金燕(江蘇索普工程科技有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

煤化工硫回收裝置的工藝選擇探討

金燕(江蘇索普工程科技有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

煤作為世界最主要的能源之一，其利用價值以及開采工藝越發(fā)受到人們的重視。本篇文章主要從煤化工硫回收裝置的特點出發(fā)，就其工藝進行相關分析探討，并結合實際，根據不同情況，選擇最為恰當的工藝技術，在落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的同時，確保經濟效益也能達到最大化。

煤化工;硫回收裝置;技術工藝;研究探討

0 引言

隨著人類對能源的需求逐年增加，能源危機及環(huán)境污染等問題開始日益顯現。煤作為我國乃至整個世界最為主要的能源之一，其產業(yè)發(fā)展也正處于突飛猛進的勢頭。就目前來說，如何將通過氣化，將煤變成氣，是煤化工產業(yè)中最重要的一項工作之一。只有將煤轉化成氣，才能對其進行二次加工，進而生產出木精、二甲醛、天然氣等。據不完全統計，我國目前大多數的裝置其年產量大多在30萬噸到120萬噸，而每天所消耗的煤的數量，大多在2000噸到5000噸，因此，根據相關的計算，硫回收裝置的使用，可以保證硫磺的日產量達到至少15噸。除此之外，隨著生態(tài)環(huán)境問題的日益突出，人們也越發(fā)重視可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實，而在這樣的形勢下，過去的工藝已不再能適應當前社會經濟的發(fā)展，因此，及時對硫回收裝置工藝進行最為合理、恰當的選擇是極其有必要的。

1 煤化工領域中硫回收裝置的特點

1.1 規(guī)模不夠龐大

就目前形勢來看，煉廠裝置的煉油能力以及天然氣能力都比較強，對此，硫回收裝置的規(guī)模也在日益增大，但相較于硫回收裝置而言，煤化工裝置的規(guī)模就相對較小，其硫磺的年產量最多也只有5萬噸左右。

1.2 酸性氣構成較為復雜

首先，煤本身就是一個構成較為復雜的物質，這也直接導致了其產生的酸性氣構成也較為復雜，其中甚至還包含著如木精、氰化氫等雜質，這些物質對于硫回收裝置的運行所帶來的影響不容小覷。

1.3 酸性氣的濃度偏低且變化幅度較大

煤化工裝置酸性氣主要通過合成氣凈化而來，而天然氣凈化廠酸性氣則主要來自于醇胺，因此，氫硫酸的含量相對較低，大約只能維持在25%左右，除此之外，酸性氣的濃度也不穩(wěn)定，時常會發(fā)生變化。

2 煤化工領域硫回收工藝種類

目前，主流的硫回收技術分為濕法硫酸技術WSA、改良型克勞斯技術、帶尾氣吸收的克勞斯技術三種。

傳統三級克勞斯脫硫技術是將含H2S氣體通過部分生成SO2，再發(fā)生克勞斯反應生成單質硫，達到脫硫效果，從硫磺回收部分排出的制硫尾氣,仍含有少量的H2S、SO2、COS、Sx等有害物質，據了解我國2002年后建設的硫回收裝置均帶有尾氣處理系統?，F將相關技術分析如下。

2.1 濕法硫酸工藝WSA-代表公司為丹麥托普索

利用硫磺制酸原理，通過將H2S全部焚燒轉化為SO3，用水吸收制成商品級硫酸。

其工藝特點有：

(1)硫回收率高。采用活性較高的專用催化劑和合理的溫度控制來獲得較高的SO2轉化率，硫的回收率可達99%以上，尾氣SO2為400mg/m3,無H2S，可直接排放。

(2)適用范圍廣。原料組成、進料數量等大幅度波動不會影響裝置正常運行，可處理各種含硫酸性氣體及廢硫酸，尤其不受原料中烴類、氰化物、碳化物等組分的影響，能處理H2S體積分數在3%～60%范圍內的酸性氣體。

