硫回收工藝在煤化工裝置中應(yīng)用探究

申磊(山西天脊潞安化工有限公司，山西長(zhǎng)治046000)

硫回收工藝在煤化工裝置中應(yīng)用探究

申磊(山西天脊潞安化工有限公司，山西長(zhǎng)治046000)

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，在煤化工生產(chǎn)過(guò)程中，大量的硫元素不僅會(huì)造成資源的浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不同程度的危害。因此，在煤化工過(guò)程中增加硫回收工藝，將其中的硫元素進(jìn)行回收利用，能夠最大程度的減輕其對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的危害。本文對(duì)硫回收工藝在煤化工裝置中應(yīng)用進(jìn)行了詳盡的分析研究，主要介紹了克勞斯工藝、Clinsulf-do工藝、斯科特工藝和生物脫硫工藝在煤化工裝置中的應(yīng)用，對(duì)于煤化工裝置中硫回收工藝的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有十分重要的意義。

硫回收；煤化工；應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源的需求量也與日俱增，由于我國(guó)的煤炭資源豐富，造成了煤炭資源在我國(guó)的能源中占主要地位。為了提高對(duì)煤炭資源的利用效率，煤化工將煤炭經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品，進(jìn)而擴(kuò)大煤炭資源的利用范圍。隨著煤化工企業(yè)的快速發(fā)展，又對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，尤其是某些中小型煤化工企業(yè)處理硫尾氣通常采用直接燃燒和固體吸收兩種方法，既會(huì)對(duì)鍋爐造成腐蝕，操作費(fèi)用高，又不能滿足環(huán)保要求。如何采用適合的硫回收技術(shù)，避免資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，成為了當(dāng)代煤化工企業(yè)發(fā)展的重要問(wèn)題。

1 克勞斯工藝

1.1 常規(guī)克勞斯工藝

克勞斯工藝經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，當(dāng)前已經(jīng)日趨完善，現(xiàn)今已經(jīng)成為了硫回收的標(biāo)準(zhǔn)工藝，被廣泛的應(yīng)用于煤化工的硫回收當(dāng)中。常規(guī)的克勞斯工藝是指在燃燒過(guò)程中，對(duì)硫化氫和空氣的比例進(jìn)行有效的控制，確保其比例維持在2:1左右，克勞斯反應(yīng)的化學(xué)方程式是H2S+SO2-3/nSn+2H2O。常規(guī)克勞斯工藝的回收率理論上是較高的，但是在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，硫的回收率會(huì)受到各種外界因素的不良影響，導(dǎo)致其回收率無(wú)法達(dá)到理論上的回收率。

1.2 超級(jí)克勞斯工藝

超級(jí)克勞斯工藝是在常規(guī)克勞斯工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，整個(gè)工藝過(guò)程包括高溫反應(yīng)階段和催化反應(yīng)階段，進(jìn)而確保在整個(gè)處理流程中，冷凝器能夠?qū)⒘蛟剡M(jìn)行有效的回收處理。相較于常規(guī)克勞斯工藝，其具有的優(yōu)點(diǎn)如下所示：

（1）在三級(jí)轉(zhuǎn)換器中加入了超級(jí)克勞斯催化劑，通過(guò)動(dòng)力學(xué)的有效控制，進(jìn)而加快整個(gè)過(guò)程的反應(yīng)速率，提高了轉(zhuǎn)換的效率；

（2）對(duì)于硫化氫和二氧化硫之間的比例要求沒有嚴(yán)格的限制，只要確保硫化氫的量足夠，降低了整個(gè)工藝的控制難度，大大簡(jiǎn)化了整個(gè)流程的控制，其總硫的回收率最高可達(dá)99%；

（3）應(yīng)用于新建或改造裝置，操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，提高了硫回收率，單位能耗低，投資低，無(wú)三廢，符合國(guó)家環(huán)保要求。

