低硫酸性氣硫回收工藝的選擇與應(yīng)用

胡小龍 廖陽(yáng)平

江西銅業(yè)（德興）化工有限公司 江西德興 334200

1 硫回收及尾氣處理工藝現(xiàn)狀

早在上個(gè)世紀(jì)80年代，我國(guó)國(guó)內(nèi)的一些化工生產(chǎn)企業(yè)就已經(jīng)擁有了自己獨(dú)特的硫回收裝置。但是這些硫回收裝置是有局限性的，那就是其硫回收裝置的規(guī)模范圍普遍過(guò)小，而且沒(méi)有成熟的尾氣處理工藝部分。這時(shí)，硫化氫產(chǎn)物轉(zhuǎn)化階段使用的催化劑活性又不能滿足標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致硫回收的回收率達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，硫回收率僅有80%。不能完成回收的硫化氫代謝產(chǎn)物，就會(huì)生成二氧化硫，接著被排放到空氣中[1]。二氧化硫物質(zhì)的積聚排放，給地球上的大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。又經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展變化，我國(guó)開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)硫回收裝置。最先引進(jìn)國(guó)外硫回收裝置的是“大連西太平洋石化公司”，該公司從法國(guó)引進(jìn)了一套規(guī)格為300tPd的硫回收裝置，又利用IFP公司的Clauspol-300工藝進(jìn)行尾氣處理，其硫回收率高達(dá)99%。截止到本世紀(jì)初期，我國(guó)化工生產(chǎn)企業(yè)總共從國(guó)外引進(jìn)硫回收裝置多達(dá)十幾套，并且包括對(duì)6種尾氣處理工藝的利用。我國(guó)常用的尾氣處理工藝技術(shù)為：SCOT尾氣處理工藝、MCRC尾氣處理工藝、以及RAR尾氣處理工藝。

2 常用廢硫酸回收利用技術(shù)

2.1 廢硫酸氧化技術(shù)

廢硫酸氧化回收利用技術(shù)已沿用多年，主要就是利用適當(dāng)氧化劑將廢硫酸內(nèi)有機(jī)物氧化分離，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳等氧化物質(zhì)與硫酸分離，實(shí)現(xiàn)廢硫酸的回收利用目標(biāo)。常用廢硫酸氧化劑為過(guò)氧化氫、硝酸、高氯酸及臭氧等。在廢硫酸氧化技術(shù)應(yīng)用期間，生產(chǎn)部門需結(jié)合生產(chǎn)特征及需求選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎┏煞帧?/p>

2.2 廢硫酸萃取技術(shù)

廢硫酸萃取回收利用技術(shù)所使用萃取劑應(yīng)滿意以下要求：第一，不可與硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不溶于硫酸；第二，廢硫酸內(nèi)雜物需與萃取劑有很高分配系數(shù)；第三，萃取劑成本應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。現(xiàn)階段常用萃取劑為甲苯、雜酚油及鹵化烴等。

2.3 廢硫酸結(jié)晶技術(shù)

在廢硫酸內(nèi)含大量有機(jī)、無(wú)機(jī)雜物的情況下，可采用結(jié)晶法進(jìn)行回收利用。舉例而言，南京某軋鋼廠所產(chǎn)出的廢硫酸含有大量硫酸亞鐵，因此采用了濃縮及結(jié)晶技術(shù)相結(jié)合的廢硫酸回收利用后手段，使去除硫酸亞鐵的廢硫酸重新成為生產(chǎn)原材料，大大提升了實(shí)際生產(chǎn)期間的經(jīng)濟(jì)效益。

3 硫回收及尾氣處理工藝現(xiàn)狀提出幾點(diǎn)建議

3.1 針對(duì)制硫部分的建議

國(guó)內(nèi)的煉廠一般情況下酸性濃度最高的就是硫化氫了，硫化氫在氣體中的濃度通常高達(dá)50%以上，而在這種情況下，想要回收這些氣體最好的工藝方法就是改良Claus直流法，這種工藝也可以稱為部分燃燒法。這種回收方法的主要原理就是將所產(chǎn)生的全部酸性氣進(jìn)燃燒爐，然后進(jìn)行降解。降解流程一般分為三步：高溫硫回收和兩次低溫催化硫回收，經(jīng)過(guò)這三次的操作，煉廠中的酸性氣體回收率高達(dá)93%～95%，并且在降解酸性氣體的同時(shí)還可以產(chǎn)生大量的蒸汽，這些蒸汽部分可作為自用，余下的還可以輸送到全場(chǎng)蒸汽管網(wǎng)中，用于設(shè)置熱量交換以及管線的伴熱等。

