楊叔杰(大慶宏偉慶化石油化工有限公司，氣分車間主任，黑龍江 大慶 163411)

降低硫磺回收裝置煙氣SO2排放濃度的建議

楊叔杰(大慶宏偉慶化石油化工有限公司，氣分車間主任，黑龍江 大慶 163411)

隨著我國環(huán)保要求的提升，對工業(yè)排放提出了更高的要求。硫磺回收裝置煙氣中含有一定量的SO2，這就需要對其進(jìn)行處理，在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下再排放。本文主要是從影響煙氣SO2排放濃度的因素出發(fā)，探討相關(guān)的改善措施來使尾氣排放符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

硫磺回收裝置；煙氣；SO2

隨著原油開采的深入，原油的品質(zhì)逐步劣質(zhì)化，原油的含油量有所升高，這就導(dǎo)致了煉油過程中生產(chǎn)更多的酸性氣。國家更加注重環(huán)保工作，環(huán)保部對工業(yè)污染排放提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。在煉廠處理酸性氣體方面，硫磺回收裝置是一種主要的環(huán)保裝置，尾氣經(jīng)過處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)之后才能進(jìn)行排放，這就需要多煙氣中的SO2含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。從當(dāng)前的生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，硫磺回收裝置面臨這巨大的環(huán)保壓力，為減少煙氣SO2排放濃度，就需要對生產(chǎn)操作過程進(jìn)行優(yōu)化，對相關(guān)方向進(jìn)行調(diào)整。本文主要是從影響煙氣SO2排放濃度的因素出發(fā)，探討相關(guān)的改善措施。

1 影響煙氣SO2排放濃度因素

國內(nèi)硫磺回收裝置一般采取的技術(shù)路線是二級Claus+還原吸收尾氣處理工藝，此工藝下的總硫回收率能達(dá)到99.8%。此工藝的不同主要在催化反應(yīng)的再熱方式，采用較多的是在線爐加熱和蒸汽換熱，高溫?fù)胶头ㄖ鸩奖惶蕴？偭蚧厥章适茉贌岱绞降挠绊懖⒉淮螅瑥倪@方面來看，煙氣硫排放的降低主要是不工藝路線所決定。影響硫磺回收裝置煙氣SO2排放的主要因素包括吸收塔頂凈化尾氣、液硫脫氣廢氣、設(shè)備內(nèi)漏以及外來含硫尾氣。

1.1 吸收塔頂凈化尾氣

硫磺回收裝置吸收塔頂凈化尾氣的處理通常是焚燒后通過煙囪排放，分析總排放量可發(fā)現(xiàn)有六到七成是由凈化尾氣引起。其主要是含硫的COS和H2S引起。尾氣含硫量的主要影響因素包括原料氣質(zhì)量、反應(yīng)爐配風(fēng)、催化劑水解效果以及溶劑吸收效果。

原料氣質(zhì)量。如果原料氣的CO2、氨和烴類含量較高，就會提升硫磺回收各環(huán)節(jié)的硫含量，使得尾氣含硫量提升。這就需要在Claus反應(yīng)爐中應(yīng)用高強(qiáng)度燃燒器，將爐溫控制在合理溫度來將雜質(zhì)完全分解。這一過程中的CO2的負(fù)面作用可能超過預(yù)期。它會參與到反應(yīng)爐中的多個(gè)反應(yīng)，生產(chǎn)CS2和COS，來加大水解反應(yīng)負(fù)擔(dān)，降低了尾氣吸收效果。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，如果CO2在酸性氣體內(nèi)的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到40%，在該處理工藝中就會造成很大影響，煙氣SO2基本無法達(dá)到低于100mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)。

在反應(yīng)爐配風(fēng)時(shí)可通過自動設(shè)置在線比值儀來提升其準(zhǔn)確度。在H2S為SO2兩倍的情況下就能得到最佳轉(zhuǎn)換率，以此來降低煙氣SO2排放。

COS水解反應(yīng)是在高溫下進(jìn)行的，一級轉(zhuǎn)化器床層問題度可在300°C到330°C之間，在過程中COS被水解，二級轉(zhuǎn)化器因較低的問題不利于COS水解，會出Claus中逃逸，進(jìn)入為尾氣加氫反應(yīng)器。盡管低溫尾氣加氫催化劑的使用能提升反應(yīng)效果，但還存在未能水解的COS通過焚燒排放。

采用較多的吸收劑主要是復(fù)配型MDEA溶液，吸收過程受溫度影響大，超過45°之后就會出現(xiàn)尾氣排放提升的現(xiàn)象。也會受到吸收壓力的影響，越高的吸收壓力會獲得越好的脫硫效果，但提升壓力又使得脫硫選擇性變差。溶液濃度越高就會有越好的H2S吸收能力，也會改善選擇性，但同時(shí)還可能提升塔內(nèi)溶液溫度和吸收速度。對吸收效果影響最關(guān)鍵的參數(shù)是溶液貧度，越低的貧度會有越好的吸收效果。