(3)無環(huán)境污染。該工藝除消耗催化劑外不需要任何化工藥品、吸附劑或添加劑。不產生廢料或廢水，對環(huán)境沒有二次污染。

(4)運行成本低。除裝置開車時需啟動燃料外，一旦運轉起來，可高效回收大量的工藝反應熱，副產6.0MPa、420℃的過熱蒸汽。

(5)操作簡單可靠。整個裝置采用DCS 自動控制，僅有一個操作工和一個巡檢工就可以控制整個裝置操作。

(6)工藝布局簡單，占地面積小。

2.2 改良型克勞斯技術-代表公司為荷蘭荷豐。

采用H2S過剩操作原理(可選增加超優(yōu)克勞斯爐將大部分SO2轉化為單質硫和H2S)，增加超級克勞斯爐對H2S進行選擇性氧化，解決傳統三段克勞斯出口尾氣不達標的問題。

其工藝特點有：

(1)總的硫磺回收率高，達99.3%-99.5%。焚燒爐出口尾氣SO2〈550mg/Nm3，排放廢氣符合環(huán)保標準(GB 20426-2006《煤炭工業(yè)污染物排放標準》)要求。

(2)在超優(yōu)克勞斯工藝中，克勞斯催化反應器要求在過量的H2S下操作，這種操作方式可以防止克勞斯催化劑在還原條件下硫酸化，從而延長了催化劑的使用壽命。

(3)與常規(guī)克勞斯工藝相比，小幅度增加公用工程消耗的情況下大大提高總的硫磺回收率。

(4)超優(yōu)克勞斯工藝適用于酸性氣濃度范圍廣，H2S濃度可以在23%～93%之間。

2.3 帶尾氣吸收的克勞斯技術

代表公司為山東三維SSR,及荷蘭荷豐低溫SCOT。主要通過在克勞斯尾氣后部增加催化加氫裝置，將大部分含硫物質轉化為H2S后用MEDA溶液吸收，尾氣至焚燒爐燃燒后達標排放。MEDA富液中H2S解析后送制硫爐，再生后的貧液循環(huán)使用。

該技術是目前公認的處理硫回收尾氣最為徹底的技術，主要適用于無熱電脫硫裝置的企業(yè)。尾氣凈化度較高，SO含量一般為120-200ppm，不含硫化氫。但由于使用溶液吸收法，投資費用和運行費用均較高。

3 硫回收工藝的選擇以及需要考慮的因素

3.1 嚴格遵循環(huán)保的原則

我們必須意識到保護環(huán)境的重要性，任何企業(yè)或是經濟的發(fā)展，都不能以破壞環(huán)境為代價，因此，在硫回收工藝的選擇上，一定要秉承保護環(huán)境，落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的原則，盡可能的選擇耗能低，污染小，利用率高的工藝設備。

3.2 技術要求

要結合具體情況，進行具體分析。從煤化工的一些特點出發(fā)，盡可能的選擇適合酸性氣濃度不高的工藝，這類工藝往往具有高彈性，對于成分較為復雜的氣體，處理起來也是游刃有余。另外，工藝的可靠性以及安全性也是不能忽視的，利用純氧燃燒系統等，可以從很大程度上提高工藝的安全可靠性。

3.3 裝置投入的成本以及相關的操作費用

在硫回收工藝的比選上，除了要考慮到保護環(huán)境，技術處理等方面，還要進行合理的成本預算評估，在保證尾氣排放達標情況下，盡可能的降低成本預算，只有這樣，才能保證經濟利益的最大化。

4 結語

通過技術方案比選，WSA技術投資費用過大。帶尾氣處理技術的SSR及SCOT投資也較大，操作復雜，經濟性較差。改良型克勞斯技術擁有安全系數高，成本低，技術先進等優(yōu)勢，因此是當前形勢下，煤化工硫回收裝置的最佳工藝。此外，其污染物的排放量也符合國家相關標準，貫徹了我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，更為其以后的長遠發(fā)展創(chuàng)造了可能，由此可見，該工藝能得到廣泛的推廣與運用也是必然的趨勢。

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