摘 要：簡介了用于硫磺回收裝置尾氣處理的各類工藝，對各類處理工藝的特點進行了分析。在此基礎上對氧化鎂脫硫用于硫磺回收尾氣處理的方法進行探討，介紹了其基本原理，分析了其優(yōu)缺點和可行性。

關鍵詞：硫磺回收;尾氣處理;鎂法脫硫;二氧化硫

隨著近年來環(huán)境形勢的日益嚴峻和人們環(huán)保意識的增強，我國對各類大氣污染物的排放標準日益嚴格，對硫磺回收裝置尾氣的排放要求也相應提高，進一步推動了硫磺回收裝置尾氣處理工藝的發(fā)展。以下在簡要介紹各種尾氣處理工藝的基礎上，重點對鎂法脫硫用于硫磺回收尾氣處理的方法進行討論。

1 尾氣處理工藝

目前多數(shù)硫磺回收裝置采用的是克勞斯工藝，受反應溫度下化學反應平衡的限制，單級克勞斯反應的硫回收率最高只能達到97%左右，即便采用多級克勞斯工藝，其尾氣也需經(jīng)過處理后方能符合排放標準。現(xiàn)有的尾氣處理工藝可分為低溫克勞斯工藝、選擇性催化氧化工藝、還原吸收工藝和氧化吸收工藝四類[1]。

1.1 低溫克勞斯工藝

低溫克勞斯主要包括干床亞露點工藝和液相亞露點工藝兩種[2]，前者在固體催化劑上，于低于硫露點的溫度下進行反應，由于反應生成的液硫會沉積在催化劑上，故轉(zhuǎn)化反應器需周期性地再生、切換使用;后者在略高于硫熔點的溫度條件下，在加有特殊催化劑的有機溶劑中進行反應。處理量較小時可以采用此類工藝。

1.2 選擇性催化氧化工藝

選擇性催化氧化工藝適合于處理H2S濃度較低（5%v）的酸性氣，因此可以用來處理常規(guī)克勞斯硫磺回收裝置的尾氣。該過程發(fā)生的主要反應為：

代表性工藝有Selectox工藝、Clinsulf-Do工藝、Super claus技術(shù)。現(xiàn)階段大部分選擇性催化氧化工藝均為國外引進，鮮有我國自主發(fā)明的工藝，導致建設投資較高。

1.3 還原吸收工藝

還原吸收工藝利用氫氣和專用催化劑將硫磺回收尾氣中的單質(zhì)元素硫、SO2、COS和CS2等還原或水解為H2S，利用醇胺溶液進行吸收，吸收液經(jīng)再生后循環(huán)使用，再生出的H2S則繼續(xù)作為制硫原料使用。代表性工藝包括SCOT工藝、RAR工藝、山東三維石化工程股份有限公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的SSR工藝。

1.4 氧化吸收工藝

氧化吸收工藝先將過程尾氣焚燒，使尾氣中的含硫化合物全部氧化為SO2，然后通過化學吸收，常見的方法包括焦亞硫酸納（Wellmann-Lord）法、梓檬酸鹽法、磷酸鈉（LabSorb、Aquaclaus）法和有機胺（Consolv）法等。近年來，在電力、冶煉和鍋爐尾氣處理領域，采用氨法、離子液體和金屬氫氧化物作為吸收劑的工藝層出不窮，這些方法同樣可用于硫磺裝置尾氣的處理。

2 鎂法脫硫技術(shù)

鎂法脫硫技術(shù)是以氧化鎂作為脫硫劑的濕法脫硫方式，作為一項在鍋爐煙氣脫硫（FGD）領域普遍采用的技術(shù)，在硫磺回收尾氣處理方面卻鮮見報道。

2.1 工藝方法

氧化鎂的脫硫機理為堿性氧化物與水反應生成氫氧化物，再與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進行酸堿中和反應，反應生成亞硫酸鎂和硫酸鎂。按照副產(chǎn)品的利用方式不同，鎂法脫硫技術(shù)可分為拋棄法、再生法和回收法三類[3]。拋棄法鎂法脫硫工藝是將副產(chǎn)亞硫酸鎂漿液氧化成硫酸鎂，降低COD后拋棄。含有硫酸鎂的溶液大量排入海水中，雖不會對生態(tài)環(huán)境造成明顯破壞，但浪費了鎂資源;再生法將吸收副產(chǎn)的亞硫酸鎂漿液脫水、干燥，進行焙燒，產(chǎn)生MgO和SO2。其中SO2經(jīng)除塵后可用于制造硫酸，而再生的MgO可重新循環(huán)用于脫硫;回收法將吸收漿液中的MgSO3充氣氧化成溶解態(tài)的MgSO4，然后進行濃縮提純得到MgSO4*7H2O;或者直接利用吸收漿液制取MgSO3，這種方法的關鍵在于阻止MgSO3被氧化。

