Η παραγωγή θείου-υψηλής ποιότητας ξεκινά με καθαρές πρώτες ύλες. Ο τύπος, η περιεκτικότητα και η πηγή ακαθαρσιών στο όξινο αέριο ασκούν ποικίλες επιπτώσεις στη λειτουργία των μονάδων ανάκτησης θείου και των τελικών προϊόντων θείου. Τυπικές ακαθαρσίες περιλαμβάνουν υδρογονάνθρακες, CO2, H2O και NH3. Ο αυστηρός έλεγχος αυτών των δεικτών ακαθαρσιών είναι απαραίτητος για την παραγωγή θείου υψηλής ποιότητας.
1. Υδρογονάνθρακες και Διαλύτες Αμινών
Η εισαγωγή υδρογονανθράκων και διαλυτών αμίνης σε όξινο αέριο που εισέρχεται στον κλίβανο αυξάνει τη θερμοκρασία του κλιβάνου, αυξάνει το θερμικό φορτίο και τη θερμική καταπόνηση των λεβήτων απόβλητης θερμότητας και απαιτεί υψηλότερη παροχή αέρα καύσης. Τα CO2 και H2O που παράγονται από την καύση μειώνουν τη μερική πίεση του H2S και αναστέλλουν την αντίδραση Claus. Η υψηλότερη περιεκτικότητα σε υδρογονάνθρακες οδηγεί σε αύξηση του-προϊόντος COS και CS2, μειώνοντας την απόδοση μετατροπής του θείου.
Οι διακυμάνσεις στη συγκέντρωση υδρογονανθράκων προκαλούν καθυστερημένη διανομή του αέρα και τοπική ανεπάρκεια οξυγόνου. Οι βαρείς υδρογονάνθρακες, οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες και οι διαλύτες αμινών σπάνε υπό συνθήκες έλλειψης οξυγόνου- για να σχηματίσουν εναποθέσεις άνθρακα, που μολύνουν τα προϊόντα θείου, φράζουν τις κλίνες καταλύτη, απενεργοποιούν τους καταλύτες και αυξάνουν την πτώση πίεσης του συστήματος. Σοβαρά μπλοκαρίσματα κάτω από ακραίες συνθήκες λειτουργίας μπορεί να προκαλέσουν απρογραμμάτιστες διακοπές λειτουργίας και να παρατείνουν τους κύκλους συντήρησης καύσης άνθρακα-.
Προδιαγραφές ελέγχου: Περιεκτικότητα σε υδρογονάνθρακες σε όξινο αέριο Μικρότερη ή ίση με 3 vol%.
2. Διοξείδιο του άνθρακα (CO2)
Ως αδρανές συστατικό, το CO2 μειώνει τη μερική πίεση του H2S και τη θερμοκρασία φλόγας του κλιβάνου, ενισχύοντας την παραγωγή COS και CS2 στο αέριο διεργασίας. Ο σχηματισμός οργανικού θείου συσχετίζεται θετικά με τις συγκεντρώσεις CO2 και υδρογονανθράκων. Η ατελής υδρόλυση του οργανικού θείου στο καταλυτικό τμήμα χαμηλής-θερμοκρασίας θα μειώσει ταυτόχρονα τη μετατροπή μονάδων θείου και τον ρυθμό ανάκτησης θείου, καθιστώντας το θείο υψηλής καθαρότητας ανέφικτη.
3. Υδρατμοί
Αν και η ανασταλτική του δράση είναι ηπιότερη από την αμμωνία και το CO2, οι υδρατμοί μεταβάλλουν τη μερική πίεση των συστατικών εντός των αντιδραστήρων και εξασθενούν την αποτελεσματικότητα της αντίδρασης Claus, μειώνοντας την παραγωγή θείου.
Κανένας υδρατμός δεν επιτρέπεται να εισέλθει στον κλίβανο υπό κανονική λειτουργία. Η μεταφορά νερού στο μπροστινό-άκρο-προκαλεί απότομη πτώση της θερμοκρασίας του κλιβάνου, αύξηση της πίεσης του κλιβάνου και ζημιά στην πυρίμαχη επένδυση. διαρροή νερού από λέβητες απορριπτόμενης θερμότητας οδηγεί άμεσα σε απενεργοποίηση του καταλύτη.
Προδιαγραφές ελέγχου: Περιεκτικότητα σε υδρατμούς σε όξινο αέριο: 2 vol% ~ 5 vol%.
4. Αμμωνία (NH3)
Η εισαγωγή αμμωνίας στην πρώτη ύλη έχει σοβαρές δυσμενείς επιπτώσεις:
①Σχηματίζονται κρύσταλλοι άλατος αμμωνίου και μπλοκάρουν τους μπροστινούς-σωλήνες και τον εξοπλισμό, εμποδίζοντας τη μεταφορά όξινου αερίου.
②Τα προϊόντα καύσης N2 και H2O μειώνουν τη μερική πίεση H2S και το ρυθμό ανάκτησης θείου.
③Η ατελής καύση αμμωνίας παράγει NOₓ. Υπό αερόβιες συνθήκες, το NO2 προάγει τη μετατροπή του SO2 σε SO3, σχηματίζοντας κρυστάλλους θειικών που μπλοκάρουν τους συμπυκνωτές σε ζώνες χαμηλής{{1} θερμοκρασίας, αυξάνοντας δραστικά την πτώση πίεσης του συστήματος και ακόμη και αναγκάζοντας το κλείσιμο της μονάδας.
④ Η αμμωνία αντιδρά με τους καταλύτες αλουμίνας για να τους απενεργοποιήσει, ενώ το NOₓ επιταχύνει τη διάβρωση του εξοπλισμού και τη δηλητηρίαση του καταλύτη.
⑤Η αμμωνία συσσωρεύεται σε διάλυμα αμίνης SCOT, εξασθενώντας την απορρόφηση H2S στον απορροφητή και την απόδοση εκρόφησης στον αναγεννητή.
Όλα τα παραπάνω προβλήματα υποβαθμίζουν την απόδοση ολικής ανάκτησης θείου. Προδιαγραφή ελέγχου: Περιεκτικότητα σε αμμωνία στο αέριο τροφοδοσίας Λιγότερο ή ίσο με 3 vol%.
5. Μεθανόλη
Η μεταφορά μεθανόλης αποτελεί βασικό σημείο ελέγχου για τις μονάδες ανάκτησης θείου των χημικών εργοστασίων άνθρακα. Το όξινο αέριο είναι επιρρεπές να μεταφέρει μεγάλους όγκους μεθανόλης υπό διακυμάνσεις εργασιακών συνθηκών ή μη φυσιολογικά συμβάντα. Οι χειριστές προσαρμόζουν έγκαιρα την παροχή αέρα καύσης για να αποφύγουν την καθίζηση άνθρακα λόγω έλλειψης οξυγόνου, αποτρέποντας τα κοιτάσματα άνθρακα από τη μόλυνση του τελικού θείου και την απόφραξη των καταλυτικών κλινών.