劉金鑫

（沾化瑜凱新材料科技有限公司，山東? 濱州? 256800）

摘要：煤化工行業隨著社會的不斷發展，得到了一定程度的改善、創新、進步，但伴隨而來的便是對 生態的嚴重破壞。隨著可持續發展戰略內容的提出，讓人們逐漸開始意識到生存環境的重要性，并將環保的標準逐漸提高，在國家規定的排放標準內容下，當前較多企業使用的化工硫回收裝置已不能滿足目前需求，為此要進行優化與創新，促使其能夠達到目前的全新排放要求。基于此，本文重點分析了脫硫工藝的具體流程，尾氣回收工藝，同時細致闡述了對裝置的改造，供參考。

關鍵詞 ：化工硫 ；回收裝置 ；尾氣處理

1? 脫硫工藝流程

1.1? 氨法脫硫工藝

         在進行硫的回收時，具體工藝流程如下 ：上游經過加工后產生的酸性氣體會進入到 Claus 環節制備的液體硫酸黃中 ；脫硫之后的尾氣則會進入到相應焚燒爐進行燃燒，之后將其中包含的硫化物轉變 成為二氧化硫 ；燃燒爐中出口處具備二氧化硫的高溫尾氣，會在硫酸銨液體中進行氧化、洗滌與降溫，之后再進入到氨吸收塔內部，并與其中的氣氨產生化學反應，生成亞硫酸銨物質；亞硫酸銨會回流進入到硫酸銨中進行氧化、濃縮，在達到一定濃度后，便可以用來生產與（NH₄)₂SO₄相關的產品 ；經過 凈化之后的尾氣，只有達到國家規定的排放標準后，才可以進入到大氣中 ^[1]。

1.2? 二氧化硫吸收工藝

       （1）洗滌、降溫段。經過脫硫后的尾氣在進入到焚燒爐內后，其中攜帶的 330 ℃多的高溫便會被回收，在其溫度下降到 220 ℃左右時，便會進入到高效率的洗滌機器中；在洗滌機器內部，二氧化硫的尾氣會經歷硫酸銨液體噴淋、降溫、吸收，之后進入到吸收塔的內部；經過洗滌環節之后的尾氣，會在氨吸收塔的底部，與空氣、氣體氨進行充分反應，其中產生的硫酸氨液體會在底部流出，經過冷卻機器的操作后，在吸收塔、設備之間進行不斷的流動、噴淋，以此進行尾氣的吸收工作。

       （2）塔內循環噴淋吸收。在吸收塔底部未被完全吸收的尾氣中，還會進入到一級的噴淋設備內進行洗滌，而其中殘留下來的尾氣則會返回吸收塔上方，與硫酸銨的液體進行接觸，之后氣液物體會經過多級別的噴淋，來開展分層次的反應、吸收工作，塔盤上的硫酸銨進入循環槽內部之后，其會在該設備與吸收塔對殘留下來的二氧化硫進行吸收。在進行循環吸收的過程中，還要不斷在循環液槽的上方加水進行稀釋，并將其底部與氣氨、二氧化硫反應生成的硫酸銨連接，讓殘留下的尾氣進入塔中進行循環。在經過一級噴淋設備的洗滌、多級塔內循環與吸收之后，并且滿足尾氣排放標準之后，再將其 排入大氣中；在循環的過程中，將吸收塔底部分的硫酸銨液體通過循環泵輸送到緩沖罐內，最終作為成品送出去。

2? 化工硫回收裝置尾氣處理工藝

       隨著國家經濟的快速進步，煤化工廠在生產的過程中，逐漸開始注重對硫的回收工作，促使該方面的規模不斷擴大加深，同時，可持續發展戰略內容的實行，以及綠色環保要求的逐漸嚴格化，讓國家制定出的標準尾氣排放總量、濃度逐漸降低。隨著煤化廠中設備的不斷向自動化、大規模發展，這讓尾氣處理裝置成為了工藝流程中的必備部分。在現實生產中，克勞斯回收工藝是一種適用范圍相對 較廣的技術之一，在現實中的操作也較為簡單，不需要過高的資金投入，并且工藝的成熟度還相對較高，這讓其成為各大工廠的首要選擇 ^[2]。

2.1? 還原吸收

       在對克勞斯吸收工藝進行使用時，通過將相應技術作為基礎，來將內部的酸性氣體引入到燃燒爐內部，以此將氣體中的硫化氫轉換出來后，通過充分的燃燒變成二氧化硫，之后讓這兩種氣體都進入到克勞斯反應器的內部，通過高效的氧化還原反應，對內部混合的氣體進行催化操作，并將其中的硫物質分離出來，最后通過對尾氣處理裝置的使用，來對殘留的氣體進行處理。由于尾氣吸收的方式相對 較多，為此便需要與真實情況相結合，來對具體使 用的方式進行科學選擇。

