煤化工酸性气脱硫技术的对比分析

苏伟

摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤化工行业有了很大进展。现阶段，我国煤化工行业必须要对其给予充分重视，可以将酸性气体脱硫技术充分加以运用，进而确保我国的自然环境得到维护，群众的生命健康不会受到危害。基于此，文章首先对当下煤化工操作期间酸性气体脱硫技术的相关概念展开阐述，并且对其应用的效果作出对比。

关键词：煤化工；酸性气脱硫；技术

引言

近些年我国社会经济快速发展，煤化工行业发展速度较快，在煤化工快速发展背景下也产生较多的环保问题。煤化工生产中会产生诸多污染性废气，比如硫、含氨酸性废气等，对诸多应用设备以及生态环境会构成较大污染，对人员身体健康构成威胁。

1煤化工酸性气体脱硫技术分析

1.1克劳斯及其络合铁法脱硫联合技术

从技术实际应用现状来看，单方面以克劳斯技术为基础的超优克劳斯以及超级克劳斯等硫回收处理各项数据不达标，单独选取络合铁法脱硫，从获取的数据来看，其中H₂S实际含量较低，但是不能对COS以及NH₃等有机硫酸性气体等进行回收，实际处理的硫磺不能满足工业硫磺标准处理要求。当前要对原有技术进行创新，提出综合性处理技术，能对含有COS以及NH₃等杂质以及不同H₂S浓度的酸性气克劳斯和络合铁法深度脱硫联合技术进行应用，实际产生的尾气排放要低于国际标准，副产的硫磺可以进行市场化销售。在煤化工生产过程中含有硫化氢酸性气体经过水洗塔有效除氨之后能进入到克劳斯燃烧炉、加氢反应器、克劳斯反应器中进行脱硫，实际产出的液硫质量较高。脱硫之后尾气冷却以后进入吸收氧化反应器，当尾气充分达标之后能进行排放，获取的硫液通过过滤之后放入熔硫釜分离器、熔浆灌中能得到高质量硫磺。实际化学反应原理中主要有加氢反应、络合铁吸收、克劳斯反应、氧化再生反应等。此类方法对煤炭中硫含量适应性较强，实际控制较为简单，副产获取的中低压蒸汽热量能在闭式循环基础上进行合理应用。H₂S吸收反应过程中，电子会在铁离子作用下从吸收反应位置转为再生反应侧，其中1个硫原子需要2个铁原子。被氧化之后的铁离子会在后续氧气中再生，回收之后在反应器中有效应用。

1.2克劳斯加氨法脱硫技术

酸性气体中的二氧化硫经过克劳斯的氨水湿氨法进行脱硫，这是由于二氧化硫在酸性中处于中等状态，与碱性物体相遇就会出现较为稳定的亚硫酸盐，经过空气中的氧气就会氧化成硫酸盐。换言之就是（NH₄）₂SO₃、（NH）HSO溶液在对SO₂的无限循环吸收。工艺简介：克劳斯把酸性气体进行脱硫再进行冷却后，进入引风机内增压，经由脱硫区向上与氨法塔内喷淋管喷出的亚硝酸氨进行“碰撞”、洗涤，吸收亚硫酸铵经由氧气被氧化成硫酸铵结晶。再经过加工处理，干燥后的硫酸铵就会产生高品质可出售产品。目前，美国玛苏莱法、日本NKK等脱硫技术成为成熟技术的标志。在发达的国家，出现较多的脱硫技术，克劳斯加氨法脱硫技术更加完善，比克劳斯技术更加错综复杂，操作更加繁琐，对操作人员的要求更高，在操作管理中，更加规范，同时脱硫技术也更加成熟。

1.3克劳斯加碱法脱硫技术

克劳斯加碱法洗涤工艺原理与氨法类似，即SO₂同碱反应生成亚硫酸盐，继而被氧化成硫酸盐。典型工艺介绍:含SO₂酸性气经克劳斯段脱硫、急冷后，被洗涤塔中NaOH溶液循环吸收，生成的亚硫酸钠随吸收液被塔底氧气氧化成硫酸钠溶液，由循环泵送至界外废水处理装置。脱硫后的尾气经塔上部除沫器挡板脱除夹带液滴后排烟囱。该技术工艺系统简单，设备少，投资低。近几年国内三维等公司也开发了相应的工艺包。需要注意的是，此方法采用的钠碱是强碱，为避免在生产过程中发生事故对人身发生伤害，要求装置操作人员具备较高的操作、控制水平。