3.2 針對(duì)尾氣處理部分的建議

由于，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)很多化工生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行工廠選址時(shí)，都將工廠所在地選在人口密集的地方。這樣的話，給化工生產(chǎn)企業(yè)的尾氣處理工作增加了工作任務(wù)。并且由于化工生產(chǎn)企業(yè)周邊是人口聚集地，所以對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行尾氣處理工作就顯得尤為重要了。考慮到這種特殊情況的工廠選址，我們國(guó)家環(huán)保部門對(duì)化工生產(chǎn)企業(yè)的尾氣處理要求提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家環(huán)保部門一般建議，在煉廠硫回收及尾氣處理工作階段，采用成本較高的超級(jí)SCOT尾氣處理工藝。雖然超級(jí)SCOT尾氣處理工藝要花費(fèi)的資金成本很高，但其工藝結(jié)構(gòu)比標(biāo)準(zhǔn)SCOT尾氣處理工藝的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜許多，能夠更好的提高排出氣體的凈化度，而且操作過(guò)程也相對(duì)簡(jiǎn)單，故提倡采用超級(jí)SCOT尾氣處理工藝對(duì)污染氣體進(jìn)行處理[2]。

3.3 針對(duì)溶劑選擇部分的建議

對(duì)我國(guó)以往煉廠方面的氣體進(jìn)行脫硫處理，一般多采用醇胺類液體脫硫劑進(jìn)行尾氣處理工藝過(guò)程的實(shí)施。并且，伴隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展與技術(shù)的不斷進(jìn)步。目前在煉廠硫回收方面，國(guó)家環(huán)保部門建議采用復(fù)配型MDEA溶劑作為回收催化劑。因?yàn)檫@種新型溶劑對(duì)于硫化氫產(chǎn)物的分解和吸收效果更高效，而且這種新型溶劑能夠更好的節(jié)約投資成本。除此之外，該復(fù)合型MDEA溶劑還具有降低能耗的特點(diǎn)，無(wú)論是從哪個(gè)方面來(lái)看復(fù)合型MDEA溶劑都更加合適。因此，建議煉廠脫硫劑盡量選用復(fù)配型MDEA溶劑進(jìn)行硫回收及尾氣處理。

4 過(guò)氧化氫脫硫法在硫酸工業(yè)尾氣處理工藝流程

在實(shí)際應(yīng)用中，過(guò)氧化氫脫硫技術(shù)需要配置吸收塔、循環(huán)泵、藥劑儲(chǔ)槽、藥劑計(jì)量添加泵以及相應(yīng)的控制設(shè)施。尾氣由脫硫塔頂部進(jìn)入，經(jīng)逆噴及填料吸收段，與過(guò)氧化氫溶液充分接觸和反應(yīng)，生產(chǎn)稀硫酸，脫硫處理后的煙氣經(jīng)除霧沫后，由塔上部排除，產(chǎn)生的稀酸則輸送至硫酸系統(tǒng)干吸循環(huán)酸槽，作為硫酸濃度的調(diào)節(jié)用水。在檢測(cè)到吸收塔內(nèi)氧化電極電位值低于限值時(shí)，計(jì)量泵會(huì)及時(shí)向其進(jìn)行補(bǔ)充過(guò)氧化氫，從而構(gòu)成了一個(gè)良好的尾氣處理循環(huán)系統(tǒng)。在正常運(yùn)作時(shí)，只需要確保吸收塔內(nèi)的液位，根據(jù)生產(chǎn)速度，周期性向儲(chǔ)槽內(nèi)補(bǔ)充吸收劑，同時(shí)對(duì)吸收循環(huán)泵和計(jì)量泵的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管即可[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)化學(xué)技術(shù)研究人員經(jīng)過(guò)幾十年的技術(shù)突破，終于在煉廠硫回收方面獲得突破性進(jìn)展。在我國(guó)某些領(lǐng)域，已經(jīng)擁有我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的硫回收裝置不計(jì)其數(shù)，每年回收處理的硫化氫產(chǎn)物總量已經(jīng)高達(dá)幾十萬(wàn)噸。盡管與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)在煉廠硫回收及尾氣處理工藝方面還存在很大差距；相信只要我國(guó)技術(shù)人員不斷努力，終有一天我國(guó)會(huì)在該工藝的開(kāi)發(fā)與利用方面趕超世界上其他發(fā)達(dá)國(guó)家。