楊文鋒(中煤陜西榆林能源化工有限公司化工分公司，陜西 榆林719000)

0 引言

相對(duì)于我國(guó)十分短缺的石油資源，煤炭資源則較為豐富[1]。多煤少油的能源特點(diǎn)和煤炭能源的深層次利用與深度開(kāi)發(fā)帶動(dòng)了煤化工行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重視的同時(shí)也日益關(guān)注生態(tài)環(huán)境保護(hù)。資源的多元化發(fā)展應(yīng)當(dāng)合理利用煤炭資源。以煤替代石油制造化工原料的煤化工行業(yè)則快速發(fā)展起來(lái)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)的弊端[2]。伴隨著煤化工行業(yè)產(chǎn)生的同時(shí)，環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重[3]。良好的生態(tài)環(huán)境是人類穩(wěn)定生活的基礎(chǔ)。為了更好的保障煤制甲醇等煤化工裝置對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響降到最低的同時(shí)滿足國(guó)家日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和要求，后續(xù)的尾氣治理工藝技術(shù)也得到了深入研究和投用。深入研究如何在環(huán)保的前提下回收尾氣中的硫元素具有顯著意義。

與天然氣和煉油領(lǐng)域則大多情況下選擇的超優(yōu)克勞斯硫回收技術(shù)略有不同，煤制甲醇裝置凈化系統(tǒng)產(chǎn)生的酸性氣，最初我國(guó)的很多企業(yè)主要采用的是超級(jí)克勞斯工藝。但是，因?yàn)槊褐萍状佳b置的酸性氣中硫含量不高且雜質(zhì)較多的同時(shí)硫回收裝置規(guī)模偏小，造成超級(jí)克勞斯硫回收技術(shù)在煤制甲醇裝置應(yīng)用中排放的尾氣中硫含量超標(biāo)。本文對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)硫回收工藝研究進(jìn)行綜述和探討，為硫回收工藝在煤制甲醇裝置的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

1 國(guó)內(nèi)外硫回收工藝

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外規(guī)模較大且使用比較廣泛的硫磺回收技術(shù)主要有克勞斯、斯科特、濕法氧化脫硫工藝和微生物脫硫技術(shù)等幾類。

Claus 技術(shù)較為成熟，他一般為多單元處理，其原理主要在于對(duì)燃燒時(shí)的硫化氫氣體與空氣比例進(jìn)行控制，現(xiàn)階段的通過(guò)二級(jí)克勞斯硫回收效率可以達(dá)到93%左右，但是缺點(diǎn)在于操作難度很大。后續(xù)在克勞斯的基礎(chǔ)上又發(fā)展了超級(jí)克勞斯和超優(yōu)克勞斯工藝。超級(jí)克勞斯技術(shù)一般用于中小型硫磺回收裝置，該技術(shù)不但操作簡(jiǎn)單而且投資低，回收效率在克勞斯的基礎(chǔ)上提升至99.5%。超優(yōu)克勞斯工藝在稍微增加設(shè)備投資情況下，硫回收效率高達(dá)99.7%。斯科特工藝最初是由化工企業(yè)開(kāi)發(fā)出來(lái)的，主要使用金屬鈷-鉬合金作為催化劑，對(duì)煤炭有害氣體深層次開(kāi)發(fā)利用。該技術(shù)常與克勞斯技術(shù)配套使用。濕法氧化脫硫工藝將堿性液體、焦煤爐煤氣的H2S與HCN進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而生成新的硫類化合物，將吸收液與氧在催化作用下解析脫硫脫氰回收，除去煤氣中大部分H2S與HCN。該技術(shù)可在常壓下進(jìn)行操作，其脫硫率高的同時(shí)不會(huì)造成二次污染，此外其脫硫劑還可再生利用。自然界某些微生物對(duì)硫元素有特異的吸收降解功能，利用生物的這種特異的降解功能進(jìn)行硫元素降解回收的工藝就是微生物脫硫技術(shù)，此方式效率較高的同時(shí)污染很小。

2 煤制甲醇硫回收工藝特點(diǎn)