1.3 超優(yōu)克勞斯工藝

超優(yōu)克勞斯工藝是在硫的處理過(guò)程中，在前兩個(gè)反應(yīng)器中只加入常規(guī)的克勞斯催化劑，在最后的反應(yīng)器中，根據(jù)處理工藝的需要加入具有選擇性的氧化催化劑。同時(shí)，在床層中根據(jù)實(shí)際反應(yīng)的需要，可以加入選擇性的加氫還原催化劑。超優(yōu)克勞斯工藝是在超級(jí)克勞斯工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其具有超級(jí)克勞斯工藝的所有優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，還能在不增加處理裝置的前提下，進(jìn)一步提高硫元素的回收率，其回收率高達(dá)99.7%。

2 Clinsulf-do工藝

Clinsulf-do工藝是通過(guò)內(nèi)冷式轉(zhuǎn)化器的方式進(jìn)行煤化工中硫元素的回收處理，其所采用的催化劑主要是常規(guī)克勞斯催化劑，是一種能夠直接進(jìn)行催化氧化的先進(jìn)處理工藝。在處理硫元素的反應(yīng)器內(nèi)，硫化氫在低溫狀態(tài)下被催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榱?，提高了硫元素的轉(zhuǎn)化率，避免了生成CO等其他的氣體。其催化劑床層可以分為以下兩個(gè)組成部分：（1）在硫化氫的入口的合理位置處，設(shè)置一個(gè)絕熱床；（2）冷卻管設(shè)置在催化劑的床層下。在反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)主要為強(qiáng)加熱反應(yīng)，能夠最大限度的促使硫化氫裝變?yōu)榱颉linsulf-do工藝具有操作簡(jiǎn)便、回收效率高、裝置簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

3 斯科特工藝

斯科特工藝中所采用的處理裝置是克勞斯裝置，采用一種新型的鈷-鉬型催化劑，將克勞斯尾氣之中含有的二氧化硫和有機(jī)硫化物等通過(guò)加氫催化轉(zhuǎn)變成硫化氫，再將硫化氫氣體通入到脫硫溶液中進(jìn)行硫元素的回收，最終再將處理后的氣體通入到克勞斯裝置中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的循環(huán)利用。克勞斯尾氣經(jīng)過(guò)斯科特工藝處理后，其中所含有的硫元素大大減小，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響微乎其微，可以直接排放到大氣中，具有凈化度高、硫元素回收效率高等特點(diǎn)，總硫的回收率能夠達(dá)到99.8%。

4 生物脫硫工藝

生物脫硫工藝的整個(gè)流程為將經(jīng)過(guò)脫硫處理后的酸性氣體通入到分離器中，再將氣體中所含有的液體進(jìn)行有效的分離，再將氣體通入到吸收塔內(nèi)，在吸收塔內(nèi)弱堿性溶液環(huán)境中除去氣體中全部的硫化氫。經(jīng)過(guò)脫硫處理后的部分繼續(xù)流入到脫碳系統(tǒng)中排出，吸收塔中的液體流入到閃蒸罐中，經(jīng)過(guò)閃蒸處理后再進(jìn)入到火炬系統(tǒng)中。經(jīng)過(guò)再生處理后的溶液重新流回到吸收塔內(nèi)，在生物反應(yīng)器中與微生物和空氣相互作用生成元素硫，溶液中的硫磺大部分以泥漿的形式被抽出而除去，可被回收為簡(jiǎn)單的硫制品。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在煤化工裝置中采用適宜的硫回收工藝具有十分重要的意義，不僅能夠除去溶液中的硫元素，減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，而且還能對(duì)回收的硫元素進(jìn)行資源化的利用，提高煤化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文對(duì)煤化工裝置中硫回收工藝進(jìn)行系統(tǒng)全面的研究，對(duì)從事硫回收工藝的技術(shù)人員具有一定的借鑒價(jià)值。

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