煤化工硫回收裝置尾氣處理現(xiàn)狀及改造工藝選擇的分析

摘 要：當(dāng)今社會(huì)，環(huán)保已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的重要主題，國(guó)家對(duì)于環(huán)保事業(yè)越來越重視。在煤化工的生產(chǎn)過程中，難免會(huì)出現(xiàn)對(duì)于環(huán)境的污染情況，原煤里面具有相當(dāng)含量的硫，在經(jīng)過了重重加工之后內(nèi)部構(gòu)造發(fā)生轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生了硫化氫，如何處理含硫氣體是解決污染的重點(diǎn)。事實(shí)證明，以往傳統(tǒng)的硫回收裝置已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代的脫硫需求，包括在尾氣的處理方面也需要更多新型的工藝技術(shù)進(jìn)行支持，本文會(huì)針對(duì)相關(guān)理論知識(shí)以及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)硫回收裝置和尾氣處理現(xiàn)狀進(jìn)行分析，同時(shí)找出符合當(dāng)前社會(huì)現(xiàn)狀的改造工藝。關(guān)鍵詞：煤化工 硫回收 尾氣處理 工藝現(xiàn)如今，社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們生活水平飛速提升，有關(guān)環(huán)保方面的知識(shí)與意識(shí)也逐漸深入人心。環(huán)境保護(hù)關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，其內(nèi)容幾乎涵蓋了社會(huì)活動(dòng)的各個(gè)方面，尤其是現(xiàn)代化工業(yè)活動(dòng)中，更需要時(shí)刻注意環(huán)境保護(hù)，最大程度的降低化學(xué)工業(yè)過程中帶來的環(huán)境污染，煤化工是一項(xiàng)與環(huán)保息息相關(guān)的工程，其在運(yùn)作過程中必須要加強(qiáng)對(duì)于環(huán)境的保護(hù)，目前已經(jīng)得到了人們的重視，在現(xiàn)代化社會(huì)需要利用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)含硫氣體進(jìn)行處理，從而降低在煤化工生產(chǎn)工藝過程中由于硫化氫等物質(zhì)對(duì)環(huán)境的破壞作用。硫回收裝置就是利用化學(xué)的方式對(duì)硫化氫以及SO2等物質(zhì)進(jìn)行處理，同時(shí)將尾氣進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理，能夠在安全無污染的范圍內(nèi)排放。一、煤化工硫回收裝置尾氣處理現(xiàn)狀煤化工目前已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，其各種相關(guān)工藝水平都得到了大幅度的提高，隨著煤化工技術(shù)以及設(shè)備的不斷更新?lián)Q代，對(duì)于硫回收工藝也提出了更高的要求，煤進(jìn)行氣化處理后會(huì)含有大量的硫物質(zhì)，并且其中的構(gòu)成比較復(fù)雜，硫回收相關(guān)工藝必須更加精確與先進(jìn)。傳統(tǒng)的硫回收方式有多種，其中克勞斯工藝需要進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，同時(shí)還要進(jìn)一步加強(qiáng)硫回收工藝中關(guān)于尾氣處理的部分，將其大量的應(yīng)用到煤化工中，下面介紹幾種目前比較流行的帶有尾氣處理技術(shù)的硫回收方式。