硫回收尾气处理技术探讨

常跃

摘要：现阶段，环保排放的标准在不断的提升的阶段下，对于硫回收的工艺也需要得到不断的完善和优化，其中《石油化学工业污染物排放标准（GB31571-2015）》的发布，在硫回收装置当中，将SO2的排放数值限制在了400mg/m3以下。在传统的超级克劳斯或者二级克劳斯和SCOT等传统的工艺已经和现阶段的新要求不相吻合，因此需要对硫回收尾气处理技术进行分析和研究，对比其技术特点。

关键词：硫；回收；尾气；处理技术

引言

在我国的GB 31570－2015《石油炼制工业污染物排放标准》当中，对硫回收以及其尾气的处理技术都提高了强大的技术动力。在实际的净化过程当中，烟气内部的二氧化硫的排放浓度具有不同的区别。但是净化为其当中的硫总体含量需要小于50μg/g，装置的总体硫转化率达到了99.97%。也就是说，在硫回收工艺的实际发展过程当中，工艺流程的优化需要在环保排放标准的提升过程当中实现内在和外在的提高。化学反应自身的限制条件下，国内的硫回收装置一般都采取热转化和二级催化转化工艺的方式。此种方式由于受到化学平衡和可逆反应的限制，硫回收率最高可以达到96%，因此需要增加尾气处理装置。

一、煤化工生产技术中硫回收主要特点

首先，现阶段的煤化工酸气回收装置在生产的规模方面都相对偏小，很多的大型炼油厂具备较强的装置和生产能力，取得了较大的发展，在生产过程当中产生的酸性气体回收装置的实际规模也得到了有效的扩大和提升，在实际的生产过程当中其硫磺的陈亮在一年内都可以达到5万到25万吨。但是在实际的运行过程当中，很多的煤化工项目在酸性气体回收装置缺乏较大的规模且硫产量也较少。基于此，硫磺的对应产量也实现了提升。

其次，对煤化工项目而言，硫回收的酸性气体具备很复杂的组成成分，具备偏低的浓度，在炼油和天然气的对比当中煤炭的组分比较复杂，在煤化工项目的工艺脱硫脱碳操作之后构成的一种酸性气体在组分方面也较为复杂，其中包含多个类型的物质，比如烃类、有机硫、甲醇、氰化氢等等。在现阶段的状态下，对于国内的煤化工项目而言，执行净化的整个过程当中，其技术属于低温甲醛洗法或者NHD的净化技术范畴种类，在排放的酸气含量方面也比较低，甚至达到了20%到30%的占比，也就是说，需要对硫黄回收催化剂的整体周期进行最大限度的减少，以此来减少由于催化床层堆积的杂质现象所产生的堵死状态，对硫回收设备的正常稳定运行会造成相当严重的影响和威胁。

再次，对于煤化工酸性气体的浓度波动相对较大，在煤炭部分当中，在成型年份有所区别的情况下所造成的种类多样化也较多，在煤化工项目的脱硫操作之后，会产生一定的含硫原料气，在酸气成分方面也会产生较大的差别，如果产生了一定的浓度波动，则对酸气浓度的幅度调动装置也会有所减少，在实际的操作过程当中对设备的要求也相对较高。

最后，对于煤化工酸气回收装置而言，如果在氧气充分但氢源不足的情况，项目自身的制氢工艺和设备装置也就相对缺乏，因此在实际的生产过程当中很容易产生氢源的供应方面的不足问题，但是空气分离设备的应用会保持氧气的一个持续供应状态，在此种情况下可以实现内燃操作的同时还可以利用化学反应得到氮气，因此煤化工项目方面的选择可以利用富养燃烧的方式进行得出。

