低硫酸性氣硫回收工藝的選擇與應用

胡小龍 廖陽平

江西銅業（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狀

早在上個世紀80年代，我國國內的一些化工生產企業就已經擁有了自己獨特的硫回收裝置。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模范圍普遍過小，而且沒有成熟的尾氣處理工藝部分。這時，硫化氫產物轉化階段使用的催化劑活性又不能滿足標準，就會導致硫回收的回收率達不到標準，硫回收率僅有80%。不能完成回收的硫化氫代謝產物，就會生成二氧化硫，接著被排放到空氣中[1]。二氧化硫物質的積聚排放，給地球上的大氣環境造成嚴重污染。又經過10年的發展變化，我國開始從國外引進硫回收裝置。最先引進國外硫回收裝置的是“大連西太平洋石化公司”，該公司從法國引進了一套規格為300tPd的硫回收裝置，又利用IFP公司的Clauspol-300工藝進行尾氣處理，其硫回收率高達99%。截止到本世紀初期，我國化工生產企業總共從國外引進硫回收裝置多達十幾套，并且包括對6種尾氣處理工藝的利用。我國常用的尾氣處理工藝技術為：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

2.1 廢硫酸氧化技術

廢硫酸氧化回收利用技術已沿用多年，主要就是利用適當氧化劑將廢硫酸內有機物氧化分離，使有機物轉化為水、二氧化碳等氧化物質與硫酸分離，實現廢硫酸的回收利用目標。常用廢硫酸氧化劑為過氧化氫、硝酸、高氯酸及臭氧等。在廢硫酸氧化技術應用期間，生產部門需結合生產特征及需求選擇適當的氧化劑成分。

2.2 廢硫酸萃取技術

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

2.3 廢硫酸結晶技術

在廢硫酸內含大量有機、無機雜物的情況下，可采用結晶法進行回收利用。舉例而言，南京某軋鋼廠所產出的廢硫酸含有大量硫酸亞鐵，因此采用了濃縮及結晶技術相結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原材料，大大提升了實際生產期間的經濟效益。

3 硫回收及尾氣處理工藝現狀提出幾點建議

3.1 針對制硫部分的建議

國內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生的全部酸性氣進燃燒爐，然后進行降解。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，經過這三次的操作，煉廠中的酸性氣體回收率高達93%～95%，并且在降解酸性氣體的同時還可以產生大量的蒸汽，這些蒸汽部分可作為自用，余下的還可以輸送到全場蒸汽管網中，用于設置熱量交換以及管線的伴熱等。

3.2 針對尾氣處理部分的建議

由于，目前我國國內很多化工生產企業在進行工廠選址時，都將工廠所在地選在人口密集的地方。這樣的話，給化工生產企業的尾氣處理工作增加了工作任務。并且由于化工生產企業周邊是人口聚集地，所以對這些區域進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，我們國家環保部門對化工生產企業的尾氣處理要求提出了更高的標準。國家環保部門一般建議，在煉廠硫回收及尾氣處理工作階段，采用成本較高的超級SCOT尾氣處理工藝。雖然超級SCOT尾氣處理工藝要花費的資金成本很高，但其工藝結構比標準SCOT尾氣處理工藝的結構要復雜許多，能夠更好的提高排出氣體的凈化度，而且操作過程也相對簡單，故提倡采用超級SCOT尾氣處理工藝對污染氣體進行處理[2]。

3.3 針對溶劑選擇部分的建議

對我國以往煉廠方面的氣體進行脫硫處理，一般多采用醇胺類液體脫硫劑進行尾氣處理工藝過程的實施。并且，伴隨著我國科技的不斷發展與技術的不斷進步。目前在煉廠硫回收方面，國家環保部門建議采用復配型MDEA溶劑作為回收催化劑。因為這種新型溶劑對于硫化氫產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約投資成本。除此之外，該復合型MDEA溶劑還具有降低能耗的特點，無論是從哪個方面來看復合型MDEA溶劑都更加合適。因此，建議煉廠脫硫劑盡量選用復配型MDEA溶劑進行硫回收及尾氣處理。

4 過氧化氫脫硫法在硫酸工業尾氣處理工藝流程

在實際應用中，過氧化氫脫硫技術需要配置吸收塔、循環泵、藥劑儲槽、藥劑計量添加泵以及相應的控制設施。尾氣由脫硫塔頂部進入，經逆噴及填料吸收段，與過氧化氫溶液充分接觸和反應，生產稀硫酸，脫硫處理后的煙氣經除霧沫后，由塔上部排除，產生的稀酸則輸送至硫酸系統干吸循環酸槽，作為硫酸濃度的調節用水。在檢測到吸收塔內氧化電極電位值低于限值時，計量泵會及時向其進行補充過氧化氫，從而構成了一個良好的尾氣處理循環系統。在正常運作時，只需要確保吸收塔內的液位，根據生產速度，周期性向儲槽內補充吸收劑，同時對吸收循環泵和計量泵的工作狀態進行監管即可[3]。

5 結語

我國化學技術研究人員經過幾十年的技術突破，終于在煉廠硫回收方面獲得突破性進展。在我國某些領域，已經擁有我國自主開發的硫回收裝置不計其數，每年回收處理的硫化氫產物總量已經高達幾十萬噸。盡管與國外先進國家相比，我國在煉廠硫回收及尾氣處理工藝方面還存在很大差距；相信只要我國技術人員不斷努力，終有一天我國會在該工藝的開發與利用方面趕超世界上其他發達國家。