降低硫磺回收煙氣二氧化硫排放探討與措施

尹雪飛　王永衛

摘要：本文根據大連石化27萬噸/年硫磺回收裝置目前運行狀況下，分析影響煙硫磺回收煙氣二氧化硫的因素，針對裝置目前的排放現狀、存在的問題及國家新標準要求，提出裝置優化操作等建議，并對影響的因素提出整改措施。

關鍵詞：硫磺回收;環保;二氧化硫

2015年4月16日，國家環保部發布了新的《石油煉制工業污染物排放標準（GB 31570-2015）》。新標準經過幾年醞釀，最終以超過各版征求意見稿的苛刻度發布，要求新建企業白2015年7月1日起執行，現有企業自2017年7月1日起執行。其中，新標準要求酸性氣回收裝置sO一般排放限值400mg/m3，特別排放限值lOOmg/m3，這比原國標的960mg/m3落差巨大。降低硫磺同收裝置煙氣sO2排放，是目前同行業一個共性的問題。

1硫磺回收裝置煙氣中S02濃度影響因素

目前，國內硫磺同收裝置普遍采用二級CLaus+還原吸收尾氣處理工藝技術路線，總硫回收率（質量分數）可以達到99.8%以上。工藝區別主要是催化反應再熱方式不同，主流的再熱方式是蒸汽換熱和在線爐加熱，高溫摻合法則越來越不被接受。不同的再熱方式對總硫同收率影響并不大，因此工藝路線的選擇不是降低煙氣硫排放的決定性因素。影響硫磺回收裝置煙氣sO2排放主要因素有以下幾種：

1.1吸收塔頂凈化尾氣

目前，大多數硫磺回收裝置吸收塔頂凈化尾氣都經焚燒爐焚燒后直接進煙囪排放，由凈化尾氣引起的排放約占到總排放量（質量分數）的60% - 70%。凈化尾氣中含硫物質主要是H2S和COS。影響吸收塔頂凈化尾氣硫含量的因素主要有以下幾個方面：

1.1.1原料氣質量

烴類、氨、CO2含量高，將影響到硫磺回收裝置的各個環節，包括尾氣排放。因此Claus反應爐需要采用高強度燃燒器，控制好反應爐爐溫，確保烴類、氨等雜質完全分解。在硫磺回收裝置運行過程中，CO2總是起到副作用，而且容易被人低估。它在反應爐中參與多種副反應，主要是生成COS和CS2，增加水解反應負擔，在尾氣吸收部分則會大大影響脫硫效果。

1.1.2反應爐配風

確保在線比值儀準確，將在線比值儀投自動，提高操作精準度。當Claus尾氣中H2S與SO2比值趨近于2時，能夠獲得較高的轉化率。

1.1.3溶劑吸收效果

目前主流吸收劑仍是復配型MDEA溶液，其吸收效果又受到吸收溫度、吸收壓力、溶液貧度、溶液濃度、設備條件等因素的影響。吸收溫度對吸收過程影響很大，一般控制吸收溫度是400C以下，超過45 0C時，尾氣排放即有明顯上升。單純對于脫硫來講，吸收溫度越低越好，原因是H2S與MDEA反應是瞬間反應，吸收溫度基本不影響反應速度，而CO2與MDEA的反應速度慢，溫度上升10℃時，其反應速度常數增加一倍，即CO2吸收量增加，這勢必會抑制H2S的吸收，導致選擇性變差。吸收壓力對吸收過程有一定影響。吸收壓力越高，脫硫效果越好，但增加吸收壓力，脫硫的選擇性變差。因此，相對于其他因素，吸收壓力不必刻意改變。

1.2酸性水罐逸出氣

硫磺回收裝置酸性水汽提設置4臺原料水罐，為了避免壓力高突破水封造成現場硫化氫報警，將酸性水罐逸出氣改至尾氣焚燒爐。由于酸性水中含有大量的H2S，逸出后的氣相至焚燒爐燃燒增加了焚燒爐排放二氧化硫濃度，從目前運行經驗來看，酸性水罐逸出氣能使排空煙氣中的sO2濃度增加了 200mg/m3～ 300mg/m3。

1.3硫池汽抽氣和液硫脫氣

硫池氣相空間中含有大量的H2S氣體，硫磺回收裝置的常規設計為將這部分氣體通過汽抽后排人尾氣焚燒爐，將會使煙氣SO2濃度增加lOOmg/m3左右。液硫中一般含有一定量的H2S，在液硫脫氣時，如果廢氣不進行處理直接進入焚燒爐，廢氣中所帶的硫化物燃燒生成SO2，造成裝置SO2排放濃度增加IOOmg/m3左右。要降低sO2排放濃度，必須回收處理液硫脫氣后廢氣中的硫。

2降低煙氣SO2濃度的措施

2.1酸性水罐逸出氣增上除臭設施

27萬硫磺裝置的4臺酸性水罐增上除臭設施，目前項目已列入裝置2017年停檢計劃叫中，設計已經完畢，改造流程為兩個系列酸性水汽提裝置的原料水罐V-2302A/BI/Ⅱ（原有）罐頂排放氣通過正壓水封罐V-2312（新增），引至胺液脫硫塔C-2302（新增）脫除H2S、再進入固體脫臭塔C-2303A/B（新增）進行脫除有機硫，最后經水環真空泵P-2308（新增）提壓后送至尾氣焚燒爐（原有）進行焚燒。

2.2液硫脫氣系統改造

對液硫脫氣系統進行改造，取消目前的液硫脫氣塔，液硫脫氣改為硫池內液下鼓泡形式，用氮氣或者非凈化風作為鼓泡動力，對硫池內的液硫進行攪動，使液硫內的硫化氫能夠更好的釋放出來。在以低壓蒸汽為動力，利用汽抽將硫池內鼓泡出的氣相送至主爐進行燃燒，降低進入焚燒爐能夠產生二氧化硫排放的氣相量。

3結論

隨著新《環保法》的實施，硫磺裝置降低二氧化硫排放迫在眉睫，裝置采取上述一系列措施來降低煙氣二氧化硫排放。使裝置煙氣二氧化硫排放達到國家允許的新的排放標準。

參考文獻：

[1]李鵬，劉愛華.影響硫磺回收裝置SO2排放濃度的因素分析[J].石油煉制與化工，2013，44（4）：75-79.