宋麗靜

（山西潞安化工煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046100）

0 引言

在傳統(tǒng)化硫回收技術(shù)裝置（基于克勞斯方法）具體運(yùn)行使用過程中，其存在的主要問題，在于工藝流程較長(zhǎng)、投資水平較高，技術(shù)操作步驟復(fù)雜，運(yùn)行過程費(fèi)用支出數(shù)量較多，以及硫回收尾氣中硫化物實(shí)際含量水平缺乏穩(wěn)定性等，需要擇取適當(dāng)技術(shù)措施展開改進(jìn)處理過程[1-3]。經(jīng)由技術(shù)改進(jìn)處理過程的硫回收技術(shù)裝置的主要特點(diǎn)，在于技術(shù)工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單、需要安裝配置使用的技術(shù)設(shè)備數(shù)量較少、投資水平相對(duì)較低，技術(shù)操作流程相對(duì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行過程費(fèi)用支持?jǐn)?shù)量較少、回收獲取的硫磺物質(zhì)純度較高，尾氣排放技術(shù)過程中污染物濃度水平較低等，能夠契合滿足基于環(huán)境層面的基本要求，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)效益明顯。

1 傳統(tǒng)硫回收裝置尾氣處理技術(shù)缺點(diǎn)

克勞斯方法的技術(shù)工藝，是當(dāng)前發(fā)展階段處置煤制合成氨物質(zhì)等煤化工技術(shù)裝置低溫條件甲醇物質(zhì)洗脫硫脫碳技術(shù)工序酸性氣體物質(zhì)回收獲取單質(zhì)硫物質(zhì)的主要技術(shù)方法[4-5]。

源于客觀存在的化學(xué)平衡技術(shù)因素的影響，兩級(jí)常規(guī)性克勞斯方法技術(shù)工藝對(duì)應(yīng)的硫回收率介于90%～95%，三級(jí)常規(guī)性克勞斯方法技術(shù)工藝對(duì)應(yīng)的硫回收率介于95%～98%之間，超級(jí)克勞斯方法技術(shù)工藝對(duì)應(yīng)的硫回收率最高時(shí)可以達(dá)到99.5%（在達(dá)到此項(xiàng)轉(zhuǎn)化率水平之后，酸性氣體H2S 的體積分?jǐn)?shù)介于33%～35%，實(shí)際對(duì)外排出的尾氣之中H2S 氣體的質(zhì)量濃度大約為850 mg/m3，同時(shí)SO2氣體的質(zhì)量濃度大約為900 mg/m3）[6]。河北省地方標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)文件DB-13/1640—2012《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中列示的技術(shù)控制要求指出：有害性氣體污染物SO2氣體的排放質(zhì)量濃度技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目限制數(shù)值為400 mg/m3，其排氣筒高度技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目測(cè)算數(shù)值應(yīng)當(dāng)大于15 m，且必須設(shè)置和運(yùn)用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)程序[7-9]。

鑒于此種情況，不管是常規(guī)性克勞斯方法技術(shù)工藝，還或者是超級(jí)克勞斯技術(shù)工藝，其實(shí)際產(chǎn)生的尾氣物質(zhì)硫化物展現(xiàn)的排放質(zhì)量濃度技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目水平，已經(jīng)無法滿足逐漸提升的環(huán)境保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)控制要求，需要對(duì)其安裝配置與實(shí)際情況相互契合的尾氣物質(zhì)處理技術(shù)單元，繼而在組合建構(gòu)形成整體化技術(shù)裝置條件下，支持滿足指向硫回收效率層面，以及尾氣物質(zhì)排放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層面的相關(guān)要求。