2.2 技術(shù)特點

美國和日本自上世紀70年代，就已開始使用鎂法煙氣脫硫技術(shù)，經(jīng)過長時間的技術(shù)積累和工程應用，此項技術(shù)已非常成熟，并且在不斷改進、提高和完善。該技術(shù)具有脫硫效率高、副產(chǎn)物可回收利用、原料豐富易得的特點，被廣泛應用于電力行業(yè)燃煤鍋爐尾氣處理過程。鎂法脫硫工藝投資少、吸收劑用量少、占地面積相對較小，脫硫效率可達95%以上，被譽為經(jīng)濟合理、環(huán)境友好、資源節(jié)約、產(chǎn)品市場廣闊的工藝方法[4]。

3 鎂法脫硫用于硫磺尾氣處理的可行性分析

我國擁有豐富的鎂質(zhì)源，儲量占世界第二位，主要產(chǎn)地為：遼寧、山東、四川和內(nèi)蒙等地。我國鎂資源品質(zhì)優(yōu)良、價格低廉，為鎂法脫硫技術(shù)推廣提供了可靠的保證;采用鎂法脫硫技術(shù)副產(chǎn)的硫酸鎂、亞硫酸鎂用途廣泛，前者可作為化肥、工業(yè)用途，后者則可用于造紙行業(yè)。

2015年7月1日實施的GB31570-2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》中要求新建硫磺回收裝置SO2排放濃度為400mg/m3，特定地區(qū)100mg/m3，目前硫磺回收裝置采用的尾氣處理工藝可將尾氣SO2排放降至50-100 mg/Nm3，而鎂法脫硫技術(shù)可將排放濃度降至50mg/Nm3甚至更低水平。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格，當排放限值進一步降低時，現(xiàn)有技術(shù)將很難達到排放標準，屆時鎂法的優(yōu)勢將更為突出。

鎂法脫硫技術(shù)脫硫效率高，原料來源便捷，在電力、冶煉和硫酸行業(yè)積累了大量的工程經(jīng)驗。電力行業(yè)煙氣和與焚燒氧化后的硫磺裝置尾氣在成份上具有相似性，且硫磺尾氣比電廠煙氣成分更加簡單，含塵量低，含水量高。電廠煙氣在脫硫的同時還需要脫硝，而在正常操作工況下處理硫磺裝置尾氣時，僅有二氧化硫需要脫除。因此，將鎂法脫硫工藝用于硫磺裝置尾氣的處理從原理上是可行的。

4 結(jié)語

我國對工業(yè)污染物的排放要求日益嚴格，硫磺回收裝置尾氣處理工藝也有待改進。目前，傳統(tǒng)的還原吸收工藝仍是硫磺尾氣處理的主流技術(shù)，將鎂法脫硫技術(shù)用于硫磺裝置尾氣處理，尚有很多內(nèi)容有待研究和探索，一方面要在新建裝置上進行工業(yè)試驗;另一方面需要對現(xiàn)有的還原吸收工藝進行改造，在工藝設備改動盡量小的情況下，使已經(jīng)采用還原吸收工藝的裝置能夠改用鎂法脫硫技術(shù)。作為一種綠色、環(huán)保、高效的SO2減排技術(shù)，鎂法脫硫技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]張黎，肖鴻亮.SSR硫磺回收尾氣處理工藝及其應用[J].石油與天然氣化工，2014，43（5）：478-482.

[2]陳賡良.克勞斯法硫磺回收工藝技術(shù)發(fā)展評述[J].天然氣與石油，2013，31（4）：23-28.

[3]郭如新.鎂法煙氣脫硫研究進展[J].硫磷設計與粉體工程，2009（3）：10-14.

[4]郭如新.鎂法煙氣脫硫技術(shù)國內(nèi)應用與研發(fā)近況[J].硫磷設計與粉體工程，2010（3）：16-20.

作者簡介：

高揚（1987- ），男，山東省青島市人，碩士，工程師，主要從事石油化工裝置工藝設計工作。