硫回收工藝在煤化工裝置中應用

藍蘭

摘 要：能源結構對經濟和社會的發展有重要的制約作用，該文進行了硫回收工藝和技術在煤化工裝置中應用的研討，認為煤炭化工產業必須在產業發展、資源開發、社會建設和環境改進4個層面取得平衡，希望該研究為硫回收工藝在煤化工裝置的實際開發和利用提供參考。

關鍵詞：硫回收工藝 煤化工裝置 能源

中圖分類號：TQ54 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0001-02

能源的結構制約經濟和社會的發展，我國“多煤少油”的能源特點和經濟快速發展中能源需求大量增加的實際決定著煤炭能源的深層次利用和深度開發是整個國家和煤炭產業的重中之重。在煤化工企業快速發展的今天，要重視發展帶來的污染、危害、消耗等問題，要將煤炭資源開發和環境保護、有害物消除和新能源開發等環節做到深層次整合。從硫回收工藝、循環發展模式等新技術、新領域的應用出發，有效提高煤化工設備和裝置科技含量，更有效地挖掘煤化工深層中傳統污染物、有害物的潛質和資源性，形成煤化工新的產業形態和技術模式，標定可開發、可利用、可擴展的煤化工產業發展新方向。

1 Clause工藝

Clause工藝在硫回收領域中屬于常見、成熟的技術和工藝，Clause工藝的實質是通過控制氧氣、硫化氫的比例，在調控燃燒溫度的基礎上，實現負二價硫離子和正四價硫離子的中和，進而形成單質硫，達到硫回收的目的。Clause工藝實際應用中由于沒有其他有害物質產生而成為當前硫回收的標準工藝，并且在煤化工領域形成了Clause工藝多層次利用的實際運用新工藝，通過多結構和多級別的Clause工藝裝置實現了硫回收效果的保障。煤化工產業在Clause工藝的基礎上進行了階段劃分和溫度控制，通過對Clause工藝中冷凝器、反應器和催化劑的調整，實現了Clause工藝的創新和延伸，形成了超級Clause工藝。超級Clause工藝的優勢在于三級轉換器的結構創新，通過添加超級Clause催化劑形成對煤化工廢氣的動力學控制，不但提高了脫硫工藝的可靠性和可操作性，同時通過特殊催化和氧化過程，實現了廢氣中硫的高效率回收。這些優點使超級Clause工藝成為全球煤化工企業現有脫硫裝置的主要形式。超優Clause工藝由荷蘭Jacbos公司在1978年申請專利，是Clause工藝和超級Clause工藝的進一步發展。超優Clause工藝與超級Clause工藝有著高度的相似性，但是在反應容器的大小和催化劑的選擇上存在差異。超優Clause工藝在前兩個反應器中與Clause工藝一樣添加常規催化劑，而在第三個反應器中添加了特異性的氧化劑和催化劑，實現了氧化催化，這不但可以提高脫硫的效果，而且還可以控制硫回收的整體成本。超優Clause工藝具有高效率回收硫元素的功能，煤化工企業的實際應用中超優Clause工藝的回收效率可以達到99.6%以上，是當前全球脫硫和硫回收裝置中較高效的新工藝。

2 Clinsulf-do工藝

Clinsulf-do工藝是林德公司于20世紀末開發的硫化工產業高效率的硫回收工藝技術，Clinsulf-do工藝主要是通過回收循環系統中的內冷式轉化器進行硫轉換和硫回收，Clinsulf-do工藝的催化劑采用clause催化劑，通過clause催化劑的催化氧化作用使反應器內混合氣體中的硫化氫變成單質硫，進而實現氣體的凈化和脫硫。Clinsulf-do工藝在實際應用中會遇到溫度、壓力等外部環境的影響，因此在Clinsulf-do工藝使用中要注意外部條件的控制，通過Clinsulf-do設備大型化和調節Clinsulf-do設備外部環境來確保工藝的效率和質量。同時Clinsulf-do工藝也會受到氣體成分、催化劑純度等內部條件因素的影響，因此在Clinsulf-do工藝實施前要做好氣體的預處理，調節氣體的組成，優化催化劑類型，提高Clinsulf-do工藝硫回收的效果和效率。由于在Clinsulf-do工藝具體應用中反應器內的主要反應為強加熱反應，這樣能夠使更多的硫化氫轉化為硫，因此，要在Clinsulf-do設備中添加溫控子系統，這樣有利于設備保持溫度的穩定，有利于Clinsulf-do工藝發揮出效率的優勢。Clinsulf-do具有操作工藝方便、回收率高的特點，在我國長慶氣田等煤化企業中被投入使用，并取得了良好效果。

3 Soct工藝

Soct工藝和Clause工藝具有結構和系統上的一致性，特別是Clause工藝的裝置可以在Soct工藝實際操作中具體應用，很多人將soct工藝看做是Clause工藝的變種。Soct工藝由化工企業開發，因此，Soct工藝一般應用金屬鈷鉬合金作為催化劑，對Clause工藝產生的尾氣進行再次凈化、加工和回收，做到對煤炭有害氣體的深層次開發和利用。Soct工藝的實質是通過加氫化合作用對煤化工尾氣中的一氧化硫、二氧化硫進行處理，形成可以回收的硫化氫，再通過反應容器和分離器對溶液進行處理，提純硫化氫氣體，進入到Clause工藝的鏈條。在Soct工藝實施過程中要控制催化劑種類和使用方法，針對不同硫回收目標建立起催化劑選用的方案和策略。同時，Soct工藝應用過程中要注意回收和加工的循環性，這是Soct工藝的優勢，也是Soct工藝的客觀要求，要從Soct設備的體系方面入手進行系統優化，建立Soct工藝循環使用的新體系。當前Soct工藝具有上下兼容的特點，因此Scot工藝可以和Clause工藝組成循環利用的煤化工脫硫新工藝體系。

4 生物脫硫工藝

自然界中一些微生物對硫元素有著特異的吸收、吸附、降解功能，20世紀80年代隨著生物脫硫反應器的成熟，特異性微生物的硫回收作用得到有效利用，形成了硫回收工藝的新發展方向。生物脫硫工藝和技術基礎是生物對含硫物的生物活性，因此具有高效率、低污染、回收效率高等優勢，特別是生物脫硫工藝中沒有添加劑、催化劑的應用，這大大降低了硫回收過程中化學藥劑和廢棄物的二次污染風險，并能形成循環往復的硫回收新形式。但是生物硫回收工藝還存在硫回收工操作復雜，硫回收生物反應器尺寸過大，硫回收前期支出和費用偏高等實際困難。當前生物脫硫工藝主要同濕法脫硫技術相互結合，通過酸性濕氣的注入，使生物分離器和反應器中和酸堿度得到調整，有利于調整微生物硫回收的效率，減少硫回收中循環的步驟，形成生物脫硫和回收新工藝。

5 結語

煤炭化工產業要在企業發展、資源開發、社會建設和環境改進4個大層面上取得平衡，這樣才能有效提升煤炭化工產業發展態勢，做到對國際煤炭化工產業進步的有效適應。當前煤炭化工產業要在煤化工裝置的改造和性能提升上入手，有效將硫回收工藝有機而全面地嵌套在煤化工裝置改造和創新的過程之中，借鑒國外先進煤化工裝置的技術優勢，對煤化工裝置進行現實性、持續性的改進，使硫回收工藝得到進一步實用化和工業化，推動煤化工裝置的自動化和無害化改造進程，建立起煤炭化工產業良性發展的技術、工藝和體系平臺。

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