       所謂的物理吸收方式便是通過溶劑，來進行加氫還原，通過將其與化學吸收進行結合，得到了硫化氫的尾氣。在使用富液對為其進行處理，并將其引入再生塔之后，經過高效的再生循環，來提升硫化氫氣體的整體濃度，再將該裝置安設到回收裝置中的上游。在燃燒反應的情況下，得到了單質的硫，之后依據克勞斯反應的使用，來將其純度不斷提高。在獲得單質的硫之后，還要對其開展凈化處 理操作，讓其含量達到 300×10^-6。依據對該方式的使用效果進行調查，能夠得出其回收率能夠達到 99%，內部的成效非常理想，特別是在甲基二乙醇的前提下使用。

       化學吸收方式，其中主要涉及了絡合鐵法、 ADA 方式。在煤化工的生產加工過程中，較為常見的便是 ADA 方法，其通過加碳酸鈉的烯堿液作為主要氧化介質，之后向內部加入適量的蒽醌二黃硫酸鈉催化劑，讓其經過充分的氧化反應后，便能直接從其中獲得硫磺。絡合鐵法在使用過程之中，通過對硫化氫內容的轉化，再依據螯合鐵溶液來獲取其中存在的單質硫。不僅如此，在化學吸收方式 中，還包括了栲膠方式，其中的關鍵是相關溶液，依據對其的合理使用，來從硫化氫中獲得硫磺。

       克勞斯的還原吸收工藝，在現實工作中使用時， 不僅要具備極高的適應性，在操作上還相對較為靈活。現實使用的過程中，雖然在前部分會出現異常的情況，但是最后并未對催化劑效果的發揮產生惡劣影響，以及因為硫回收率而干擾到最終的結果。依據對化學、物理的方式的結合，來為產生尾氣制造的屏障，確保其中的污染物能被有效地控制，強化尾氣的吸收效果。

2.2? 低溫克勞斯

       低溫克勞斯在使用的過程中，其主要是在放熱 反應中的可逆性作為前提，來將其中的溫度適度降 低，之后依據此來實現硫轉化率的平衡效果。如果該過程中溫度、反應速度二者是正比的關系，其中一個出現下降的時候，另一個便要隨之而降低。催化劑是能夠對溫度、速度進行調整的最佳選擇。低溫克勞斯工藝在化工中使用時，主要是對硫進行氧化、催化處理，之后使其成為單質的硫。在回收裝 置使用時，要將溫度調整到 220 ℃，之后引導酸性氣體進入到內部，事先加熱回收裝置中的空氣，對氣體進行混合處理后，再全部傳送到低溫克勞斯的 反應器內部，在該環節中，硫化氫在不斷地進行著氧化。同時，提前在系統內部增設冷卻調節器，對硫的露點進行科學控制，使其溫度低于出口位置，以此來為鍋爐給水工作提供參考，并在短時間內將反應熱傳遞出去，最后經過冷凝器將氣體中存在的硫析出 ^[3]。

       在以上提及的所有過程中，都需要使用到克勞斯的催化劑，并且都是以常規模式為主。硫物質的回收率會在 98% 左右，產生的效果能夠達到預期目標。與克勞斯還原吸收方式相比較來講，雖然在回收過程中的效率相對較低，但是在投資成本、空間使用方面具備良好的優勢。經過技術人員的不斷研發，低溫克勞斯措施正在不斷升級，特別是最近的 SDP 回收工藝，將工作效率提升至了 99.3%。 此種方式在現實使用過程中會存在一定不足，其中的各個環節都不能產生偏差，一旦發生了失誤，便會對硫回收率產生直接干擾。

2.3? 克勞斯催化氧化

       該催化養護的措施在使用過程中，主要是以克勞斯常規硫的回收處理為前提，使用專項定制的催化劑，來對產生的尾氣進行及時處理，在該過程中要在真實情況下進行有效的選擇，確保將回收工作的效率大幅提升。在目前化工生產過程中，使用方式較多的便是超級克勞斯，其通過利用氧化的催化劑，來對酸性氣體進行選擇性地氧化，該過程中產生的反應率在 86% 左右，不會在氧化過程中產生水、二氧化硫，并且析出的物質多為單質硫，回收效率能夠達到 99%。

