藍(lán)蘭

摘 要：能源結(jié)構(gòu)對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展有重要的制約作用，該文進(jìn)行了硫回收工藝和技術(shù)在煤化工裝置中應(yīng)用的研討，認(rèn)為煤炭化工產(chǎn)業(yè)必須在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、資源開發(fā)、社會(huì)建設(shè)和環(huán)境改進(jìn)4個(gè)層面取得平衡，希望該研究為硫回收工藝在煤化工裝置的實(shí)際開發(fā)和利用提供參考。

關(guān)鍵詞：硫回收工藝 煤化工裝置 能源

中圖分類號(hào)：TQ54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）12（c）-0001-02

能源的結(jié)構(gòu)制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)“多煤少油”的能源特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中能源需求大量增加的實(shí)際決定著煤炭能源的深層次利用和深度開發(fā)是整個(gè)國(guó)家和煤炭產(chǎn)業(yè)的重中之重。在煤化工企業(yè)快速發(fā)展的今天，要重視發(fā)展帶來(lái)的污染、危害、消耗等問(wèn)題，要將煤炭資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)、有害物消除和新能源開發(fā)等環(huán)節(jié)做到深層次整合。從硫回收工藝、循環(huán)發(fā)展模式等新技術(shù)、新領(lǐng)域的應(yīng)用出發(fā)，有效提高煤化工設(shè)備和裝置科技含量，更有效地挖掘煤化工深層中傳統(tǒng)污染物、有害物的潛質(zhì)和資源性，形成煤化工新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)和技術(shù)模式，標(biāo)定可開發(fā)、可利用、可擴(kuò)展的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展新方向。

1 Clause工藝

Clause工藝在硫回收領(lǐng)域中屬于常見、成熟的技術(shù)和工藝，Clause工藝的實(shí)質(zhì)是通過(guò)控制氧氣、硫化氫的比例，在調(diào)控燃燒溫度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)負(fù)二價(jià)硫離子和正四價(jià)硫離子的中和，進(jìn)而形成單質(zhì)硫，達(dá)到硫回收的目的。Clause工藝實(shí)際應(yīng)用中由于沒(méi)有其他有害物質(zhì)產(chǎn)生而成為當(dāng)前硫回收的標(biāo)準(zhǔn)工藝，并且在煤化工領(lǐng)域形成了Clause工藝多層次利用的實(shí)際運(yùn)用新工藝，通過(guò)多結(jié)構(gòu)和多級(jí)別的Clause工藝裝置實(shí)現(xiàn)了硫回收效果的保障。煤化工產(chǎn)業(yè)在Clause工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了階段劃分和溫度控制，通過(guò)對(duì)Clause工藝中冷凝器、反應(yīng)器和催化劑的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了Clause工藝的創(chuàng)新和延伸，形成了超級(jí)Clause工藝。超級(jí)Clause工藝的優(yōu)勢(shì)在于三級(jí)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，通過(guò)添加超級(jí)Clause催化劑形成對(duì)煤化工廢氣的動(dòng)力學(xué)控制，不但提高了脫硫工藝的可靠性和可操作性，同時(shí)通過(guò)特殊催化和氧化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了廢氣中硫的高效率回收。這些優(yōu)點(diǎn)使超級(jí)Clause工藝成為全球煤化工企業(yè)現(xiàn)有脫硫裝置的主要形式。超優(yōu)Clause工藝由荷蘭Jacbos公司在1978年申請(qǐng)專利，是Clause工藝和超級(jí)Clause工藝的進(jìn)一步發(fā)展。超優(yōu)Clause工藝與超級(jí)Clause工藝有著高度的相似性，但是在反應(yīng)容器的大小和催化劑的選擇上存在差異。超優(yōu)Clause工藝在前兩個(gè)反應(yīng)器中與Clause工藝一樣添加常規(guī)催化劑，而在第三個(gè)反應(yīng)器中添加了特異性的氧化劑和催化劑，實(shí)現(xiàn)了氧化催化，這不但可以提高脫硫的效果，而且還可以控制硫回收的整體成本。超優(yōu)Clause工藝具有高效率回收硫元素的功能，煤化工企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中超優(yōu)Clause工藝的回收效率可以達(dá)到99.6%以上，是當(dāng)前全球脫硫和硫回收裝置中較高效的新工藝。

