硫回收尾氣處理產(chǎn)生溶液的回收與利用

張立志 李海波 郭文浩

摘? 要：2015 年國(guó)家環(huán)保部頒發(fā)的《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限值要求低于100 mg/m3，與原《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297—1996）中二氧化硫限值960 mg/m3 相比，已建成的克勞斯硫回收已不能滿足新的環(huán)保要求。該文介紹某硫回收裝置采用氨法脫硫滿足達(dá)標(biāo)排放要求，結(jié)晶產(chǎn)生濃度約10%～15%的硫酸銨漿液的回收與利用。

關(guān)鍵詞：硫回收;硫酸銨;工藝指標(biāo)

中圖分類號(hào)：X701? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 概述

硫回收裝置是某個(gè)項(xiàng)目中的一個(gè)廢氣處理裝置，該裝置主要是為回收低溫甲醇洗裝置酸性氣、酸水汽提裝置酸性氣和氣化裝置酸性氣中的硫及含硫化合物，通過(guò)工藝技術(shù)處理，一方面使工業(yè)廢氣排放達(dá)到國(guó)家環(huán)保排放指標(biāo)，減少環(huán)境污染，另一方面將酸性氣中大于97%的硫元素轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)硫產(chǎn)品，回收資源;同時(shí)副產(chǎn)20%（wt）硫銨產(chǎn)品。該裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境保護(hù)有著重要的意義。

1 工藝流程介紹

硫回收尾氣處理采用并聯(lián)雙塔氨法脫硫工藝，煙氣進(jìn)煙道前煙氣經(jīng)噴淋水降溫至120℃后入脫硫塔，在塔內(nèi)，塔底的硫銨溶液經(jīng)循環(huán)泵打循環(huán)從塔頂噴入，煙氣在出塔前為防止氨逃逸，用工藝水進(jìn)行二次噴淋，通過(guò)控制循環(huán)吸收液的pH值，實(shí)現(xiàn)控制加入氨水的加入量，塔底通過(guò)羅茨鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)鼓入空氣，在塔底發(fā)生吸收、氧化反應(yīng)生成硫銨，當(dāng)硫銨濃度達(dá)到20%時(shí)，通過(guò)采出泵連續(xù)送入動(dòng)力廠進(jìn)行后續(xù)處理;脫硫后的凈化尾氣由煙囪直接排放。

2 現(xiàn)狀

硫回收氨法脫硫裝置技改后投用，產(chǎn)出的副產(chǎn)硫酸銨溶液未能按照原設(shè)計(jì)送至某電廠氨法脫硫系統(tǒng)統(tǒng)一回收，導(dǎo)致副產(chǎn)硫酸銨溶液通過(guò)槽車外送臨時(shí)處置，不但造成產(chǎn)品浪費(fèi)，還額外增加了運(yùn)輸費(fèi)用。為降低成本，給企業(yè)創(chuàng)造最大經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)計(jì)劃將硫回收部分副產(chǎn)硫酸銨溶液送至該電廠脫硫系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)晶試驗(yàn)，檢驗(yàn)實(shí)際運(yùn)行效果。

3 原因分析

3.1 未設(shè)置單獨(dú)出料裝置

某電廠脫硫系統(tǒng)共設(shè)置兩臺(tái)緩沖槽，兩臺(tái)料液槽。目前十臺(tái)脫硫塔出料過(guò)程中各塔漿液混合，當(dāng)任意一套系統(tǒng)結(jié)晶出現(xiàn)惡化時(shí)，24小時(shí)內(nèi)便會(huì)對(duì)原本正常的漿液造成污染，結(jié)晶惡化。

2016年11月、2017年3月，硫回收裝置硫酸銨漿液輸送至該電廠脫硫系統(tǒng)后，造成脫硫系統(tǒng)工況異常，吸收塔硫酸銨漿液不結(jié)晶，離心機(jī)無(wú)法分離，硫酸銨產(chǎn)品無(wú)法產(chǎn)出。

3.2 硫回收裝置產(chǎn)生的硫酸銨漿液指標(biāo)不合格

本電廠脫硫各塔濃縮段產(chǎn)生的硫酸銨溶液指標(biāo)控制情況：濃縮段比重：濃縮段比重控制在1.14～1.35;濃縮段pH：2～3.5;漿液氧化率控制在99%以上。2016年11月、2017年3月，硫回收裝置送至該電廠脫硫系統(tǒng)料液槽硫酸銨漿液未進(jìn)行指標(biāo)分析，導(dǎo)致脫硫各塔結(jié)晶變細(xì)，發(fā)黏，最后各塔漿液被迫進(jìn)行置換，重新結(jié)晶。

