硫回收裝置尾氣處理技術在煤化工裝置中的改進與應用

宋麗靜

（山西潞安化工煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046100）

0 引言

在傳統化硫回收技術裝置（基于克勞斯方法）具體運行使用過程中，其存在的主要問題，在于工藝流程較長、投資水平較高，技術操作步驟復雜，運行過程費用支出數量較多，以及硫回收尾氣中硫化物實際含量水平缺乏穩(wěn)定性等，需要擇取適當技術措施展開改進處理過程[1-3]。經由技術改進處理過程的硫回收技術裝置的主要特點，在于技術工藝流程相對簡單、需要安裝配置使用的技術設備數量較少、投資水平相對較低，技術操作流程相對簡單、運行過程費用支持數量較少、回收獲取的硫磺物質純度較高，尾氣排放技術過程中污染物濃度水平較低等，能夠契合滿足基于環(huán)境層面的基本要求，經濟效益和環(huán)境保護效益明顯。

1 傳統硫回收裝置尾氣處理技術缺點

克勞斯方法的技術工藝，是當前發(fā)展階段處置煤制合成氨物質等煤化工技術裝置低溫條件甲醇物質洗脫硫脫碳技術工序酸性氣體物質回收獲取單質硫物質的主要技術方法[4-5]。

源于客觀存在的化學平衡技術因素的影響，兩級常規(guī)性克勞斯方法技術工藝對應的硫回收率介于90%～95%，三級常規(guī)性克勞斯方法技術工藝對應的硫回收率介于95%～98%之間，超級克勞斯方法技術工藝對應的硫回收率最高時可以達到99.5%（在達到此項轉化率水平之后，酸性氣體H2S 的體積分數介于33%～35%，實際對外排出的尾氣之中H2S 氣體的質量濃度大約為850 mg/m3，同時SO2氣體的質量濃度大約為900 mg/m3）[6]。河北省地方標準指導文件DB-13/1640—2012《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》中列示的技術控制要求指出：有害性氣體污染物SO2氣體的排放質量濃度技術參數項目限制數值為400 mg/m3，其排氣筒高度技術參數項目測算數值應當大于15 m，且必須設置和運用在線監(jiān)測技術程序[7-9]。

鑒于此種情況，不管是常規(guī)性克勞斯方法技術工藝，還或者是超級克勞斯技術工藝，其實際產生的尾氣物質硫化物展現的排放質量濃度技術參數項目水平，已經無法滿足逐漸提升的環(huán)境保護技術標準控制要求，需要對其安裝配置與實際情況相互契合的尾氣物質處理技術單元，繼而在組合建構形成整體化技術裝置條件下，支持滿足指向硫回收效率層面，以及尾氣物質排放技術標準層面的相關要求。

圖1 中呈現的是傳統三級克勞斯法硫回收技術裝置尾氣處理技術流程。

圖1 傳統三級克勞斯法硫回收技術裝置尾氣處理技術流程

2 改進后的硫回收裝置尾氣處理工藝

河北省某公司參考結合公司內部所有硫化物對外排放技術點位的強度水平和工藝性技術指標項目的實際表現狀態(tài)，借由利用氨法脫硫技術工藝指向SO2氣體物質具備的相對較高的去除率技術特點，制定了硫回收技術工藝與鍋爐煙氣氨法脫硫優(yōu)化技術工藝相互組合運用的技術工藝執(zhí)行方案，即僅選擇采用三級克勞斯方法技術工藝，在尾氣物質經由三級冷凝冷卻器技術裝置進入到分離器技術裝置內部完成分液處理技術環(huán)節(jié)之后，具體被送入到新增加安裝配置的尾氣復熱器技術裝置內部，利用合成氨技術裝置形成的副產品，也就是壓力技術參數項目為0.5 MPa飽和蒸汽物質將溫度技術參數項目介于125～130 ℃之間的硫回收尾氣物質加熱提升到140～145 ℃之間，繼而將其轉移輸送到循環(huán)流化床鍋爐技術設備內部，且具體從鍋爐技術設備的二次風進風技術點位進入鍋爐技術設備內部，接續(xù)與燃料煤物質共同推進完成燃燒技術環(huán)節(jié)，實際形成的煙氣物質在經由旋風除塵技術環(huán)節(jié)、選擇性非催化還原（SNCR）脫硝技術處理環(huán)節(jié)、電袋復合式除塵技術處理環(huán)節(jié)、氨法脫硫技術處理環(huán)節(jié)之后，能夠契合河北省制定提出的特別排放限值指導控制要求。

