硫回收工藝在煤化工裝置中的應用

武錦波

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，我國對煤炭資源的利用需求量日益增加，而含硫尾氣的排放一直是困擾眾多化工企業的難題，本文就此展開論述，首先介紹了我國煤炭化工裝置含硫尾氣的排放現狀，然后重點分析了當前主流的四種硫回收工藝，最后對如何選擇合適的硫回收工藝進行了探討，旨在為我國化工企業含硫尾氣的回收提供一定的參考。

關鍵詞：硫回收;煤化工裝置;硫回收工藝

就我國煤化工企業排放含硫廢氣現狀而言，情形不容樂觀，目前，我國大多數中小型煤化工企業處理含硫尾氣的方式為固體吸收或者直接燃燒，然而這兩種工藝均對環境具有嚴重的影響，為此，我們應該應用針對性的硫回收工藝，在防止環境污染方面取得進步，同時能夠保障煤炭資源有效的利用率，既環保又符合可持續發展戰略。

1 煤化工裝置含硫尾氣排放現狀

煤化工裝置生產過程中需要大量的原煤材料，目前我國的原煤整體質量不高，普遍存在硫含量高的問題，所以在生產過程中難免會出現大量含硫的情況，如果回收不到位，會出現環境污染壓力增加的情況，進而給農業生產帶來新的壓力、負擔，更會給人們的生活帶來影響。隨著我國能源友好型社會構建要求不斷提升以及環境保護標準的提升，人們的環保意識水平得到了很好的強化，對于煤化工裝置的穩定性、含硫尾氣的排放工作關注度更高。現階段，脫硫回收工藝技術類型較多，除了常見的生物脫硫技術以及克勞斯工藝等等，還有其他多種類型的工藝，通過進一步研究相關工藝，可以實現高效回收，解決環境污染的問題。

2 四種較為常見的硫回收工藝分析

煤化工裝置生產過程中常見的硫回收工藝包括克勞斯、生物脫硫、斯科特等類型的技術，現分別探討如下。

2.1 克勞斯工藝

硫回收工藝中應用比較普遍的工藝類型就是克勞斯工藝，該工藝的特征十分突出。首先，克勞斯工藝主要針對煤炭燃燒過程中的空氣、硫化氫比例控制，也就是說，其通過控制燃燒空氣中的比例來達到脫硫的效果。所以，無論是從理論還是從實踐的角度上來看，克勞斯工藝都具有很好的生產匹配性，能夠解決硫回收的效率問題。但是，在傳統生產過程中，容易出現熱力學平衡限制的問題，必須保障酸值比例才能夠達到相應的效果。相比于傳統克勞斯工藝，近些年來國內許多企業開始采取超級克勞斯工藝技術，該技術是在原技術的背景下進行了技術升級與優化，采取氧化反應方程來發揮其高溫反應作用，達到催化反應的效果。為了充分發揮出冷凝器的功效，在處理過程中可以對不同的階段進行分段處理，所以其優勢十分突出。一方面，該技術添加了新的催化劑，可以很好的匹配動力控制的基本要求;另外一方面，由于對硫化氫的比例限制解除，所以可以確保工藝穩定性，同時也可以兼顧生產的安全性問題。值得注意的是，超級克勞斯工藝在應用過程中十分契合國家相關領域的技術標準，操作難度低、投資回報高等特征決定了該技術的應用優勢。在反應器當中添加一些常規的專用催化劑后，可以對主要的設備進行升級，從而更好的滿足行業的發展需求。

2.2 生物脫硫工藝

生物脫硫工藝主要借助于自然界微生物來實現硫回收工藝技術。隨著上個世紀80年代相關領域的技術突破，特異性的微生物實施硫回收逐漸成為行業研發的重點。通過生物實施脫硫具有許多其他硫回收工藝不具備的優勢，比如說效率高、污染低等等。另外，由于借助于生物實施脫硫，所以在實際應用過程中沒有添加催化劑以及添加劑，這樣一來可以很好的避免化學物質帶來的二次污染問題，同時也可以形成循環往復的新模式。但是，在實現生物硫回收過程中，還需要做好前期支出與費用管理的問題，畢竟該工藝技術的前期投入較大，技術的穩定性與引入的資源具有密切的相關性，如果可以通過酸堿度平衡來維持微生物的生存環境，也許可以更好的發揮該技術的優勢與價值，工藝流程圖如下圖1所示。