二、硫回收尾气处理工艺

1、直接氧化工艺或者低温转化工艺

    利用降低反应，来进行温度，也可以采取过量的氧化酸性其他的方式来进行硫化氢的转化率提高，确保达到硫回收的目标。在整个实现的过程当中，化学的反映起到了一定的限制作用，其中的刘转化率属于一个逐渐提升的状态，但是并非无限提高的，在硫转化率方面最高可以达到99.6%。采取此种模式下，和常规的克劳斯回收操作进行联合应用，可以实现降低含硫酸气硫，其还可以作为一种独立的工艺实现应用。在单独利用工艺技术的过程当中，如果含硫量较低，在处理后的尾气可以满足国家对应的排放要求，但是如果酸气的浓度要比15%高的时候，就需要和克劳斯硫回收进行配套应用，作为尾气的处理工艺，在此种情况下是和国家对应的环保要求不相吻合。此种情况下的硫回收尾气处理操作工艺当中，操作较为简单，和操作克劳斯硫回收一致，在操作费用方面也相对较低，但是在实际的工艺技术以及对应的催化剂方面需要进行单独引进。

    超级或者超级克劳斯工艺超级克劳斯硫处理工艺技术的操作当中，主要是在最后一个阶段内采取全新的选择性催化剂的方式对克劳斯工艺技术的最新工艺技术进行提升。其中超级克劳斯的回收工艺可以分为Super Claus-99和Super Claus-99.5。在处置之后，总硫的转化率可以达到99%到99.5%的范围，因此超级克劳斯技术当中，利用过量硫化氢代替了传统方式下硫化氢和二氧化硫分子按照2:1的比例来进行调整。低温转化系列当中，对于硫回收装置而言，其中有2到3个的低温转化器设置在硫回收装置内部，可以对130°左右的范围的温度进行反应。但是其中的克劳斯化学反应属于一个强放热的反映操作，在温度的降低作用下会造成化学反应的平衡不断的进行移动，且保持硫方向的持续化运动，在硫回收率方面可以得到增加。在移动的过程当中，会产生部分的液硫，和对应的催化剂进行沉淀反应之后，就可以实现再生循环操作应用，以此来达到切换应用的方式。

2、溶剂洗涤或溶剂氧化工艺

溶剂洗涤法主要分为物理法和化学法两种方式。对于物理洗涤剂而言，可以采取物理洗涤法的方式实现回收硫化氢物质，比如MDEA（Scot）或者甲醛等都可以实现，对于回收之后的硫化氢在经过了克劳斯反应器之后可以对硫磺进行回收和应用。在整个的操作过程当中，可以借助于甲醛洗涤装置的操作来处理尾气，但是此种操作工艺较为复杂，在投资的成本也较高，但是此种方式对于尾气是否达标可进行准确的判断。利用化学溶剂洗涤法进行应用的过程当中，可以采取ADA或者石灰乳洗涤、氧化、吸收的方式，和物理溶剂的洗涤法具备一定的区别，在操作方面较为简便，且工艺也不复杂，但是操作的过程当中费用较高，且可以对尾气是否达标排放进行准确判断。对于溶剂洗涤或者溶剂氧化的过程当中，可以采取SCOT工艺等进行还原气体的吸收。对于低温斯科特的反应器而言，尾气当中所包含的二氧化硫和单质硫在特定的钴钼催化剂的作用下可以产生一定的化学反应，从而产生硫化氢物质，在经过冷却塔操作之后可以对气体进行吸收，最终实现酸性气体的回收。对于胺溶剂溶液而言，可以在再生塔的作用下实现再生操作应用，焚烧装置可以将进入内部的尾气进行焚烧操作应用，此种方式下的工艺流程产生的硫回收率也相对较高，总体的硫回收率可以达到99.9%，但是此种工艺的劣势为工艺的流程较长，其设备的投入成本也较高。

结束语

综上所述，对于多种硫回收尾气的处理技术而言，需要对工艺的优缺点进行分析和研究对比，其中碱洗工艺的投资成本较小，但是脱除率较高，但是其中的脱硫剂转化为碱液的过程当中，所需要的消耗量较大且产生的废水量也较大，因此成本较高，比较适用于中小型的尾气脱硫。在氨法工艺技术当中，没有产生废水排放现象，副产品为硝酸铵，一般都用于锅炉尾气的脱硝操作，其投资成本较高。对于有机胺液吸收工艺而言，主要采用有机胺液的循环应用，从而化学品的消耗较少，在胺液的损耗基础之上是不会用到化学品的消耗，运行的成本相对较低。

参考文献：

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