硫回收工藝在煤化工裝置中應用探究

申磊(山西天脊潞安化工有限公司，山西長治046000)

硫回收工藝在煤化工裝置中應用探究

申磊(山西天脊潞安化工有限公司，山西長治046000)

隨著人們環保意識的不斷提高，在煤化工生產過程中，大量的硫元素不僅會造成資源的浪費，還會對生態環境造成不同程度的危害。因此，在煤化工過程中增加硫回收工藝，將其中的硫元素進行回收利用，能夠最大程度的減輕其對生態環境造成的危害。本文對硫回收工藝在煤化工裝置中應用進行了詳盡的分析研究，主要介紹了克勞斯工藝、Clinsulf-do工藝、斯科特工藝和生物脫硫工藝在煤化工裝置中的應用，對于煤化工裝置中硫回收工藝的長遠發展具有十分重要的意義。

硫回收；煤化工；應用

隨著我國經濟的快速發展，我國對能源的需求量也與日俱增，由于我國的煤炭資源豐富，造成了煤炭資源在我國的能源中占主要地位。為了提高對煤炭資源的利用效率，煤化工將煤炭經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品，進而擴大煤炭資源的利用范圍。隨著煤化工企業的快速發展，又對生態環境造成了嚴重的污染，尤其是某些中小型煤化工企業處理硫尾氣通常采用直接燃燒和固體吸收兩種方法，既會對鍋爐造成腐蝕，操作費用高，又不能滿足環保要求。如何采用適合的硫回收技術，避免資源浪費和環境污染，成為了當代煤化工企業發展的重要問題。

1 克勞斯工藝

1.1 常規克勞斯工藝

克勞斯工藝經過多年的發展，當前已經日趨完善，現今已經成為了硫回收的標準工藝，被廣泛的應用于煤化工的硫回收當中。常規的克勞斯工藝是指在燃燒過程中，對硫化氫和空氣的比例進行有效的控制，確保其比例維持在2:1左右，克勞斯反應的化學方程式是H2S+SO2-3/nSn+2H2O。常規克勞斯工藝的回收率理論上是較高的，但是在實際的生產過程中，硫的回收率會受到各種外界因素的不良影響，導致其回收率無法達到理論上的回收率。

1.2 超級克勞斯工藝

超級克勞斯工藝是在常規克勞斯工藝的基礎上發展而來的，整個工藝過程包括高溫反應階段和催化反應階段，進而確保在整個處理流程中，冷凝器能夠將硫元素進行有效的回收處理。相較于常規克勞斯工藝，其具有的優點如下所示：

（1）在三級轉換器中加入了超級克勞斯催化劑，通過動力學的有效控制，進而加快整個過程的反應速率，提高了轉換的效率；

（2）對于硫化氫和二氧化硫之間的比例要求沒有嚴格的限制，只要確保硫化氫的量足夠，降低了整個工藝的控制難度，大大簡化了整個流程的控制，其總硫的回收率最高可達99%；

（3）應用于新建或改造裝置，操作簡單、穩定，提高了硫回收率，單位能耗低，投資低，無三廢，符合國家環保要求。

1.3 超優克勞斯工藝

超優克勞斯工藝是在硫的處理過程中，在前兩個反應器中只加入常規的克勞斯催化劑，在最后的反應器中，根據處理工藝的需要加入具有選擇性的氧化催化劑。同時，在床層中根據實際反應的需要，可以加入選擇性的加氫還原催化劑。超優克勞斯工藝是在超級克勞斯工藝的基礎上發展而來的，其具有超級克勞斯工藝的所有優點。同時，還能在不增加處理裝置的前提下，進一步提高硫元素的回收率，其回收率高達99.7%。

2 Clinsulf-do工藝

Clinsulf-do工藝是通過內冷式轉化器的方式進行煤化工中硫元素的回收處理，其所采用的催化劑主要是常規克勞斯催化劑，是一種能夠直接進行催化氧化的先進處理工藝。在處理硫元素的反應器內，硫化氫在低溫狀態下被催化劑轉變為硫，提高了硫元素的轉化率，避免了生成CO等其他的氣體。其催化劑床層可以分為以下兩個組成部分：（1）在硫化氫的入口的合理位置處，設置一個絕熱床；（2）冷卻管設置在催化劑的床層下。在反應器中進行的反應主要為強加熱反應，能夠最大限度的促使硫化氫裝變為硫。Clinsulf-do工藝具有操作簡便、回收效率高、裝置簡單等優點。

3 斯科特工藝

斯科特工藝中所采用的處理裝置是克勞斯裝置，采用一種新型的鈷-鉬型催化劑，將克勞斯尾氣之中含有的二氧化硫和有機硫化物等通過加氫催化轉變成硫化氫，再將硫化氫氣體通入到脫硫溶液中進行硫元素的回收，最終再將處理后的氣體通入到克勞斯裝置中，從而實現對資源的循環利用?？藙谒刮矚饨涍^斯科特工藝處理后，其中所含有的硫元素大大減小，對生態環境的影響微乎其微，可以直接排放到大氣中，具有凈化度高、硫元素回收效率高等特點，總硫的回收率能夠達到99.8%。

4 生物脫硫工藝

生物脫硫工藝的整個流程為將經過脫硫處理后的酸性氣體通入到分離器中，再將氣體中所含有的液體進行有效的分離，再將氣體通入到吸收塔內，在吸收塔內弱堿性溶液環境中除去氣體中全部的硫化氫。經過脫硫處理后的部分繼續流入到脫碳系統中排出，吸收塔中的液體流入到閃蒸罐中，經過閃蒸處理后再進入到火炬系統中。經過再生處理后的溶液重新流回到吸收塔內，在生物反應器中與微生物和空氣相互作用生成元素硫，溶液中的硫磺大部分以泥漿的形式被抽出而除去，可被回收為簡單的硫制品。

5 結語

總而言之，在煤化工裝置中采用適宜的硫回收工藝具有十分重要的意義，不僅能夠除去溶液中的硫元素，減輕對生態環境的污染，而且還能對回收的硫元素進行資源化的利用，提高煤化工企業的經濟效益。本文對煤化工裝置中硫回收工藝進行系統全面的研究，對從事硫回收工藝的技術人員具有一定的借鑒價值。

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