       超級克勞斯工藝在使用的過程中，會依據運行時的需要，安裝具備選擇性的催化裝置，并讓其與第二反應器連接，通過對二氧化硫的轉化，不僅得到了單質的硫物質，還減少了氣體中二氧化硫的含 量。不僅如此，最后一個反應器同樣會安裝相應的催化劑，將硫化氫轉變成為單質的硫，該過程中反應率雖然與其他措施相比較會更低一些，但是其中的反應率達到了 85%，對硫物質的回收是 99%。

3? 回收裝置尾氣處理工藝的改造

3.1? 優化克勞斯

       在對克勞斯工藝當前的情況進行思考后，了解到工作的重點主要放在二氧化硫的排放上，尤其是煤化企業內部鍋爐產生的尾氣，要將其濃度調整到 100 mg/m³ 以內，再將其納入到尾氣焚燒爐、廢熱 鍋爐中。尾氣燃燒爐通過使用尾氣中攜帶的熱能量，來讓其處于氧化的模式，并實時對脫硫過程進行加工，促使其中的有機物質發生形態上的變化，形成相應的無機物，減少后尾氣排放中的污染值，并將 其濃度范圍在 50 mg/m3 內。通過對該種硫回收的變化值進行比較后，其主要是將正常形式的克勞斯 脫硫工藝進行規范化創設。與此同時，關聯可燃物 質的燃燒工藝，之后在燃燒“3T”的理念上，引入超微顆粒的脫硫裝置，保障脫硫裝置內部的氣體 混合程度達到標準，并且其中的停留時間長度、停留具體溫度都符合相關標準。焚燒爐中的廢氣要借 助使用阻火器進行傳輸，拓展廢液罐中的空間，在相應氣體進入到爐中經過加壓優化、霧化泵內部之后，會在廢液噴槍的作用下讓相應液體進入待焚燒爐內部，來進行對其的脫硫工作。不僅如此，在對脫硫工藝進行改造時，能夠讓相應物質進行充分的燃燒，并通過剩下的熱量，來進行壓力增加，對其中的余溫進行科學吸收。在壓力增加完成之后，還 要將尾氣傳送到吸收塔內部，之后再加上洗滌、降 溫等相關的操作，來對內部的二氧化硫氣體進行吸收，從而達到霧化的目標。在以上過程中完成之后， 還會將已經處理的尾氣存在硫回收裝置塔頂模塊內部，并在煙囪的作用下對氣體進行排放 ^[4]。

3.2? 完善零排放

       當前國內新建的煤化工裝置凈化系統都是使用低溫甲醇洗工藝措施，其能將氣體中的硫化氫、二 氧化碳進行脫除，經過濃縮操作時，還可以被提純至 30%。為此，可將克勞斯工藝裝置尾氣中的硫化氫、二氧化碳、工藝氣加入氫氣進行反應，以此 來將其中的二氧化硫、少部分有機硫轉變成為硫化 氫，經過增壓之后傳送到低溫甲醇洗內部，并且被 低壓閃蒸的無硫甲醇將硫化氫吸收之后，再循環接 入到克勞斯裝置中，以此來實現零污染的排放效果。

3.3? 尾氣改造結果

       在裝置尾氣處理改造的過程中，關鍵重點的便是設備、投資成本。通過結合克勞斯、氨法脫硫工藝，在設備中主要涉及了脫硫塔、尾氣鼓風機、余熱鍋爐等，投資的成本在 1800 萬元左右。在使用零排放處理工藝中，設備主要包括了冷卻劑、加壓風機、加氫反應器等，成本大約在 2600 萬元左右。 通過對工藝操作形式進行比較后，零排放處理需要進行加氫還原、氣體洗滌、深冷環節，其中的流程 相對較長，換熱器使用的次數較多，會增加資金方面的投入；在三廢加工方面二者都不產生廢氣排放的情況；在技術的安全性、可靠性方面，克勞斯、 氨法脫硫的結合，讓其被廣泛使用在鍋爐尾氣脫硫中，由于國家在該方面的需求較高，使其受到了良好的推廣。

4? 結語

       綜上所述，通過對煤化工廠尾氣的脫硫處理，不僅讓周邊的生態環境得到了良好的保護，還在一定程度上節省了能源的使用。通過對脫硫工藝流程、化工硫尾氣回收工藝、回收裝置尾氣處理的改造進行細致分析后，了解到為了能夠讓煤化工企業得到更多的發展機遇，便要通過相應技術手段，來對裝置尾氣處理工藝進行整改，之后依據對脫硫情況的具體分析，來讓尾氣達到排放標準，促進該行業的長久發展。

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