圖1 中呈現(xiàn)的是傳統(tǒng)三級(jí)克勞斯法硫回收技術(shù)裝置尾氣處理技術(shù)流程。

圖1 傳統(tǒng)三級(jí)克勞斯法硫回收技術(shù)裝置尾氣處理技術(shù)流程

2 改進(jìn)后的硫回收裝置尾氣處理工藝

河北省某公司參考結(jié)合公司內(nèi)部所有硫化物對(duì)外排放技術(shù)點(diǎn)位的強(qiáng)度水平和工藝性技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目的實(shí)際表現(xiàn)狀態(tài)，借由利用氨法脫硫技術(shù)工藝指向SO2氣體物質(zhì)具備的相對(duì)較高的去除率技術(shù)特點(diǎn)，制定了硫回收技術(shù)工藝與鍋爐煙氣氨法脫硫優(yōu)化技術(shù)工藝相互組合運(yùn)用的技術(shù)工藝執(zhí)行方案，即僅選擇采用三級(jí)克勞斯方法技術(shù)工藝，在尾氣物質(zhì)經(jīng)由三級(jí)冷凝冷卻器技術(shù)裝置進(jìn)入到分離器技術(shù)裝置內(nèi)部完成分液處理技術(shù)環(huán)節(jié)之后，具體被送入到新增加安裝配置的尾氣復(fù)熱器技術(shù)裝置內(nèi)部，利用合成氨技術(shù)裝置形成的副產(chǎn)品，也就是壓力技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目為0.5 MPa飽和蒸汽物質(zhì)將溫度技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目介于125～130 ℃之間的硫回收尾氣物質(zhì)加熱提升到140～145 ℃之間，繼而將其轉(zhuǎn)移輸送到循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)設(shè)備內(nèi)部，且具體從鍋爐技術(shù)設(shè)備的二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)技術(shù)點(diǎn)位進(jìn)入鍋爐技術(shù)設(shè)備內(nèi)部，接續(xù)與燃料煤物質(zhì)共同推進(jìn)完成燃燒技術(shù)環(huán)節(jié)，實(shí)際形成的煙氣物質(zhì)在經(jīng)由旋風(fēng)除塵技術(shù)環(huán)節(jié)、選擇性非催化還原（SNCR）脫硝技術(shù)處理環(huán)節(jié)、電袋復(fù)合式除塵技術(shù)處理環(huán)節(jié)、氨法脫硫技術(shù)處理環(huán)節(jié)之后，能夠契合河北省制定提出的特別排放限值指導(dǎo)控制要求。

此處介紹的技術(shù)工藝方案需要遵循的基本性技術(shù)控制原則為：要避免針對(duì)硫回收技術(shù)裝置搭配設(shè)置尾氣焚燒技術(shù)裝置；要避免針對(duì)硫回收技術(shù)裝置搭配設(shè)置溶液吸收處理技術(shù)裝置；尾氣物質(zhì)進(jìn)入到循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)設(shè)備的燃燒段內(nèi)部，且尾氣壓力技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目（≥20 kPa）不需要經(jīng)由風(fēng)機(jī)技術(shù)設(shè)備實(shí)施的加壓技術(shù)處理過程，就能夠契合滿足進(jìn)入鍋爐技術(shù)設(shè)備燃燒段的技術(shù)控制條件。

3 工藝流程

圖2 中呈現(xiàn)的是采用新技術(shù)的“60·80”工藝項(xiàng)目硫回收工藝技術(shù)流程示意圖。

圖2 采用新技術(shù)的“60·80”工藝項(xiàng)目硫回收工藝技術(shù)流程示意圖

基于甲醇洗脫技術(shù)工序獲取的酸性氣體物質(zhì)進(jìn)入到酸性氣體分離器技術(shù)裝置內(nèi)部，完成甲醇物質(zhì)液滴分離技術(shù)環(huán)節(jié)之后，其中包含的占據(jù)體積分?jǐn)?shù)1/3的酸性氣體物質(zhì)將會(huì)接續(xù)進(jìn)入到制硫燃燒爐技術(shù)設(shè)備火嘴技術(shù)組件內(nèi)部，另外占據(jù)體積分?jǐn)?shù)2/3 的酸性氣體物質(zhì)，將會(huì)進(jìn)入到制硫燃燒爐技術(shù)設(shè)備的爐膛中后部位置。

在制硫燃燒爐技術(shù)設(shè)備內(nèi)部，遵照制硫過程相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的氧氣物質(zhì)實(shí)際需求數(shù)量，借由酸性氣體物質(zhì)在線分析儀技術(shù)設(shè)備前饋比值調(diào)節(jié)技術(shù)手段，以及H2S 氣體物質(zhì)/SO2氣體物質(zhì)在線分析儀技術(shù)設(shè)備反饋分析數(shù)據(jù)信息，控制干預(yù)實(shí)際進(jìn)入到制硫燃燒爐技術(shù)設(shè)備內(nèi)部的空氣數(shù)量。

