De productie van zwavel van hoge-kwaliteit begint met schone grondstoffen. Het type, de inhoud en de bron van onzuiverheden in zuur gas hebben verschillende gevolgen voor de werking van zwavelterugwinningseenheden en afgewerkte zwavelproducten. Typische onzuiverheden zijn koolwaterstoffen, CO₂, H₂O en NH3. Strikte controle op deze onzuiverheidsindicatoren is een must om hoog-zwavel te produceren.
1. Koolwaterstoffen en amineoplosmiddelen
Het meevoeren van koolwaterstoffen en amine-oplosmiddelen in zuur gas dat de oven binnenkomt, verhoogt de oventemperatuur, verhoogt de warmtebelasting en thermische spanning van afvalwarmteketels, en vereist een grotere toevoer van verbrandingslucht. De door de verbranding gegenereerde CO₂ en H₂O verlagen de partiële druk van H₂S en remmen de Claus-reactie. Een hoger koolwaterstofgehalte leidt tot een hoger -product COS en CS₂, waardoor de efficiëntie van de zwavelomzetting afneemt.
Schommelingen in de koolwaterstofconcentratie veroorzaken een vertraagde luchtverdeling en lokaal zuurstoftekort. Zware koolwaterstoffen, aromatische koolwaterstoffen en amine-oplosmiddelen barsten onder zuurstof-gebrek aan omstandigheden om koolstofafzettingen te vormen, die zwavelproducten verontreinigen, katalysatorbedden verstoppen, katalysatoren deactiveren en de drukval in het systeem vergroten. Ernstige verstoppingen onder extreme bedrijfsomstandigheden kunnen ongeplande stilleggingen veroorzaken en de onderhoudscycli voor de koolstofverbranding verlengen.
Controlespecificatie: Koolwaterstofgehalte in zuur gas Minder dan of gelijk aan 3 vol%.
2. Kooldioxide (CO₂)
Als inerte component verlaagt CO₂ de partiële druk van H₂S en de vlamtemperatuur van de oven, waardoor de vorming van COS en CS₂ in procesgas wordt gestimuleerd. De vorming van organische zwavel is positief gecorreleerd met CO₂- en koolwaterstofconcentraties. Onvolledige hydrolyse van organische zwavel in het katalytische gedeelte bij lage{2}} temperatuur zal tegelijkertijd de zwavelomzetting per eenheid en de zwavelterugwinning verlagen, waardoor zwavel met hoge-zuiverheid onbereikbaar wordt.
3. Waterdamp
Hoewel het remmende effect milder is dan dat van ammoniak en CO₂, verandert waterdamp de partiële druk van componenten in reactoren en verzwakt de Claus-reactie-efficiëntie, waardoor de zwavelproductie afneemt.
Bij normaal gebruik mag er geen waterdamp in de oven komen. Watertransport- aan de voorkant- veroorzaakt een scherpe daling van de oventemperatuur, een stijging van de ovendruk en schade aan de vuurvaste bekleding; waterlekkage uit restwarmteketels resulteert direct in deactivering van de katalysator.
Controlespecificatie: Waterdampgehalte in zuur gas: 2 vol% ~ 5 vol%.
4. Ammoniak (NH₃)
Het meesleuren van ammoniak in grondstoffen heeft ernstige negatieve gevolgen:
①Ammoniumzoutkristallen vormen en blokkeren pijpleidingen en apparatuur aan de voorkant, waardoor het transport van zuur gas wordt belemmerd;
②Verbrandingsproducten N₂ en H₂O verminderen de partiële H₂S-druk en de zwavelterugwinning;
③Onvolledige verbranding van ammoniak genereert NOₓ. Onder aërobe omstandigheden bevordert NOₓ de omzetting van SO₂ in SO₃, waardoor sulfaatkristallen worden gevormd die condensors in lage- temperatuurzones blokkeren, waardoor de drukval in het systeem drastisch wordt verhoogd en zelfs het uitschakelen van de unit wordt geforceerd;
④Ammoniak reageert met aluminiumoxidekatalysatoren om deze te deactiveren, terwijl NOₓ de corrosie van apparatuur en katalysatorvergiftiging versnelt;
⑤Ammoniak hoopt zich op in de SCOT-amineoplossing, waardoor de H₂S-absorptie in de absorber en de desorptieprestaties in de regenerator worden verzwakt.
Alle bovengenoemde problemen verminderen de totale efficiëntie van de zwavelterugwinning. Controlespecificatie: Ammoniakgehalte in het voedingsgas Minder dan of gelijk aan 3 vol%.
5. Methanol
Het meesleuren van methanol is een belangrijk controlepunt voor zwavelterugwinningseenheden van steenkoolchemische fabrieken. Zuur gas heeft de neiging grote hoeveelheden methanol te vervoeren onder wisselende werkomstandigheden of abnormale incidenten. Exploitanten moeten de toevoer van verbrandingslucht tijdig aanpassen om koolstofneerslag als gevolg van zuurstoftekort te voorkomen, waardoor wordt voorkomen dat koolstofafzettingen de afgewerkte zwavel verontreinigen en katalytische bedden verstoppen.