关于回转窑粉煤干馏装置中煤气脱硫催化剂的试验与研究

一、引言

我国是能源需求大国，且煤炭资源储量丰富，因此煤炭的清洁利用显得尤为重要。公司 150 万吨 / 年回转窑粉煤干馏生产装置，是国内首套回转窑粉煤干馏工业化示范装置，脱硫系统主要建设有 2 台脱硫塔及配套再生塔 2 台、板框压滤机 2 台，本文主要通过对公司现有煤气脱硫系统脱硫塔易堵塞的难题进行探索，提出整改措施，以解决生产问题。

二、生产工艺及现状

脱硫区域主要负责干馏煤气中焦油及硫化氢脱除，现有2 台DN6200 脱硫塔，设计处理量为 4.3 万 m³/h ，现运行最大煤气量为 2.5 万 m³/h_⨀ 。主要生产工艺为煤气从脱硫塔底部进入，从顶部送出，脱硫液从塔顶均匀喷洒而下与煤气逆流接触洗涤净化煤气中的硫化氢。吸收了硫化氢的脱硫富液从塔底通过循环泵输送至再生塔，从再生塔底部通入压缩空气进行氧化再生，并从塔顶浮出硫泡沫，再生后的脱硫液从再生塔塔顶自流至脱硫塔顶部喷洒而下循环运行，设计阻力小于 2.0kpa。2024 年 9 月份生产满负荷以来脱硫塔填阻力阻力不断上升，稳定持续运行时长约20 天，经停用后检查均为硫膏堵塞所致。

三、原因分析

为深入分析脱硫塔堵塞的原因，先后组织改造高温压缩空气管线、采用蒸汽换热等方式控制脱硫循环液温度至 35^qC -40℃、调整再生压缩空气量，对脱硫塔填料进行清理、对降液槽流道进行改造等措施控制脱硫塔阻力稳定，但效果不理想，随即组织对脱硫催化剂进行更换。

公司于2024 年底焦化行业交流研讨分析后，决定对现使用的ZL 催化剂( 酞箐钴系 ) 进行更换。2025 年 1 月重点针对市场主流酞箐钴系和硫酸锰系催化剂进行沟通，并先后邀请民泉科技 ( 酞箐钴系 ) 和臻蓝（硫酸锰系）催化剂厂家技术人员现场勘察试用，探索解决脱硫塔堵塞的难题，具体验证效果评价如下。

四、ZL 催化剂时脱硫运行情况

ZL 脱硫催化剂为多核酞箐酤磺酸盐和金属离子类脱硫催化剂，外观呈黑色粉墨状。催化剂添加量按照 24Kg/d 。2024 年 9 月份生产正常后阻力不断上升，硫膏每天产量约为 0.06t/d ，远低于理论值 1t，大量硫膏滞留脱硫塔内，造成填料堵塞严重。

五、使用民泉科技催化剂时运行情况

长春民泉催化剂酞箐酤磺酸盐 PDS 催化剂，2025 年 1 月 24 日到达现场交流指导，1 月 27 日开始在 2# 脱硫塔添加民泉科技 PDS 催化剂，并根据厂家意见陆续添加液碱、活性剂、絮凝剂、氨水等药剂进行调整。截止2025 年3 月14 日，累计添加催化剂 359kg ，活性剂 48kg, , 絮凝剂 2kg, 期间累计产出硫膏 5t，平均每天 0.106t，按化验指标测算，期间硫化氢平均值 2968.28mg/m³ ，塔后平均值154.05mg/m³ ，煤气量按 18000m³/h 计，每天可产生硫膏约 1.2t，但实际平均每天产生硫膏约 0.1t，出硫膏率仅为 8.33% 。在脱硫效果方面，脱硫塔后煤气硫化氢含量可控制在 200mg/m³ 的指标范围内，满足生产需求。在脱硫塔阻力控制方面，2 月 19 日 3# 脱硫塔填料全部清理更换、降液槽开孔投用运行后，煤气量 18000m³/h 时，阻力 0.287Kpa，运行至 3 月 14 日，煤气量 18000m³/h 时，阻力 0.315Kpa ，出现缓慢上涨。

综上所述，民泉催化剂自 1 月 27 日至 3 月 14 日累计试验 47 天，但脱硫塔阻力无下降趋势，悬浮硫上涨较快，硫膏产量无法有效产出，试验效果不理想，终止试验。

六、使用臻蓝催化剂运行情况

臻蓝科技锰系复合型催化剂 PXT 是锰系复合型， PXT 型脱硫催化剂是以硫酸锰、水杨酸、及其它改良组份按一定比例配制而成，呈浅黄色粉末状。臻蓝催化剂 4 月 25 日开始在 3# 脱硫塔试运行，截止 2025 年 5 月 28 日，添加臻蓝催化剂已连续 42 天，累计添加催化剂 518kg,4 月 25 日至 4 月 30 日系统运行初期添加量较大，每天 60kg ，因为臻蓝科技催化剂不是酞菁钴系，需要一次性初始提浓。5 月份开始根据厂家要求每天添加催化剂 6kg ，添加除油剂 2kg ，期间累计添加氨水84.84 吨。

在脱硫效果方面，4 月 29 日至 5 月 28 日，脱硫塔后煤气硫化氢含量平均值 44.82mg/m³ ，最高至 63.53mg/m³ ，远远小于 200mg/m³ 的指标控制范围内，期间悬浮硫均在 1.5g/L 的指标控制范围内，满足生产需求，在脱硫塔阻力控制方面，4 月 25 日至 5 月 28 日，臻蓝催化剂添加期间，脱硫系统平均每万立煤气对应阻力约 0.17KPa，运行平稳，无上升趋势，在硫膏产出方面，臻蓝催化剂 4月 25 日开始添加，5 月份开始运行平稳，平均每天添加 6kg ，同步添加 2kg 除油剂，期间累计产出硫膏 16.305t 按煤气量及硫化氢化验指标测算，应产硫膏约 16.9t, 较理论值少 0.595t, 平均产出率 96.5% 。压滤机运行正常，滤布未出现堵塞现象。

综上所述，臻蓝科技催化剂自4 月25 日至今已累计试验42 天，运行至今，脱硫塔阻力无上升趋势，系统运行稳定，脱硫塔后硫化氢含量均在指标控制范围内，添加量每天约 6kg。期间累计产出硫膏 16.305t 。按煤气量及硫化氢化验指标测算，应产硫膏约16.9t, 较理论值少0.595t, 平均产出率 96.5% 。

七、不同催化剂添加期间效果对比

2024 年 4 月开工后至 2025 年 1 月一直使用原 ZL 催化剂，期间脱硫塔频繁堵塞，阻力上升至 2.0kPa 以上，催化剂添加量约 24kg/d ，硫膏产量约 0.06t/d 2025 年 1 月至 3 月使用民泉催化剂期间，3# 脱硫塔清理后运行过程中阻力出现上升趋势，催化剂添加量约 6kg/d ，硫膏产量约 0.1t/d 2025 年 4 至 5 月份使用臻蓝催化剂期间，3# 脱硫塔阻力未见明显上升，催化剂添加量约 6kg/d，硫膏产量约 0.42t/d ，对比民泉催化剂添加期间硫膏产量每天 0.32t，2024 年 ZL 催化剂添加期间硫膏产量每天 0.36t 大幅度上涨，脱硫系统各项工艺指数均达到达到2024 年以来最好水平