1.2 液硫脫氣廢氣

通常情況下，液硫中會伴隨著H2S，進(jìn)行液硫脫氣操作中，在未處理廢氣直接進(jìn)入焚燒爐的情況下就會在燃燒作用下，硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2，提升了尾氣中SO2的含量，可能使其濃度提升200mg/m3到300 mg/m3之間。要想做好尾氣SO2排放濃度控制，就需要對液硫脫氣進(jìn)行回抽處理，降低廢氣中的硫。

1.3 設(shè)備內(nèi)漏

裝置Claus跨線和尾氣處理單元開工線上可能會因閥門問題而造成內(nèi)漏，這就會導(dǎo)致部分未經(jīng)處理的硫化物進(jìn)入到焚燒爐，加大煙氣SO2的含量，使其排放超標(biāo)。

1.4 外來含硫尾氣

在外來含硫尾氣方面，最常見的是S Zorb尾氣，對于此類氣體的處理，可將其引入到尾氣加氫反應(yīng)器中，在加強(qiáng)反應(yīng)器中加入加氫催化劑，促進(jìn)硫磺回收裝置的反應(yīng)效率，降低煙氣中SO2含量。

2 降低煙氣SO2排放濃度的措施

2.1 技術(shù)和工藝改進(jìn)

對于煙氣SO2排放濃度的處理，國內(nèi)有相關(guān)技術(shù)來進(jìn)行改善。齊魯石化的處理工藝是通過吸收塔頂凈化尾氣對液硫進(jìn)行鼓泡進(jìn)行液硫脫氣，在風(fēng)機(jī)作用下，脫氣廢氣進(jìn)入尾氣加氫單元，該單元配有強(qiáng)抗氧化能力的加氫催化劑。通過多家單位應(yīng)用，可將H2S含量控制在15 mg/m3以內(nèi)，符合相關(guān)要求。鎮(zhèn)海煉化公司設(shè)計(jì)院開發(fā)的液硫脫氣新工是在液硫脫氣后通過脫硫罐來對廢氣進(jìn)行除硫，在此操作后再通過焚燒爐進(jìn)行焚燒，這樣工藝能大幅度降低煙氣SO2含量收液硫脫硫氣的影響，對液硫脫氣廢氣的硫進(jìn)行回收后，可將其H2S含量控制在15 mg/m3。國外公司早已采取制硫反應(yīng)爐對脫氣廢氣進(jìn)行處理，國內(nèi)應(yīng)用最早的是洛陽石化。

2.2 催化劑進(jìn)行級配

合理催化劑級配方案的選定能有效降低塔頂COS含量，從而降低了煙氣中SO2含量。比較主流的做法是在將脫漏氧催化劑安裝在Claus單元的一級轉(zhuǎn)化器，將二氧化鈦基催化劑田莊在下部，以此來提升COS/CS2的水解效率。在二級轉(zhuǎn)化器內(nèi)添加AL2O3基催化劑，將高效耐氧性低溫催化劑加裝到加氫反應(yīng)器內(nèi)。

2.3 其他措施

其他的相關(guān)措施包括深冷措施、采用高效脫硫劑、跨線加裝氮封和雙閥、尾氣增加脫硫系統(tǒng)工藝等。

將溴化鋰制冷添加到貧胺液和急冷水中，對貧胺液問題和冷水溫度進(jìn)行控制，特別是在夏季，盡量降溫度控制在40°C以下。高效脫硫劑的使用，可降低凈化尾氣總硫含量，使其控制在50 mg/m3以內(nèi)。在鏈接焚燒爐的尾氣跨線上，通過雙閥和氮封的加裝來降低硫化物泄露的可能。尾氣的脫硫洗滌主要是通過堿洗來對吸收后凈化尾氣進(jìn)行處理，通過堿洗或氨洗來處理焚燒后的煙氣，采取堿洗工藝時(shí)要充分考慮到堿渣處理、腐蝕以及阻力降等問題。

從上述的分析中可以看出，硫磺回收裝置應(yīng)該配備高強(qiáng)度高性能的燃燒器，應(yīng)對制硫和尾氣加氫催化劑進(jìn)行合理配置?？蛇x取深度脫硫配方型溶劑來處理尾氣中的H2S，具有較高的吸收選擇性。對于液硫脫氣廢氣的處理必須要做好回收工作。在降低硫磺回收裝置煙氣SO2排放濃度方面可考慮尾氣洗滌和溶劑深冷等新工藝和技術(shù)。

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