胡小龍 廖陽平
江西銅業(yè)(德興)化工有限公司 江西德興 334200
早在上個世紀80年代,我國國內的一些化工生產企業(yè)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(guī)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(huán)境造成嚴重污染。又經過10年的發(fā)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(guī)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(yè)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。
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(xiàn)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。
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(fā)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(xiàn)階段常用萃取劑為甲苯、雜酚油及鹵化烴等。
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。
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。
由于,目前我國國內很多化工生產企業(yè)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(yè)的尾氣處理工作增加了工作任務。并且由于化工生產企業(yè)周邊是人口聚集地,所以對這些區(qū)域進行尾氣處理工作就顯得尤為重要了??紤]到這種特殊情況的工廠選址,我們國家環(huán)保部門對化工生產企業(yè)的尾氣處理要求提出了更高的標準。國家環(huán)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]。
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(fā)展與技術的不斷進步。目前在煉廠硫回收方面,國家環(huán)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(jié)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。
在實際應用中,過氧化氫脫硫技術需要配置吸收塔、循環(huán)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(tǒng)干吸循環(huán)酸槽,作為硫酸濃度的調節(jié)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(huán)系統(tǒng)。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(huán)泵和計量泵的工作狀態(tài)進行監(jiān)管即可[3]。
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(fā)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(fā)與利用方面趕超世界上其他發(fā)達國家。