1.Super claus以及Euro claus硫回收工藝。首先是超級(jí)克勞斯工藝，是對(duì)傳統(tǒng)的克勞斯進(jìn)行的改良，在工藝的末尾加入了部分氧化反應(yīng)裝置，利用氧化手段以及催化劑的控制，最終把硫化氫轉(zhuǎn)變成為硫磺，硫磺的回收率能夠達(dá)到88%左右。在這一過程中并不會(huì)嚴(yán)格的要求硫化氫以及二氧化硫成二比一的比例，硫化氫占比大于二氧化硫就可以，因此技術(shù)方面的壓力大大減輕了。其次是超優(yōu)克勞斯工藝，不同于超級(jí)克勞斯工藝，它加入了加氫反應(yīng)器，將其布置在部分氧化反應(yīng)器之前，將這一程序中的所有含硫氣體全部轉(zhuǎn)換為H2S，然后再進(jìn)行后續(xù)的氧化工藝，此時(shí)硫單質(zhì)的回收率大概在95%左右。當(dāng)硫化氫的濃度在30%以下的時(shí)候，超級(jí)克勞斯工藝會(huì)使用純氧作為燃料，整個(gè)過程一般會(huì)通過燃燒室等燃燒裝置完成。2.低溫克勞斯硫回收工藝。低溫克勞斯硫回收工藝指的是在硫的露點(diǎn)溫度以下進(jìn)行操作，包括MCRC工藝、薩弗林工藝以及CBA工藝等等。2.1 MCRC工藝。MCRC工藝強(qiáng)調(diào)克勞斯硫回收裝置與尾氣處理相結(jié)合，是由加拿大公司提出的一種新型硫回收方法。大致步驟分為兩種，其中三級(jí)轉(zhuǎn)變裝置的硫磺回收率在97%-98%，四級(jí)轉(zhuǎn)變裝置的硫磺回收率達(dá)到了99%。2.2薩弗林工藝。我國(guó)目前已經(jīng)引進(jìn)了Sulfreen工藝，這種新型的工藝技術(shù)是由魯奇公司研究，現(xiàn)如今在世界范圍內(nèi)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。Sulfreen包括三種吸附反應(yīng)器，每一種都處于裝置操作過程中的不同階段。在吸附階段，吸附反應(yīng)器會(huì)吸收裝置尾氣，內(nèi)部空間溫度大概在150攝氏度以下，硫化氫以及二氧化硫等含硫氣體會(huì)產(chǎn)生克勞斯反應(yīng)，最終通過催化劑作用形成硫磺，而后硫單質(zhì)會(huì)與催化劑進(jìn)行接觸，形成吸附反應(yīng)。經(jīng)過處理之后的尾氣溫度大概在130攝氏度左右，燃燒之后放空。在再生階段，通過加熱階段的再生，將吸附階段處理的尾氣通過特殊裝置進(jìn)行壓力控制，利用加熱裝置將其提升到300攝氏度，讓液體硫物質(zhì)與催化劑進(jìn)行分離，經(jīng)過冷凝之后能夠形成循環(huán)使用的再生氣流。最后進(jìn)入到冷卻階段。二、兩種改造工藝分析在煤化工工業(yè)中，其產(chǎn)生的酸性氣具有下列特性。首先是其內(nèi)部的氣體構(gòu)成十分復(fù)雜，含量比較大的包括碳?xì)浠衔镱?、Ammonia類、含硫化合物類，另外還有很多雜質(zhì)，其中包括氧硫化碳、氰化氫、甲醇等等。其次，煤化工酸性氣濃度較低，Lurgi、Linde公司的低溫甲醇洗工藝以及一些中國(guó)的NHD法脫酸性氣體工藝技術(shù)操作之后產(chǎn)生的酸性氣濃度都很低，大部分都在15%到25%之間，并且氣體總量很少。同時(shí)裝置設(shè)備的規(guī)模也偏小。這些都是煤化工工業(yè)中的酸性氣特點(diǎn)。通過這些特點(diǎn)的分析，再結(jié)合實(shí)際情況以及裝置成本等等考量，現(xiàn)如今的煤化工硫回收裝置大多采用了超級(jí)克勞斯工藝或者超優(yōu)克勞斯工藝，不過當(dāng)前我國(guó)出臺(tái)了新型的石油工業(yè)排污法，從法律上規(guī)定了排放限制，超級(jí)/超優(yōu)克勞斯工藝已經(jīng)不符合國(guó)家法定標(biāo)準(zhǔn)，必須積極尋求新型的改造工藝。