后又重新回到脱硫液系统。真正随硫碘一起出来的夹带物质仅为1%

6、〜2%。而在这些夹带物中Na2CO5的含量少之又少，仅占0.08%~0.1%。下面是硫磺各组分的含量(以下数字是在湿式氧化法脱硫副产的硫磺多次进行采样分析的平均值，但我们在采样分析时发现，不同的厂家其组分偏差还是比较大的)：S98%■-99%Na2SO40.1%〜0.29%NaCNS0.11%〜0.20%Na2S2O30.25%〜0.41%NaIlCO30.15%--0.30%Na2CO30.08%〜0・1%催化剂及其他杂质0・31%-0.70%从以上分析数据中我们可以明确看出，每生产It硫磺物理性带出N

7、a2CO5仅为1.0kg。(2)Na2CO3作为辅料进入脱硫液系统以后，一系列的化学反应是连续的，包括副反应也是如此。同时脱硫液又是循环的，因此，副盐的积累是非常正常的。但在脱硫液中副盐成分的增加严重影响了脱硫液的吸收质量，所以一般厂家都要定期对脱硫液进行排放，以此维持副盐在脱硫液中含量的稳定性。而一旦排放脱硫液就必然造成溶液中有效组分Na2CO3的损失。脱硫液中Na2CO3含量一般约为l~5g/L,则每排放lm‘脱硫液，理论上要物理性损失Na2CO3的量最多为5kg。对于工况条件以及选用的催化剂都比较好

8、的氮肥厂来说，每生产It硫磺需要排放脱硫液量约为0.5ml这样通过排液而消耗Na2CO3的量约为0.5x5=2.5kg。通过以上分析，每生产It硫磺物理性消耗辅料碱的量仅为3.5kg。对于现场管理比较差的厂家（跑、冒、滴、漏比较严重），其物理性消耗要远远高于这个数字。大约是理论消耗量的1・5~1・8倍。对于熔硫后残液不回收的厂家，其辅料碱的消耗更大，大约是理论消耗量的3.4〜3.9倍。2.2化学消耗以上仅仅探讨分析了陆叫的物理