2.3 斯科特工藝

斯科特工藝是一種基于克勞斯裝置衍生出的硫回收工藝，該技術添加了新型的催化劑，通過新型催化劑的應用來解決有機硫化物的問題，可以采取脫硫溶液進行脫硫處理。在具體的應用過程中，斯科特工藝技術具有許多優勢，包括整體回收率較高、能源利用率高等特征。不過，該技術也存在一些缺陷與不足，包括前期需要復雜的管理流程，投資額較高，另外，其對于環境也具有一定的要求，所以常規中小企業生產中并不適應這種工藝特征。

2.4 Clinsulf-DO工藝

Clinsulf-DO工藝最早由德國林德開發并應用于內冷式轉化器設備當中，該技術的主要特征是使用成本較高，包括高溫高壓的蒸汽應用以及設備的引入、維護成本均較高，盡管處理效率良好且穩定性強，但是不太適應我國國內的硫回收工藝環境與需求，只能夠匹配大規模、現代化的生產企業。該技術能夠通過催化層的反應熱來達到強放熱處理的效果，溫度接近硫的露點后，催化層的反應選擇性會提升，此時絕熱反應器的發熱效能也會相應的增加。

3 煤化工裝置中硫回收工藝的選擇

硫回收工藝應用于煤化工裝置，需要妥善處理好工藝選擇的問題。根據上述分析，我們可以看到針對不同濃度的硫化氫進行脫除時，需要的工藝流程與技術特征各不相同，同時成本與投資回報也存在明顯的差異。結合我國現階段的硫回收工藝實施現狀來看，科研技術人員正在著力于研究適合我國工業生產環境的硫回收工藝，這些技術不但需要滿足創新性要求，同時也要達到國家技術標準與工業實現目標，最好可以通過選擇性氧化技術配合直接氧化來彌補上述技術存在的缺陷與不足，提升硫回收工藝的實際操作效果。在上述分析中提到了克勞斯尾氣處理技術，該技術能夠達到我國的硫排放基本標準，同時技術成熟度較高，維護與運行的成本較低，最重要的是，前期的設備投入成本不高，很好的適應我國中小企業的生產需求。在應用硫回收工藝過程中，需要考慮清楚三個方面的問題：第一個問題是國家環境保護標準的要求是否匹配。實際上，我國為了實現可持續發展，正處于不斷提升環保建設標準的階段，這個階段硫磺生產設備都具有嚴格的排放標準與要求，檢驗必須通過標準才能夠繼續生產;第二個問題是技術的穩定性問題。實際上，生物脫硫技術相比于傳統脫硫技術具有更多的優勢，從未來發展的角度上也會成為行業的發展趨勢，但是，由于目前該技術的成熟度不高，可靠性不足，所以在實際生產中是否要應用還需要進行綜合評價后再定奪，所以成熟度、穩定性也是硫回收工藝選擇的基礎;第三個問題是投資消耗的問題，硫回收工藝的應用是為了解決污染問題，提升資源的利用效率，但是就本身產生的效益而言并不顯著，所以要想選擇科學應用，提升硫回收工藝的應用效果，就必須要考慮到投入產出的問題，將投資費用與消耗控制到最小，這樣才能夠更好的匹配生產環境，適應行業發展的客觀要求。

4 總結

總而言之，隨著煤炭使用量的增加，完善處理含硫尾氣流程刻不容緩，應摒棄傳統的固體吸收或者直接燃燒的硫處理方式，熟練掌握新型的煤化工裝置含硫尾氣的回收工藝，根據不同情形，選取相應的回收工藝，如選擇克勞斯工藝、生物脫硫工藝、斯科特工藝或者Clinsulf-DO工藝等，從而最大程度上減少含硫尾氣對大氣的污染。

參考文獻：

[1]楊小霞，吳鵬飛.克勞斯硫回收工藝尾氣排放問題分析及解決方案[J].遼寧化工，2019，48（10）：1039-1041.

[2]侯曉強.大型煤化工裝置硫回收系統優化研究與應用[J].河南化工，2019，36（07）：29-31.

[3]張亞維.煤化工裝置中的硫回收工藝和生產標準分析[J].化工管理，2019（12）：201-202.

[4]王海燕.硫回收工藝在煤化工裝置中應用[J].化工設計通訊，2018，44（06）：17-18.