硫磺回收裝置尾氣處理工藝探討

陳峰

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

關鍵詞：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中排放的含硫氣體轉化為單質硫。隨著化工產業的不斷發展，傳統的SOCT法尾氣處理工藝已經不能滿足當前石油煉制工業污染物排放標準，因此需要采用新的尾氣處理工藝來應對日益嚴峻的的環保要求。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，反應速率快，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，反應過程中產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，這一環節完成后要進行結晶處理，采用結晶系統進行結晶，一般以蒸發結晶為主，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，因此技術尚不夠成熟。這種脫硫法的優勢在于其脫硫的效率較高，而且在整個過程中不會產生二次污染，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。

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已經相對成熟。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應用廣泛，下面就此種技術進行工藝分析：空塔噴淋堿洗脫硫技術相對而言操作工藝簡單，便于使用，另外該工藝的建設成本相對較低，因此在實際的脫硫的工作中應用較多。空塔噴淋堿洗技術，煙氣從尾氣焚燒爐后進入脫硫塔下部，與塔頂經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，保證塔內堿液與SO2充分接觸，需要堿液霧化程度很高。堿液與SO2反應生成亞硫酸鈉，經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，其在常溫狀態下一般呈液態，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量，這種工藝比較適合大規模的尾氣脫硫工作。

1.4其它工藝分析

除以上工藝技術外，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尾氣處理裝置基礎上對吸收塔改良及對溶劑的改進。相比其他煙氣堿洗技術，超重力煙氣脫硫技術在設備投資、占地面積、運行費用和設備長周期運行方面均無優勢;噴射文丘里濕氣洗滌技術，可在一定程度上降低整個脫硫系統的壓降，其SO2脫除效果較好，能夠滿足排放要求，另外其塔內件結構簡單，并且耐腐蝕及耐磨性能優越，無需檢修維護。

2改進思路

停工過程中制硫系統的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切除，再對制硫系統進行除硫鈍化，最后停尾氣焚燒爐。該程序的主要化學反應有：2Fes+7/2O2-Fe2O3+2SO2，S+O2-SO2，H2S+3/2O2-SO2+H2O，Claus催化劑鈍化過程中產生的SO2和其它形態硫在尾氣焚燒爐高溫灼燒生產的SO2均通過煙囪直接排放，常常造成數十小時的超標排放，尤其在環境敏感地區造成嚴重影響，必然造成尾氣排放超標。優化后的停工思路是：首先穩定燃料氣系統，通過制硫爐后部臨時增加在線氧含量監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過程氣，不切除尾氣處理系統但要避免過氧造成加氫催化劑床層超溫，若超溫應立即切除;最后停工吹硫時間預計12d，確保尾氣排放達標。在充分利用現有裝備技術的前提下，不切除尾氣處理系統的同時，結合尾氣提標項目CTS絡合鐵脫硫單元，同時嚴格控制制硫系統燃料氣與風的配比，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，確保催化劑床層不超溫。

結語

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。在實際的應用中，應該根據具體的使用環境以及使用條件選擇合適的脫硫方法，力求達到最優效果，實現經濟效益與環保效益的結合。其中氨法脫硫操作簡單，而且成本相對偏低、應用領域廣泛。離子液脫硫對脫硫要求比較嚴格的回收裝置，這種設備成本偏高，因此其經濟性有待提升。鈉堿法脫硫對噴頭要求較高，但操作簡單，在可以處理廢鹽液的前提下應用最為適宜。為了實現更好的尾氣處理效果，相關部門應該重視對硫磺回收裝置尾氣處理工藝技術的研發，促進石油化工生產與環境保護的兼容，推動石化行業的環保建設向高質量發展。

參考文獻：

[1]何紅梅，張迎，郭佳林. 硫磺回收裝置尾氣凈化工藝探討[J]. 石油化工技術與經濟，2017（33）：62.

[2]王昌嶺，郭紹宗，劉愛華，等. 硫磺回收裝置凈化氣處理工藝[J].2016（72）.

[3]尹榮輔，陳賡良. 硫磺回收裝置尾氣處理工藝研究報告[J]. 石油與天然氣化工，2016（3）：1-8.