動力波洗滌技術(shù)在硫磺回收裝置尾氣凈化的首次應(yīng)用

裴富饒，于志鵬

(濰坊弘潤石化科技有限公司，山東 濰坊 262737)

1 前言

濰坊弘潤石化科技有限公司新建5.5萬t/a硫磺回收裝置尾氣凈化單元采用杜邦清潔技術(shù)公司動力波洗滌技術(shù)，這是動力波洗滌在硫磺回收裝置尾氣凈化中的首次應(yīng)用。在正常運(yùn)行模式下，硫磺回收裝置尾氣經(jīng)過動力波洗滌，凈化尾氣中二氧化硫濃度小于10 mg/m3以下，遠(yuǎn)低于地區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)50 mg/m3的要求。

2 洗滌系統(tǒng)流程及特點(diǎn)

2.1 洗滌系統(tǒng)流程

濰坊弘潤石化科技有限公司硫磺回收裝置尾氣凈化過程利用循環(huán)液中的有效成分氫氧化鈉與尾氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈉，完成二氧化硫的脫除，亞硫酸鈉再經(jīng)空氣氧化為硫酸鈉。該吸收過程完全在動力波洗滌系統(tǒng)內(nèi)完成。其工藝流程圖如圖1。

在動力波洗滌系統(tǒng)內(nèi)，溫度為300℃的硫磺回收裝置尾氣通過進(jìn)料管由上至下進(jìn)入堿洗進(jìn)料器后，立即被自下而上的循環(huán)冷液急冷，溫度降至69 ℃。在進(jìn)料器內(nèi)部汽液接觸位置附近，持續(xù)不斷的形成高湍流區(qū)，即泡沫區(qū)；在泡沫區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)烈混合效果，液體表面以極快的速率更新并將氣體急冷至絕熱飽和溫度，二氧化硫也隨之被吸收。

接觸后，氣液混合物進(jìn)入堿洗分離塔中的分離槽。液滴落入分離槽的下部，氣體通過兩層除霧器從上部排出。

分離槽內(nèi)的液體達(dá)到一定濃度后，比重增大，通過控制液體比重來進(jìn)行排水、補(bǔ)水操作。從而保證循環(huán)液中的硫酸鹽濃度穩(wěn)定。循環(huán)液的pH值進(jìn)行在線分析，通過補(bǔ)充堿液來保證循環(huán)液中的脫硫有效成分穩(wěn)定。

圖1 動力波洗滌系統(tǒng)流程圖

2.2 洗滌系統(tǒng)特點(diǎn)

(1)設(shè)備數(shù)量少，工藝流程簡短。在動力波洗滌系統(tǒng)內(nèi)，堿洗進(jìn)料器完成尾氣中二氧化硫的吸收脫除，堿洗分離塔內(nèi)實現(xiàn)亞硫酸鹽向硫酸鹽的轉(zhuǎn)化。因而工藝流程相對簡短，沒有較為復(fù)雜的設(shè)備。

(2)具有較高的操作靈活性。該系統(tǒng)無需調(diào)節(jié)動力波設(shè)備(如閥門或泵)即可滿足規(guī)定的硫磺回收裝置尾氣排放目標(biāo)。

(3)更高的環(huán)保優(yōu)勢。該系統(tǒng)凈化煙氣排放前和非凈化煙氣通過換熱器加熱，超過煙氣的露點(diǎn)溫度，可清除煙囪出口的可見蒸汽白龍。產(chǎn)生較少的廢水，并且COD值達(dá)標(biāo)。

3 脫硫反應(yīng)機(jī)理

在動力波洗滌器中，尾氣中的SO2與循環(huán)液中的氫氧化鈉接觸反應(yīng)后被脫除，生成亞硫酸鈉。在該過程中酸基反應(yīng)相對于其它堿基反應(yīng)來說是相對較快的，且所有的產(chǎn)物和反應(yīng)物都可溶。SO2從氣相被堿液吸收發(fā)生如下反應(yīng)：

SO2+ NaOHNaHSO3

SO2+ 2NaOHNa2SO3+H2O

反應(yīng)后的高濃度亞硫酸鈉進(jìn)入堿洗分離塔內(nèi)部分離槽中，通過不斷添加氧氣將亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化為硫酸鈉，其氧化反應(yīng)如下：

NaHSO3+1/2O2+NaOH Na2SO4+H2O

Na2SO3+1/2O2Na2SO4

4 主要運(yùn)行參數(shù)

動力波洗滌系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)

項目單位設(shè)計值運(yùn)行值凈化前煙氣SO2含量mg/m3<500350～480凈化后煙氣SO2含量mg/m3<50< 10循環(huán)液pH值6～97.0～7.5循環(huán)液COD值mg/L<40< 20

5 總結(jié)

隨著環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，對石化企業(yè)尾氣達(dá)標(biāo)排放提出更嚴(yán)格的排放要求。選擇一種具有前瞻性的脫硫技術(shù)，無論對于裝置穩(wěn)定運(yùn)行，還是社會效益，都至關(guān)重要[1-2]。濰坊弘潤石化科技有限公司采用的動力波洗滌技術(shù)對硫磺回收裝置尾氣進(jìn)行凈化處理，實際運(yùn)行效果良好，各個運(yùn)行參數(shù)均優(yōu)于設(shè)計值。該動力波洗滌技術(shù)在處理石化企業(yè)含硫尾氣方面，具有較高的應(yīng)用和推廣價值。