当H₂S含量低而导致制硫炉炉温无法维持在1 250 ℃以上时，原设计通入燃料气进行助燃，但实际应用效果不理想且存在如下弊端：①易因配风量不足而产生析碳，不仅影响硫黄品质，而且可能造成催化剂床层发生积碳或漏氧；②燃料气的主要成分为CH₄或烃类，由于甲烷或烃类在制硫炉中的燃烧速率远小于H₂S^[3]，所以不能直接生成CO₂和H₂O，反而利于有机硫的生成。为此，根据热值最终确定用氢气来代替燃料气。

由于神华包头煤化工有限责任公司有甲醇合成装置，合成气气源充足，同时该装置加氢反应器所使用的外供氢气为甲醇合成的合成气，因此对装置燃料气与合成气管网进行了技改(图 1，虚线为技改管线和阀门)。

图 1

技改后的燃料气和合成气管网示意

装置原设计给出的氧气温度和压力分别为40 ℃和8.8 MPa(表压)，经氧气减压设施减压至0.05 MPa(表压)后，流量只有500 m³/h(标态)，所以氧气减压阀的使用上存在危险性，且氧气本身的危险性较高，故氧气管线一直未投用。为解决此问题，将8.8 MPa(表压)氧气管线更换为0.3 MPa(表压)氧气管线，其优点：①氧气的加入可减少空气用量，降低了空气中惰性气体的带入量，有效气体分压增大，反应转化率上升；②制硫炉内气体总量下降，停留时间延长，反应转化率上升；③系统压力下降，风机背压低，配风易操控，H₂S与SO₂的比值易稳定，转化率上升；④操作弹性增大，装置负荷可以相应提高。

制硫炉内温度较高，故看火孔、测温点、火焰检测仪以及烧嘴未投用管线均需有少量常温气体不间断流动来进行保护。原设计选用氮气或工业风作为保护气(设计院一般推荐使用氮气，可不影响配风量)，但由于风机出口压力一定，系统压力升高后，风量无法继续增大，会产生配风不足的问题。在不影响炉温的情况下，将冷流氮气全部改为工业风，可以部分弥补空气量的不足。

包头市春季干旱多大风且沙尘暴多发，冬季长达5个月且寒冷风雪少，空气中夹杂的沙尘或其他杂物会通过风机进入系统中，在催化剂床层液流管线低点处造成堵塞；装置伴热管线的疏水效果差或蒸汽温度偏低，蒸汽凝液就会冻结成冰，造成管线堵塞。

措施：①在各风机入口增设过滤设施并定期进行维护，防止沙尘或其他杂物进入系统；②每年10月至次年5月为装置的防冻防凝时间段，应制定详细的防冻防凝方案、检查表等，同时根据季节调节疏水器排水量。

装置开车前，系统吹扫不彻底，管道中残留的焊渣及其他杂质会在管道低点处沉积，并造成阀门流通量减少及管板式换热器管束堵塞，进而导致系统压降增大。在烘炉或运行中操作不当，导致制硫炉耐火衬里和花墙发生破裂、损坏、变形、倒塌，产生的杂质进入系统；或开工初期的烘炉未走烘炉烟气线，制硫炉内的耐火材料进入系统，最终在催化剂床层发生积累，导致系统压降增大。

措施：①加强开工前的准备工作，对管线和设备力争做到逐条或逐台进行检查、吹扫和气密试验，设备管线必须在检查确认无杂物后才可封闭；②制硫炉的耐火衬里及花墙施工完成后，应通过烘炉烟气线进行吹扫；③原始开车时，必须按烘炉曲线进行烘炉，并且走烘炉烟气线，确保制硫炉内残留的耐火材料被烘炉烟气带出系统；④正常生产时，应平稳调节，及时与上游沟通，防止酸性气气量大幅波动及酸性气带水。

未反应的残余氨进入后续系统，可能在酸性气的影响下进一步形成亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、硫代硫酸铵等固体物质并积累于管线设备滞留区、催化剂床层或堵塞管板式换热器管束等^[4]。可采取的措施如2.1所述。

若低温甲醇洗酸性气在进行热复位或排氨操作时产生波动，易出现酸性气带甲醇的问题，如不能及时处理，会发生析碳反应，产物积累于捕集丝网、催化剂床层或被带入硫封罐。

措施：①要求上游装置在进行上述操作时，应尽可能降低酸性气中甲醇含量；②如果出现酸性气携带大量甲醇、配风量变小、制硫炉炉温上升时，应及时联系上游装置进行调节，同时加大配风量，在此前提下还无法满足正常操作要求时，应联系上游装置及时切除酸性气；③在工况恢复后，对各冷凝冷却器出口液硫排污管线每隔1 h排污1次，防止析碳反应产生的黑硫黄被带入液硫池。

由于硫回收装置生产过程中酸性气贯穿整个管道系统，部分管线易因SO₂或SO₃低温腐蚀而引起管壁腐蚀，形成的FeSO₃，FeSO₄等腐蚀物混入液硫中形成灰黄色的凝结物并在管道中聚集，引起管道堵塞，进而造成系统压力升高^[5]。

措施：必要的管线和设备的外壳温度一般要求控制在150~250 ℃，否则会导致严重的低温露点腐蚀，可增加保温、夹套伴热；避免低负荷运行，减少开、停车次数，维持长周期正常生产。

催化剂在装填时未进行过筛、装填后未进行吹扫、升温时升温速率过快致使催化剂出现粉化，导致大量催化剂粉末进入液硫系统，进而增大系统压降；系统进行吹硫操作时，发生催化剂飞温现象，造成部分催化剂烧结，进而增大系统压降。

措施：①在催化剂装填时先进行过筛，装填后对系统进行吹扫，升温时严格按催化剂生产企业提供的资料进行操作；②因酸性气夹带甲醇发生析碳反应而使催化剂床层产生积碳后，应适当提高反应器入口气体温度，以清除积碳；③催化剂的烧结、杂质的积累、未反应的积碳等无法在线去除的物质，可在装置检修时人工去除上表层催化剂，然后补入新催化剂，再铺平并进行吹扫。

积累于冷凝冷却器、尾气分液罐补集丝网的腐蚀物、沙尘、焊渣、积碳等杂质随液硫进入液硫管线后，不仅会减小考克阀的流通量，而且会进入硫封罐并积累于硫封罐的底部，进而增大系统压降。

措施：①检修期间，先排放硫封罐内液硫，然后吊出硫封罐，拆开罐底进行清理；②去除冷凝冷却器、尾气分液罐捕集丝网，采用高压水枪冲洗或用工业风进行吹扫；③在各冷凝冷却器液硫出口焊接50 mm短节并增大溢流口高度，使杂质沉积于下方，确保上方洁净的液硫进入硫封罐；④建议在硫封罐出口处加装1个液硫观察口，可随时观察此处液硫的流量和颜色，利于判断系统是否发生堵塞、析碳反应等，便于及时发现并处理。