4 控制措施

4.1 設(shè)置料液槽A/B單獨(dú)出料裝置

將目前的緩沖槽A/B分別作為將1-2#塔和3-10#塔的出料緩沖槽; 料液槽A/B分別作為1-2#塔和3-10#塔的料液槽;1#硫銨制備系統(tǒng)處理1-2#塔+硫回收脫硫溶液;2#-5#硫銨制備系統(tǒng)處理其余8臺(tái)塔的料液。

硫回收溶液接至料液槽A，通過(guò)料液泵A打入1#2#塔，飽和結(jié)晶后通過(guò)硫銨排出泵打入緩沖槽A，再通過(guò)旋流器給料泵A打至1#后處理系統(tǒng)，母液?jiǎn)为?dú)切出，自流回料液槽A，完成循環(huán)。

緩沖槽A、B間設(shè)連通閥門，正常運(yùn)行時(shí)隔離，工況異常或設(shè)備故障狀態(tài)時(shí)可進(jìn)行切換。

5臺(tái)旋流器給料泵出入口管線間均設(shè)閥門隔離，實(shí)現(xiàn)干燥系統(tǒng)互為備用，例：1#旋流器給料泵故障時(shí)，可切換2#給料泵漿液去1#干燥系統(tǒng)進(jìn)行出料。

具體改造內(nèi)容如圖1所示。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管線及系統(tǒng)隔離，實(shí)現(xiàn)A/B系列、硫回收裝置來(lái)硫酸銨漿液能夠單獨(dú)出料、單獨(dú)回液，消除因?yàn)?套系統(tǒng)漿液惡化或硫回收裝置來(lái)漿液后對(duì)其他系統(tǒng)造成污染的風(fēng)險(xiǎn)。

硫回收溶液接至料液槽A，通過(guò)料液泵A打入1#2#塔，飽和結(jié)晶后通過(guò)硫銨排出泵打入緩沖槽A，再通過(guò)旋流器給料泵A打至1#后處理系統(tǒng)，母液?jiǎn)为?dú)切出，自流回料液槽A，完成循環(huán)。

3#-10#脫硫塔漿液進(jìn)入緩沖槽B，通過(guò)其他給料泵送入2-5#硫銨制備系統(tǒng)進(jìn)行分離和干燥，分離出的母液分離出的返回至料液槽B后送回3#-10#脫硫塔內(nèi)。

硫回收漿液與1#、2#吸收塔漿液混合出料，系統(tǒng)運(yùn)行正常。

4.2 嚴(yán)格控制硫酸銨漿液來(lái)液工藝指標(biāo)

為確保將硫回收裝置脫硫塔產(chǎn)生的漿液穩(wěn)定合格的送至該電廠脫硫裝置，硫回收裝置安排專人每天將取好硫酸銨漿液每班分2次送至化驗(yàn)室分析化驗(yàn)，指標(biāo)符合表1硫銨溶液外送標(biāo)準(zhǔn)后該電廠脫硫裝置方可進(jìn)行接液。

5.1 結(jié)論

經(jīng)過(guò)1#-2#脫硫塔單獨(dú)接收硫回收漿液進(jìn)行出料測(cè)試，發(fā)現(xiàn)硫回收漿液工藝指標(biāo)控制在濃縮段比重：濃縮段比重控制在1.10～1.2;濃縮段pH：3～3.5;漿液氧化率控制在97%以上時(shí)對(duì)1#-2#脫硫塔內(nèi)硫酸銨結(jié)晶無(wú)影響，進(jìn)而推廣至3#-10#脫硫塔按照以上工藝指標(biāo)進(jìn)行接收硫回收漿液，自2019年4月8日起至今進(jìn)行接收該裝置硫酸銨溶液，該電廠脫硫裝置1#-10#脫硫各塔未發(fā)生系統(tǒng)大面積結(jié)晶異常，運(yùn)行工況穩(wěn)定，并且硫酸銨產(chǎn)量每100 m3漿液增加25 t～30 t左右。

5.2 效益預(yù)測(cè)

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管線及系統(tǒng)隔離，實(shí)現(xiàn)A/B系列能夠單獨(dú)出料、單獨(dú)回液，消除因?yàn)橐惶紫到y(tǒng)漿液惡化后對(duì)其他系統(tǒng)造成污染的風(fēng)險(xiǎn)。

硫銨產(chǎn)品穩(wěn)定產(chǎn)出，漿液結(jié)晶正常，不產(chǎn)生漿液外運(yùn)，每年至少節(jié)省漿液轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用64萬(wàn)元。

接收該硫回收裝置漿液后，每年增加硫銨產(chǎn)量（19070×8000×24.5%）=3.74萬(wàn)噸，增加硫銨產(chǎn)品收益：1870萬(wàn)元/年，節(jié)省硫回收外運(yùn)漿液費(fèi)用約30萬(wàn)元/年。

參考文獻(xiàn)

[1]馬少紅，張明成，劉海洋，等.氨法脫硫在硫回收尾氣處理中的應(yīng)用[J].廣東化工，2017，44（20）：153-154.