硫磺回收裝置尾氣處理工藝探討

陳峰

摘要：隨著經(jīng)濟和各行各業(yè)的快速發(fā)展，本文主要通過對硫磺回收裝置尾氣處理工藝進行分析，并提出相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞：硫磺回收裝置;尾氣處理工藝;探討

引言

硫磺回收裝置采用的是克勞斯工藝，通過將石油化工生產(chǎn)中排放的含硫氣體轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。隨著化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的SOCT法尾氣處理工藝已經(jīng)不能滿足當前石油煉制工業(yè)污染物排放標準，因此需要采用新的尾氣處理工藝來應(yīng)對日益嚴峻的的環(huán)保要求。當前使用比較廣泛的幾種尾氣處理工藝，如氨法脫硫工藝、離子液工藝、鈉堿法脫硫工藝等，下面將進行具體分析。

1尾氣處理工藝探討

1.1氨法脫硫工藝分析

氨法脫硫是一種高效、低耗能的濕法脫硫方式，脫硫過程是氣液反應(yīng)，反應(yīng)速率快，吸收劑利用率高，能保持脫硫效率95%-99%。氨法的最大特點是SO2的可資源化，可將污染物SO2回收成為高附加值的商品化產(chǎn)品。氨法脫硫主要包括兩部分，其一是指SO2的吸收，其二是亞硫酸銨的氧化。在采用這種方法進行脫硫的過程中要用到吸收劑，能夠選擇性的吸收液體。在脫硫過程中一般以液氨作為吸收劑，有時也會用到氨水，其過程是對在制硫過程產(chǎn)生的二氧化硫氣體進行吸收，然后再將尾氣排放到大氣中，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的亞硫酸氨溶液被氧化，進一步生成硫酸銨溶液。對于生成的溶液要進行濃縮，使用原煙氣中的熱量將其濃縮，這一環(huán)節(jié)完成后要進行結(jié)晶處理，采用結(jié)晶系統(tǒng)進行結(jié)晶，一般以蒸發(fā)結(jié)晶為主，最后生成硫酸銨漿液。將漿液進行分離處理，采用分離處理系統(tǒng)將硫酸銨進行分離，然后將其干燥處理，再進行包裝。這種煙氣脫硫法是一種相對較為環(huán)保的脫硫工藝之一，尤其我國此種脫離工藝剛起步，因此技術(shù)尚不夠成熟。這種脫硫法的優(yōu)勢在于其脫硫的效率較高，而且在整個過程中不會產(chǎn)生二次污染，還可以將SO2進行回收再利用，提升了資源的利用率。當前我國已經(jīng)可以采用硫酸銨制作化肥，采用這種脫硫方法在脫硫過程中會形成亞硫酸銨，而其可以還原氮氧化物，因此采用這種工藝一方面可以脫硫，另一方面還能脫硝，在一定程度上降低了溫室效應(yīng)。

1.2鈉堿法脫硫工藝分析

鈉堿法工藝即是常說的堿洗脫硫工藝，當前我國的工藝技術(shù)已經(jīng)相對成熟。因堿洗位置不同，以焚燒爐為界分為爐前堿洗和爐后堿洗，其中爐后堿洗中的空塔噴淋技術(shù)應(yīng)用廣泛，下面就此種技術(shù)進行工藝分析：空塔噴淋堿洗脫硫技術(shù)相對而言操作工藝簡單，便于使用，另外該工藝的建設(shè)成本相對較低，因此在實際的脫硫的工作中應(yīng)用較多?？账娏軌A洗技術(shù)，煙氣從尾氣焚燒爐后進入脫硫塔下部，與塔頂經(jīng)多層霧化噴頭噴出的堿液逆相接觸，以脫除煙氣中S02;凈化煙氣經(jīng)塔頂除霧器捕集游離液滴后，由塔頂排出。為了滿足脫硫效果，保證塔內(nèi)堿液與SO2充分接觸，需要堿液霧化程度很高。堿液與SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈉，經(jīng)空氣氧化生成硫酸鈉，排入污水處理單元。