過程氣物質(zhì)經(jīng)制硫余熱鍋爐技術(shù)裝置副產(chǎn)壓力強(qiáng)度為2.5 MPa 的飽和蒸汽物質(zhì)經(jīng)由回收余熱技術(shù)處理后進(jìn)入一級(jí)冷凝冷卻器技術(shù)裝置，副產(chǎn)壓力強(qiáng)度為0.5 MPa 的飽和蒸汽物質(zhì)，氣態(tài)單質(zhì)硫物質(zhì)冷凝轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)硫物質(zhì)，液硫物質(zhì)經(jīng)由捕集分離處理后進(jìn)入液硫池技術(shù)裝置；出一級(jí)冷凝冷卻器技術(shù)裝置的過程氣物質(zhì)進(jìn)一級(jí)過程氣加熱器技術(shù)裝置，用壓力強(qiáng)度為3.8 MPa 中壓蒸汽物質(zhì)加熱處理后進(jìn)一級(jí)克勞斯反應(yīng)器技術(shù)裝置，過程氣物質(zhì)中剩余的H2S 氣體物質(zhì)和SO2氣體物質(zhì)接續(xù)發(fā)生催化轉(zhuǎn)化技術(shù)過程，出一級(jí)克勞斯反應(yīng)器技術(shù)裝置的過程氣物質(zhì)進(jìn)二級(jí)冷凝冷卻器技術(shù)裝置，接續(xù)完成后續(xù)技術(shù)步驟。

4 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

1）有效徹底解決處置了傳統(tǒng)化硫回收技術(shù)工藝生成的尾氣物質(zhì)中SO2氣體物質(zhì)或者是H2S 氣體物質(zhì)排放質(zhì)量濃度高的問題，能夠基于數(shù)量相對(duì)有限的經(jīng)濟(jì)投資獲取到最優(yōu)化的環(huán)境保護(hù)收益，支持確保企業(yè)組織在生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題基本態(tài)勢(shì)高度嚴(yán)峻的歷史實(shí)踐背景之下，以最高運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷維持其優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。

2）借由針對(duì)尾氣復(fù)熱器技術(shù)裝置的設(shè)計(jì)和安裝配置，相較基于尾氣管技術(shù)裝置所在位置附設(shè)蒸汽夾套技術(shù)裝置的處理方式，能支持確保針對(duì)熱源的實(shí)際利用效率獲取到顯著改善提升，且尾氣物質(zhì)實(shí)際具備的溫度技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目高低水平能夠獲取到妥善有效控制，技術(shù)操作流程相對(duì)簡(jiǎn)便，施工技術(shù)操作過程便捷性高，有效充分解決處置了尾氣物質(zhì)長(zhǎng)距離輸送技術(shù)活動(dòng)開展過程中管道線路技術(shù)組件遭遇的堵塞技術(shù)問題和腐蝕技術(shù)問題。

3）源于尾氣物質(zhì)被直接送入鍋爐技術(shù)設(shè)備內(nèi)部接受燃燒技術(shù)處理過程，客觀上徹底規(guī)避了因?qū)嵤┤芤何占夹g(shù)處理環(huán)節(jié)，以及溶液再生技術(shù)處理環(huán)節(jié)而引致發(fā)生的基于生產(chǎn)技術(shù)活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的二次環(huán)境污染問題，契合滿足環(huán)保管理工作推進(jìn)開展過程中提出的各項(xiàng)基本控制要求。

4）設(shè)計(jì)工作流程相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)資金投入數(shù)量相對(duì)較少，相關(guān)技術(shù)流程的生產(chǎn)運(yùn)行完整過程可靠性水平較高，運(yùn)行過程經(jīng)濟(jì)成本支出水平相對(duì)低廉。

5 在生產(chǎn)中的應(yīng)用

經(jīng)由改進(jìn)后的硫回收裝置尾氣處理工藝，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在我國(guó)部分煤化工企業(yè)組織內(nèi)部的引入運(yùn)用，且能夠支持獲取到相對(duì)優(yōu)質(zhì)的經(jīng)濟(jì)收益和環(huán)境保護(hù)收益。

6 結(jié)語

綜合梳理現(xiàn)有研究成果可以知曉，硫回收技術(shù)裝置是煤化工企業(yè)組織生產(chǎn)技術(shù)裝置的重要組成部分之一，其在實(shí)際運(yùn)行使用過程中出現(xiàn)的各類問題，客觀上嚴(yán)重影響限制石油化工行業(yè)領(lǐng)域企業(yè)組織生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)推進(jìn)開展過程中的經(jīng)濟(jì)收益獲取水平，需要擇取和運(yùn)用適當(dāng)策略展開解決處置。