煤制甲醇企業(yè)硫回收工藝主要具有如下特點(diǎn)：（1）酸性氣體成分非常復(fù)雜，酸性氣體濃度低，裝置規(guī)模小、酸性氣體成分混有羰基硫和氰化氫等雜質(zhì)。（2）燃燒較為充分。目前階段的煤制甲醇裝置純氧供給量足，并且酸性氣體流量較小的同時(shí)濃度很低，燃燒非常充分。（3）與煉油裝置的耗油量相比，煤制甲醇裝置煤耗量低，同時(shí)硫磺產(chǎn)量也較。因煤種的多樣性，造成酸性氣體濃度變化大，隨之對(duì)操作性的要求也偏高。（4）煤制甲醇裝置配套的硫回收裝置規(guī)模普遍偏小。硫磺產(chǎn)量偏低。

表1 硫回收工藝技術(shù)對(duì)比情況表

3 硫回收工藝方案比較

本文對(duì)幾種先進(jìn)硫回收工藝技術(shù)從硫回收效率、投資情況等方面進(jìn)行了比較，具體情況表1所示。

煤制甲醇行業(yè)硫回收工藝的選擇主要考慮以下幾方面內(nèi)容：（1）必須滿足國(guó)家環(huán)保的有關(guān)要求的同時(shí)預(yù)留一定的技術(shù)空間。（2）選擇技術(shù)的可靠性高的工藝技術(shù)。適應(yīng)低酸性氣濃度的同時(shí)能夠處理復(fù)雜氣體的工藝類型，確保酸性氣的回收質(zhì)量。（3）裝置投資及消耗。投資費(fèi)用和消耗控制到最低是最為理想的。

4 硫回收裝置存在問(wèn)題及解決措施

（1）酸性氣體中硫化氫濃度低。可將甲醇中的二氧化碳在一段多閃蒸出一部分進(jìn)入硫化氫濃縮塔，降低酸性氣中的二氧化碳含量，同時(shí)盡可能的提高硫化氫濃縮量。

（2）點(diǎn)火空氣和燃料氣壓力低，點(diǎn)火困難?？蓪Ⅻc(diǎn)火空氣由鼓風(fēng)機(jī)空氣改為儀表空氣，進(jìn)而提升點(diǎn)火壓力。同時(shí)可把火燃料氣由調(diào)節(jié)閥后改至調(diào)節(jié)閥前，增加一截止閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，穩(wěn)定點(diǎn)火燃料氣壓力。

（3）甲醇含量高。酸性氣進(jìn)入硫回收裝置前加入酸性氣洗滌塔，來(lái)洗滌酸性氣中的甲醇。一般煤制甲醇行業(yè)多采用低溫甲醇洗工藝。

5 硫回收工藝在煤制甲醇行業(yè)應(yīng)用前景

最初，煤制甲醇等煤化工行業(yè)硫回收工藝氣體放空尾氣須滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，尾氣中二氧化硫排放濃度需低于960mg/Nm3。隨著二零一五年國(guó)家環(huán)保部頒發(fā)了《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，提出酸性氣回收裝置二氧化硫排放濃度須低于400mg/Nm3。尤其是對(duì)一些特殊地區(qū)，要求其酸性氣回收裝置的二氧化硫排放濃度必須低于100mg/Nm3，遠(yuǎn)低于原標(biāo)準(zhǔn)中濃度要求。隨著環(huán)保指標(biāo)的日趨嚴(yán)格，硫回收工藝的應(yīng)用和發(fā)展也越來(lái)越重要，只有選擇最適合煤制甲醇行業(yè)的硫回收工藝技術(shù)才能滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求。

6 結(jié)語(yǔ)

煤化工行業(yè)在在以煤為原料制造工業(yè)產(chǎn)品的同時(shí)會(huì)副產(chǎn)出很多不利于環(huán)境的物質(zhì)，造成對(duì)環(huán)境的損壞。為了在保障企業(yè)達(dá)標(biāo)排放，更好的踐行環(huán)保責(zé)任的同時(shí)，獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，硫回收工藝被廣泛應(yīng)用于煤制甲醇行業(yè)當(dāng)中。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外目前硫回收工藝技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)多種硫回收技術(shù)從硫回收效率、投資規(guī)模及工藝操作情況等進(jìn)行比較，同時(shí)提出了目前硫回收裝置存在的問(wèn)題、解決方式及發(fā)展前景，為煤制甲醇裝置硫回收工藝的選擇提供一定的依據(jù)。此外，我們積極學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)取長(zhǎng)補(bǔ)短的同時(shí)更應(yīng)鼓勵(lì)創(chuàng)新改造，努力開(kāi)發(fā)出新的硫回收工藝技術(shù)及其設(shè)備，不斷推動(dòng)我國(guó)硫回收工藝在煤制甲醇行業(yè)的發(fā)展。