2 Clinsulf-do工藝

Clinsulf-do工藝是林德公司于20世紀(jì)末開發(fā)的硫化工產(chǎn)業(yè)高效率的硫回收工藝技術(shù)，Clinsulf-do工藝主要是通過(guò)回收循環(huán)系統(tǒng)中的內(nèi)冷式轉(zhuǎn)化器進(jìn)行硫轉(zhuǎn)換和硫回收，Clinsulf-do工藝的催化劑采用clause催化劑，通過(guò)clause催化劑的催化氧化作用使反應(yīng)器內(nèi)混合氣體中的硫化氫變成單質(zhì)硫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣體的凈化和脫硫。Clinsulf-do工藝在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)遇到溫度、壓力等外部環(huán)境的影響，因此在Clinsulf-do工藝使用中要注意外部條件的控制，通過(guò)Clinsulf-do設(shè)備大型化和調(diào)節(jié)Clinsulf-do設(shè)備外部環(huán)境來(lái)確保工藝的效率和質(zhì)量。同時(shí)Clinsulf-do工藝也會(huì)受到氣體成分、催化劑純度等內(nèi)部條件因素的影響，因此在Clinsulf-do工藝實(shí)施前要做好氣體的預(yù)處理，調(diào)節(jié)氣體的組成，優(yōu)化催化劑類型，提高Clinsulf-do工藝硫回收的效果和效率。由于在Clinsulf-do工藝具體應(yīng)用中反應(yīng)器內(nèi)的主要反應(yīng)為強(qiáng)加熱反應(yīng)，這樣能夠使更多的硫化氫轉(zhuǎn)化為硫，因此，要在Clinsulf-do設(shè)備中添加溫控子系統(tǒng)，這樣有利于設(shè)備保持溫度的穩(wěn)定，有利于Clinsulf-do工藝發(fā)揮出效率的優(yōu)勢(shì)。Clinsulf-do具有操作工藝方便、回收率高的特點(diǎn)，在我國(guó)長(zhǎng)慶氣田等煤化企業(yè)中被投入使用，并取得了良好效果。

3 Soct工藝

Soct工藝和Clause工藝具有結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)上的一致性，特別是Clause工藝的裝置可以在Soct工藝實(shí)際操作中具體應(yīng)用，很多人將soct工藝看做是Clause工藝的變種。Soct工藝由化工企業(yè)開發(fā)，因此，Soct工藝一般應(yīng)用金屬鈷鉬合金作為催化劑，對(duì)Clause工藝產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行再次凈化、加工和回收，做到對(duì)煤炭有害氣體的深層次開發(fā)和利用。Soct工藝的實(shí)質(zhì)是通過(guò)加氫化合作用對(duì)煤化工尾氣中的一氧化硫、二氧化硫進(jìn)行處理，形成可以回收的硫化氫，再通過(guò)反應(yīng)容器和分離器對(duì)溶液進(jìn)行處理，提純硫化氫氣體，進(jìn)入到Clause工藝的鏈條。在Soct工藝實(shí)施過(guò)程中要控制催化劑種類和使用方法，針對(duì)不同硫回收目標(biāo)建立起催化劑選用的方案和策略。同時(shí)，Soct工藝應(yīng)用過(guò)程中要注意回收和加工的循環(huán)性，這是Soct工藝的優(yōu)勢(shì)，也是Soct工藝的客觀要求，要從Soct設(shè)備的體系方面入手進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，建立Soct工藝循環(huán)使用的新體系。當(dāng)前Soct工藝具有上下兼容的特點(diǎn)，因此Scot工藝可以和Clause工藝組成循環(huán)利用的煤化工脫硫新工藝體系。

4 生物脫硫工藝

自然界中一些微生物對(duì)硫元素有著特異的吸收、吸附、降解功能，20世紀(jì)80年代隨著生物脫硫反應(yīng)器的成熟，特異性微生物的硫回收作用得到有效利用，形成了硫回收工藝的新發(fā)展方向。生物脫硫工藝和技術(shù)基礎(chǔ)是生物對(duì)含硫物的生物活性，因此具有高效率、低污染、回收效率高等優(yōu)勢(shì)，特別是生物脫硫工藝中沒(méi)有添加劑、催化劑的應(yīng)用，這大大降低了硫回收過(guò)程中化學(xué)藥劑和廢棄物的二次污染風(fēng)險(xiǎn)，并能形成循環(huán)往復(fù)的硫回收新形式。但是生物硫回收工藝還存在硫回收工操作復(fù)雜，硫回收生物反應(yīng)器尺寸過(guò)大，硫回收前期支出和費(fèi)用偏高等實(shí)際困難。當(dāng)前生物脫硫工藝主要同濕法脫硫技術(shù)相互結(jié)合，通過(guò)酸性濕氣的注入，使生物分離器和反應(yīng)器中和酸堿度得到調(diào)整，有利于調(diào)整微生物硫回收的效率，減少硫回收中循環(huán)的步驟，形成生物脫硫和回收新工藝。

5 結(jié)語(yǔ)

煤炭化工產(chǎn)業(yè)要在企業(yè)發(fā)展、資源開發(fā)、社會(huì)建設(shè)和環(huán)境改進(jìn)4個(gè)大層面上取得平衡，這樣才能有效提升煤炭化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，做到對(duì)國(guó)際煤炭化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的有效適應(yīng)。當(dāng)前煤炭化工產(chǎn)業(yè)要在煤化工裝置的改造和性能提升上入手，有效將硫回收工藝有機(jī)而全面地嵌套在煤化工裝置改造和創(chuàng)新的過(guò)程之中，借鑒國(guó)外先進(jìn)煤化工裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)煤化工裝置進(jìn)行現(xiàn)實(shí)性、持續(xù)性的改進(jìn)，使硫回收工藝得到進(jìn)一步實(shí)用化和工業(yè)化，推動(dòng)煤化工裝置的自動(dòng)化和無(wú)害化改造進(jìn)程，建立起煤炭化工產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展的技術(shù)、工藝和體系平臺(tái)。

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