1.克勞斯與氨法脫硫工藝相結(jié)合。現(xiàn)代的氨法脫硫工藝已經(jīng)逐漸成熟，大部分氨法脫硫廠家已經(jīng)能夠把尾氣里的二氧化硫排放值減少到每立方米90毫克，另外還有一部分在應(yīng)用中的煙氣氨法脫硫工藝已經(jīng)可以把尾氣里面的二氧化硫排放限值降低到每立方米40毫克。所以能夠通過多方面考慮，將氨法脫硫與傳統(tǒng)的克勞斯脫硫技術(shù)相結(jié)合，這種新型的克勞斯+氨法脫硫工藝能夠?qū)ΜF(xiàn)有的煤化工脫硫產(chǎn)生有利的影響，其出發(fā)點(diǎn)主要是改造克勞斯工藝，大致的步驟如下：首先是將克勞斯工藝產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行燃燒，從而進(jìn)行余熱回收，并且進(jìn)行壓力增強(qiáng)處理，然后就可以進(jìn)入到工業(yè)吸收塔中洗滌降溫、二氧化硫吸收、祛除霧化氣體，經(jīng)過吸收塔的處理后形成凈尾氣排放。其次，通過上一步產(chǎn)生的（NH4）2SO3溶液進(jìn)行氧化處理，形成具有一定濃度的硫酸銨，由此再經(jīng)由煙氣氨法脫硫裝置進(jìn)行操作。通過克勞斯工藝與煙氣氨法脫硫工藝的充分結(jié)合，最終尾氣的二氧化硫排放至減少到了每立方米90毫克左右，完全符合我國(guó)的國(guó)家法定標(biāo)準(zhǔn)。2.零排放處理技術(shù)。當(dāng)前我國(guó)大多數(shù)的煤化工企業(yè)采用低溫甲醇洗工藝進(jìn)行凈化，此技術(shù)可以祛除工藝氣里的硫化氫、二氧化碳酸性氣，另外通過壓縮技術(shù)能夠提升酸性氣中的硫化氫濃度，使之最終達(dá)到30%-40%。根據(jù)這些內(nèi)容，可以嘗試把傳統(tǒng)的克勞斯工藝進(jìn)行改造，利用加氫技術(shù)把克勞斯工藝裝置尾氣內(nèi)部的硫化氫以及二氧化硫進(jìn)行加氫處理，從而使二氧化硫以及其他有機(jī)硫全部轉(zhuǎn)化為硫化氫，通過低溫甲醇洗系統(tǒng)產(chǎn)生循環(huán)再生效果，實(shí)現(xiàn)硫化氫的零排放目標(biāo)。三、結(jié)語環(huán)保事業(yè)與社會(huì)以及個(gè)人是息息相關(guān)的，為了地球這個(gè)美好的家園以及人類未來的可持續(xù)發(fā)展，世界各國(guó)人民都在做著共同的努力?，F(xiàn)如今，人們環(huán)保意識(shí)得到了切實(shí)的加強(qiáng)，各項(xiàng)社會(huì)活動(dòng)都需要嚴(yán)格遵循環(huán)境的保護(hù)條例。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)硫回收率以及硫化合物排放等情況不斷做著討論，對(duì)于硫回收技術(shù)水平的要求越來越高，傳統(tǒng)的硫回收技術(shù)已經(jīng)不符合國(guó)內(nèi)外對(duì)于環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，需要在原有的工藝水平基礎(chǔ)上不斷開發(fā)新型工藝。相關(guān)的政府部門以及企業(yè)需要加大重視，增加資金投入不斷改造硫回收裝置，根據(jù)自身的實(shí)際情況選擇合適的硫回收技術(shù)，從而不斷完善煤化工硫回收裝置以及尾氣處理，為環(huán)保事業(yè)做出一定的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)：[1]陳賡良，李勁.對(duì)降低尾氣處理裝置S02排放的認(rèn)識(shí)與建議[J].石油與天然氣化工，2014，43（3）：217-222. [2]張明成，蔣保林.煤化工項(xiàng)目硫回收工藝技術(shù)分析[J].廣東化工，2011，38（9）：173-174.