2脱硫技术对工程实际应用的适用性

2.1催化剂与吸收剂的来源及存储

加氢催化剂、常规克劳斯催化剂是克劳斯及其络合铁法脱硫联合技术的主要催化剂，而螯合剂、铁催化剂属于吸收剂。吸收剂以及催化剂能够通过我国相关供应商来展开生产，具备价格低廉的优势。吸收剂并不存在毒害，并且具备稳定的性能，不会二次造成污染。克劳斯加氨法脱硫技术的运用，除了氧化催化剂代替加氢外，同上述相似。对于催化剂，需要通过专利商的提供，氨法段采取的吸收剂为氨，氨的来源更为广泛，外购氨也可以。由于液氨目前属于较危险的化学产品，因此管理、运输、储存的成本会比较高，对于设施的材质，能够对防腐问题有充分的考量。对于克劳斯加减法脱硫所运用的克劳斯段，其采取的催化剂与加氨较为相似，吸收剂为质量分属10%~30%氢氧化钠溶液，可以通过外购或是厂内提供的方式获取，对于强碱溶液的有效储存，应该特别重视。

2.2处理污染物类型、脱硫弹性及操作效率

克劳斯可以处理各种酸性气脱硫，而在煤化工酸性气中，含有多种复杂气体，例如质量分数10%~30%NaOH溶液，经过不懈研究，已经可以处理各种气体，并符合排放标准，最为惊人的是排放气体中，脱硫量已经达到99.8%，脱硫效率远远高过其他脱硫技术。但是该技术只能处理酸性却不能处理硫氧化物，在克劳斯氧化反应后，酸性气体在尾气焚烧炉处理后燃烧成二氧化硫，但是，H

₂S的体积＞20%，也就是，在材料购买中务必慎重。

2.3脱硫副产物及二次污染

克劳斯及其络合铁法脱硫联合技术，酸性气几乎全部转化为工业级硫磺，产品可外售或根据工厂需要硫磺制硫酸。产品品质稳定，无二次污染，同时副产中、低压蒸汽。脱硫后尾气能达到环保要求。克劳斯加氨法脱硫，酸性气约97%转化为工业级硫磺，可外售，其它硫回收生产硫酸铵，可做化肥。但实际上，氨法回收硫酸铵结晶，产品品质不稳定，该技术产硫酸铵量又少，经济效益不明显。如果不回收硫酸铵，硫回收装置将连续排放大量的含硫酸铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵废液，形成更严重的二次污染源。最好在工厂附近能接收硫酸铵废液条件下考虑采用该技术。氨法脱硫生产中一直存在气态氨随烟气排出脱硫装置的问题，即氨逃逸。同时脱硫生成的亚硫酸铵易分解为二氧化硫和氨，存在SO₂、NH₃的再次排放污染问题。还有腐蚀问题，硫酸铵气溶胶生成的“白烟”、硫酸雨问题。通过国内外学者进行的增大气液比、采用复喷吸收器向内均匀喷射吸收液、设置高效低压降多层除沫挡板等研究，以上问题得到了不断完善和改进。克劳斯加碱法脱硫技术，99%的硫化氢可转化为工业级硫磺，但是生产中需要连续排出含硫酸钠、亚硫酸氢钠废液，流量为克劳斯及其络合铁法脱硫联合技术的两倍。亚硫酸氢钠有毒，暴露空气中生成二氧化硫，引起二次污染;它和亚硫酸钠随硫酸盐废液送出，加剧废水的二次污染，且污染不易补救。煤化工的酸性尾气治理不宜选用该技术。

结语

综上所述，为了更好地适应我国环保要求，要应用不同技术工艺使得煤化工酸性气能合理排放，使得我国现代煤化工产业发展过程中能保持零排放与绿色环保发展趋势，对全面优化尾气治理技术选取参考价值较高。今后要在长期实践过程中对不同技术方法进行改建优化，对提升技术应用价值具有重要意义。

参考文献

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