1.3離子液工藝分析

在離子液工藝處理中，所使用的離子液一般由2種離子組成，一種是有機陽離子，一種是有機陰離子，其在常溫狀態(tài)下一般呈液態(tài)，是一種溶液。在該溶液中要加入一部分活化劑，另外還要再加入抗氧化劑。采用這種脫硫方法主要受溫度的影響，其在溫度低的時候吸收SO2，在溫度升高的時候再生成二氧化硫。采用這種工藝有兩方面的作用，一方面是脫硫，另一方面是將其回收利用。采用這種方法進行脫硫，其脫硫效率可以達到99.5%，這種工藝脫硫的方法適應(yīng)范圍更加廣泛。另外，在這種工藝中吸收劑的選擇范圍更大，大概是二氧化碳的5000倍左右，采用這種設(shè)備進行脫硫可以有效降低脫硫的成本，大大提升了脫硫的效率。這種脫硫工藝方法更清潔，同時還可以增加硫磺的產(chǎn)量，這種工藝比較適合大規(guī)模的尾氣脫硫工作。

1.4其它工藝分析

除以上工藝技術(shù)外，還有改良的還原-吸收工藝、超重力煙氣脫硫、噴射文丘里濕氣洗滌工藝等。改良的還原-吸收工藝是在原有的SCOT尾氣處理裝置基礎(chǔ)上對吸收塔改良及對溶劑的改進。相比其他煙氣堿洗技術(shù)，超重力煙氣脫硫技術(shù)在設(shè)備投資、占地面積、運行費用和設(shè)備長周期運行方面均無優(yōu)勢;噴射文丘里濕氣洗滌技術(shù)，可在一定程度上降低整個脫硫系統(tǒng)的壓降，其SO2脫除效果較好，能夠滿足排放要求，另外其塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)簡單，并且耐腐蝕及耐磨性能優(yōu)越，無需檢修維護。

2改進思路

停工過程中制硫系統(tǒng)的Claus催化劑床層積累過多的FeS，若不鈍化處理將在漏氧情況下造成自燃事故，嚴重的還會燒毀催化劑及設(shè)備。因此停工吹硫程序就不可避免。原有的停工程序為：首先將尾氣處理系統(tǒng)切除，再對制硫系統(tǒng)進行除硫鈍化，最后停尾氣焚燒爐。該程序的主要化學(xué)反應(yīng)有：2Fes+7/2O2-Fe2O3+2SO2，S+O2-SO2，H2S+3/2O2-SO2+H2O，Claus催化劑鈍化過程中產(chǎn)生的SO2和其它形態(tài)硫在尾氣焚燒爐高溫灼燒生產(chǎn)的SO2均通過煙囪直接排放，常常造成數(shù)十小時的超標排放，尤其在環(huán)境敏感地區(qū)造成嚴重影響，必然造成尾氣排放超標。優(yōu)化后的停工思路是：首先穩(wěn)定燃料氣系統(tǒng)，通過制硫爐后部臨時增加在線氧含量監(jiān)測儀表控制燃料氣當量燃燒，延長催化劑熱浸泡時間;其次采取燃料氣模式吹硫以及大流量氮氣吹趕系統(tǒng)過程氣，不切除尾氣處理系統(tǒng)但要避免過氧造成加氫催化劑床層超溫，若超溫應(yīng)立即切除;最后停工吹硫時間預(yù)計12d，確保尾氣排放達標。在充分利用現(xiàn)有裝備技術(shù)的前提下，不切除尾氣處理系統(tǒng)的同時，結(jié)合尾氣提標項目CTS絡(luò)合鐵脫硫單元，同時嚴格控制制硫系統(tǒng)燃料氣與風(fēng)的配比，吹硫模式切換時大流量氮氣在不降低爐溫的前提下吹掃系統(tǒng)，確保催化劑床層不超溫。

結(jié)語

通過對幾種硫磺回收裝置尾氣處理工藝的介紹，可知每種工藝都有各自的特點。在實際的應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)具體的使用環(huán)境以及使用條件選擇合適的脫硫方法，力求達到最優(yōu)效果，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)保效益的結(jié)合。其中氨法脫硫操作簡單，而且成本相對偏低、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。離子液脫硫?qū)γ摿蛞蟊容^嚴格的回收裝置，這種設(shè)備成本偏高，因此其經(jīng)濟性有待提升。鈉堿法脫硫?qū)婎^要求較高，但操作簡單，在可以處理廢鹽液的前提下應(yīng)用最為適宜。為了實現(xiàn)更好的尾氣處理效果，相關(guān)部門應(yīng)該重視對硫磺回收裝置尾氣處理工藝技術(shù)的研發(fā)，促進石油化工生產(chǎn)與環(huán)境保護的兼容，推動石化行業(yè)的環(huán)保建設(shè)向高質(zhì)量發(fā)展。

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