此處介紹的技術工藝方案需要遵循的基本性技術控制原則為：要避免針對硫回收技術裝置搭配設置尾氣焚燒技術裝置；要避免針對硫回收技術裝置搭配設置溶液吸收處理技術裝置；尾氣物質進入到循環(huán)流化床鍋爐技術設備的燃燒段內部，且尾氣壓力技術參數項目（≥20 kPa）不需要經由風機技術設備實施的加壓技術處理過程，就能夠契合滿足進入鍋爐技術設備燃燒段的技術控制條件。

3 工藝流程

圖2 中呈現的是采用新技術的“60·80”工藝項目硫回收工藝技術流程示意圖。

圖2 采用新技術的“60·80”工藝項目硫回收工藝技術流程示意圖

基于甲醇洗脫技術工序獲取的酸性氣體物質進入到酸性氣體分離器技術裝置內部，完成甲醇物質液滴分離技術環(huán)節(jié)之后，其中包含的占據體積分數1/3的酸性氣體物質將會接續(xù)進入到制硫燃燒爐技術設備火嘴技術組件內部，另外占據體積分數2/3 的酸性氣體物質，將會進入到制硫燃燒爐技術設備的爐膛中后部位置。

在制硫燃燒爐技術設備內部，遵照制硫過程相關化學反應的氧氣物質實際需求數量，借由酸性氣體物質在線分析儀技術設備前饋比值調節(jié)技術手段，以及H2S 氣體物質/SO2氣體物質在線分析儀技術設備反饋分析數據信息，控制干預實際進入到制硫燃燒爐技術設備內部的空氣數量。

過程氣物質經制硫余熱鍋爐技術裝置副產壓力強度為2.5 MPa 的飽和蒸汽物質經由回收余熱技術處理后進入一級冷凝冷卻器技術裝置，副產壓力強度為0.5 MPa 的飽和蒸汽物質，氣態(tài)單質硫物質冷凝轉變?yōu)橐簯B(tài)硫物質，液硫物質經由捕集分離處理后進入液硫池技術裝置；出一級冷凝冷卻器技術裝置的過程氣物質進一級過程氣加熱器技術裝置，用壓力強度為3.8 MPa 中壓蒸汽物質加熱處理后進一級克勞斯反應器技術裝置，過程氣物質中剩余的H2S 氣體物質和SO2氣體物質接續(xù)發(fā)生催化轉化技術過程，出一級克勞斯反應器技術裝置的過程氣物質進二級冷凝冷卻器技術裝置，接續(xù)完成后續(xù)技術步驟。

4 關鍵技術及創(chuàng)新點

1）有效徹底解決處置了傳統化硫回收技術工藝生成的尾氣物質中SO2氣體物質或者是H2S 氣體物質排放質量濃度高的問題，能夠基于數量相對有限的經濟投資獲取到最優(yōu)化的環(huán)境保護收益，支持確保企業(yè)組織在生態(tài)環(huán)境保護問題基本態(tài)勢高度嚴峻的歷史實踐背景之下，以最高運轉負荷維持其優(yōu)質穩(wěn)定的生產運營狀態(tài)。

2）借由針對尾氣復熱器技術裝置的設計和安裝配置，相較基于尾氣管技術裝置所在位置附設蒸汽夾套技術裝置的處理方式，能支持確保針對熱源的實際利用效率獲取到顯著改善提升，且尾氣物質實際具備的溫度技術參數項目高低水平能夠獲取到妥善有效控制，技術操作流程相對簡便，施工技術操作過程便捷性高，有效充分解決處置了尾氣物質長距離輸送技術活動開展過程中管道線路技術組件遭遇的堵塞技術問題和腐蝕技術問題。

3）源于尾氣物質被直接送入鍋爐技術設備內部接受燃燒技術處理過程，客觀上徹底規(guī)避了因實施溶液吸收技術處理環(huán)節(jié)，以及溶液再生技術處理環(huán)節(jié)而引致發(fā)生的基于生產技術活動現場的二次環(huán)境污染問題，契合滿足環(huán)保管理工作推進開展過程中提出的各項基本控制要求。

4）設計工作流程相對簡單，經濟資金投入數量相對較少，相關技術流程的生產運行完整過程可靠性水平較高，運行過程經濟成本支出水平相對低廉。

5 在生產中的應用

經由改進后的硫回收裝置尾氣處理工藝，已經實現在我國部分煤化工企業(yè)組織內部的引入運用，且能夠支持獲取到相對優(yōu)質的經濟收益和環(huán)境保護收益。

6 結語

綜合梳理現有研究成果可以知曉，硫回收技術裝置是煤化工企業(yè)組織生產技術裝置的重要組成部分之一，其在實際運行使用過程中出現的各類問題，客觀上嚴重影響限制石油化工行業(yè)領域企業(yè)組織生產經營業(yè)務推進開展過程中的經濟收益獲取水平，需要擇取和運用適當策略展開解決處置。