PDS 脱硫工艺以 Na2CO3-NaHCO3缓冲液为吸收剂吸收 H2S 和稳定体系的 pH，但由于存在副反应及吸收 CO2的现象， 需要定期向脱硫液中补充 Na2CO3，以维持体系 pH 的稳定。 工艺上，补充 Na2CO3的方式一般有间歇式和连续式。其中连 续式补碱在补碱效果、降低副反应程度和成本控制上都有明 显的优势，但现有的连续补碱工艺为保障纯碱溶解效果，需 将纯碱全部溶解后再补充进系统，容易造成系统水平衡破坏 ； 而采用加热溶碱时，形成的过饱和碱液通过泵快速加入系统 的过程中，碱液包含纯碱颗粒和不溶解的杂质析出，导致补 碱管道及计量仪表堵塞等情况，造成连续补碱工艺在运行过 程中稳定性较差，进而影响系统脱硫效果。基于此，对现有 的连续加碱工艺进行了设计优化，以提高连续加碱工艺的稳 定性。 

 

1 设计方案 

现有连续补碱工艺如图1所示。

溶碱槽1 ；过滤器2 ；加药泵3 ；浮子流量计4 ；流量计进口阀 门5 ；流量计出口阀门6 ；流量计旁通阀7 ；系统旁通阀8 ；远传调 节阀9 ；脱硫系统10

 

原有工艺流程为 ：

纯碱加入溶碱槽1中溶解，经过滤器2 过滤杂质后，通过加药泵3输送，经过阀门5、流量计4和阀门6， 调节阀门9以控制加药量。当流量计和调节阀存在故障时，开 启阀门8，直接向系统加碱。但在实际生产中出现几个问题。 

1）温碱液有大量纯碱结晶颗粒，在过滤器2富集结晶， 容易造成堵塞影响加药，需要经常清理过滤器 ； 

2）浮子流量计竖直安装的特性，造成了管道阻力大，经 常出现堵塞 ；

3）原工艺采用泵直接输送的方式，为保证流量可控，远 程调节阀9的阀体选型较小，也是造成管道堵塞的原因之一。 由于堵塞时常出现，为保证系统稳定，需开启阀门8直接加碱， 加碱量可控性较差，连续加碱系统极不稳定。 针对现有工艺系统的缺点，提出了新工艺进行改进。新 工艺由纯碱溶解槽、加药泵、旋流分离槽、远传涡轮流量计、 二次加药泵组成。其中旋流分离槽作为工艺设计的新增设备， 如图2所示。

旋流分离槽利用的是旋流分离技术，当含有纯碱颗粒和 不溶杂质的碱液通过泵，沿切线进入分离器，固体微粒同液 流一起旋转，由于固体微粒与液流密度不同，旋动的不同密 度的流体在螺旋旋动的过程中按照不同的轨道作螺旋运动， 密度大于液体的固体微粒被离心力抛向壁面从旋流分离槽底 部排出，分离固体微粒后的碱液旋流上升，从顶端排放口溢 出进入槽上部，通过槽侧壁的出口排出。 新工艺流程示意图如图3所示。 

 

2 工艺优化内容 

在加药泵出口管道安装旋流分离槽，旋流分离槽安装于 高处。在旋流分离槽出口配套安装二次加药泵，改装水平涡轮流量计及管道。所有设备及管道均按照标准制作安装蒸汽 伴热管道。 

 

纯碱加入到溶碱槽1中进行加热溶解，所形成的含固体颗 粒、不溶杂质的过饱和碱液，直接通过加药泵2输送至高处的 旋流分离器3，利用旋流分离技术，未溶解的纯碱及不溶杂质 通过旋流分离槽常开的阀门4和阀门5排出。经分离后的碱液 通过旋流分离槽上部的储液进入加药管道。排出的含有纯碱 和不溶杂质的碱液通过旋流分离过滤器8，过滤后返回到溶碱 槽继续溶解。

1. 溶碱槽；2. 加药泵；3. 旋流分离槽；4. 旋流分离槽底部阀门； 5. 旋流分离槽出口阀门 ；6. 旋流分离吹扫蒸汽阀门 ；7. 吹扫蒸汽 ； 8. 旋流分离过滤器 ；9. 水平涡轮流量计 ；10. 水平涡轮流量计进口 阀门 ；11. 水平涡轮流量计出口阀门 ；12. 水平涡轮流量计旁通阀 ； 13. 流量计阀组进口阀 ；14. 流量计阀组出口阀 ；15. 二次加药泵 ； 16. 二次加药泵进口阀 ；17. 二次加药泵出口阀门 ；18. 脱硫系统。

 

在补碱过程中，长期保持旋流分离槽底部排液，排液量 通过阀门5进行控制，回流量的大小根据加碱量以及加药泵加 药量匹配，确保旋流分离槽不溢流或抽空。当出现返流不畅 的情况，可关闭阀门5，打开蒸汽吹扫阀门7，吹扫旋流分离 槽底部 ；也可以关闭阀门，打开蒸汽吹扫阀门7，吹扫排液管 道和过滤器，同时定期清理过滤器8中的杂质。当系统不需要 补碱或者突发情况时，也可以全开阀门4和5，进行碱液的循 环溶解，过滤碱液杂质，避免出现停加药泵导致泵内结晶的 情况发生。 

 

经过旋流分离槽后的碱液通过阀门13、阀门10、根据水平涡轮流量计9的显示补碱，调节阀门11，以达到控制加碱 流量的作用（阀门11可采用电动阀门）；当脱硫系统需要调整 碱度大量加碱时，自流效果将无法满足正常要求。可关闭流 量表阀门组进口阀门13、14，打开二次加药泵进出口阀门16、 17，启动二次加药泵15，同时调整加药泵3的流量，实现为系 统大量补碱。 

 

3 结语

该工艺以旋流分离技术为机理的旋流分离槽，将高温碱 液中夹带的纯碱颗粒和不溶杂质进行分离，以减少碱液中的 晶核成分，降低碱液在输送过程中的结晶析出和沉淀 ；同时 采用水平涡轮流量计，降低加药系统阻力，实现加药量检测 的稳定性。同时也针对系统波动等突发情况，增加了二次加 药泵，实现系统正常运行和特殊操作的转变，保证连续补碱 系统的可控性，极大提升了连续补碱工艺的稳定性，非常终达 到优化工艺的设计目标。