Produksi belerang-kualitas tinggi dimulai dengan bahan mentah yang bersih. Jenis, kandungan dan sumber pengotor dalam gas asam memberikan dampak yang berbeda-beda terhadap pengoperasian unit perolehan belerang dan produk akhir belerang. Pengotor yang umum termasuk hidrokarbon, CO₂, H₂O dan NH₃. Kontrol ketat terhadap indikator pengotor ini adalah suatu keharusan untuk memproduksi belerang-kadar tinggi.
1. Pelarut Hidrokarbon dan Amina
Masuknya pelarut hidrokarbon dan amina dalam gas asam yang memasuki tungku meningkatkan suhu tungku, meningkatkan beban panas dan tekanan termal dari boiler limbah panas, dan membutuhkan pasokan udara pembakaran yang lebih tinggi. CO₂ dan H₂O yang dihasilkan dari pembakaran menurunkan tekanan parsial H₂S dan menghambat reaksi Claus. Kandungan hidrokarbon yang lebih tinggi menyebabkan peningkatan-produk COS dan CS₂, sehingga mengurangi efisiensi konversi sulfur.
Fluktuasi konsentrasi hidrokarbon menyebabkan tertundanya distribusi udara dan kekurangan oksigen lokal. Hidrokarbon berat, hidrokarbon aromatik, dan pelarut amina retak dalam kondisi kekurangan oksigen-untuk membentuk endapan karbon, yang mencemari produk belerang, menyumbat lapisan katalis, menonaktifkan katalis, dan meningkatkan penurunan tekanan sistem. Penyumbatan parah dalam kondisi pengoperasian ekstrem dapat memicu penghentian yang tidak direncanakan dan memperpanjang siklus pemeliharaan pembakaran karbon.
Spesifikasi Kontrol: Kandungan hidrokarbon dalam gas asam Kurang dari atau sama dengan 3 vol%.
2. Karbon Dioksida (CO₂)
Sebagai komponen inert, CO₂ mengurangi tekanan parsial H₂S dan suhu nyala tungku, meningkatkan pembentukan COS dan CS₂ dalam gas proses. Pembentukan sulfur organik berkorelasi positif dengan konsentrasi CO₂ dan hidrokarbon. Hidrolisis sulfur organik yang tidak sempurna pada bagian katalitik-suhu rendah akan menurunkan konversi unit sulfur dan laju perolehan sulfur secara bersamaan, sehingga kemurnian sulfur-tinggi tidak dapat dicapai.
3. Uap Air
Meskipun efek penghambatannya lebih ringan dibandingkan amonia dan CO₂, uap air mengubah tekanan parsial komponen di dalam reaktor dan melemahkan efisiensi reaksi Claus, sehingga mengurangi keluaran sulfur.
Tidak ada uap air yang diperbolehkan masuk ke tungku dalam pengoperasian normal. Air-ujung depan-yang masuk menyebabkan penurunan suhu tungku secara tajam, lonjakan tekanan tungku, dan kerusakan lapisan tahan api; kebocoran air dari boiler limbah panas secara langsung mengakibatkan penonaktifan katalis.
Spesifikasi Kontrol: Kandungan uap air dalam gas asam: 2 vol% ~ 5 vol%.
4. Amonia (NH₃)
Masuknya amonia ke dalam bahan baku menimbulkan dampak buruk yang parah:
①Kristal garam amonium membentuk dan menghalangi-pipa dan peralatan bagian depan, sehingga menghambat transportasi gas asam;
②Produk pembakaran N₂ dan H₂O mengurangi tekanan parsial H₂S dan laju perolehan sulfur;
③Pembakaran amonia yang tidak sempurna menghasilkan NOₓ. Dalam kondisi aerobik, NOₓ mendorong konversi SO₂ menjadi SO₃, membentuk kristal sulfat yang menghalangi kondensor di-zona suhu rendah, meningkatkan penurunan tekanan sistem secara drastis, dan bahkan memaksa unit dimatikan;
④Amonia bereaksi dengan katalis alumina untuk menonaktifkannya, sementara NOₓ mempercepat korosi peralatan dan keracunan katalis;
⑤Amonia terakumulasi dalam larutan amina SCOT, melemahkan penyerapan H₂S di penyerap dan kinerja desorpsi di regenerator.
Semua masalah di atas menurunkan efisiensi perolehan sulfur total. Spesifikasi Pengendalian: Kandungan amonia dalam gas umpan Kurang dari atau sama dengan 3 vol%.
5. Metanol
Entrainment metanol adalah titik kontrol utama untuk unit pemulihan sulfur di pabrik kimia batubara. Gas asam rentan membawa metanol dalam jumlah besar dalam kondisi kerja yang berfluktuasi atau insiden yang tidak normal. Operator harus menyesuaikan pasokan udara pembakaran secara tepat waktu untuk menghindari pengendapan karbon karena kekurangan oksigen, mencegah endapan karbon mengkontaminasi sulfur jadi dan menyumbat lapisan katalitik.