降低硫磺回收煙氣二氧化硫排放探討與措施

尹雪飛　王永衛(wèi)

摘要：本文根據(jù)大連石化27萬噸/年硫磺回收裝置目前運行狀況下，分析影響煙硫磺回收煙氣二氧化硫的因素，針對裝置目前的排放現(xiàn)狀、存在的問題及國家新標準要求，提出裝置優(yōu)化操作等建議，并對影響的因素提出整改措施。

關(guān)鍵詞：硫磺回收;環(huán)保;二氧化硫

2015年4月16日，國家環(huán)保部發(fā)布了新的《石油煉制工業(yè)污染物排放標準（GB 31570-2015）》。新標準經(jīng)過幾年醞釀，最終以超過各版征求意見稿的苛刻度發(fā)布，要求新建企業(yè)白2015年7月1日起執(zhí)行，現(xiàn)有企業(yè)自2017年7月1日起執(zhí)行。其中，新標準要求酸性氣回收裝置sO一般排放限值400mg/m3，特別排放限值lOOmg/m3，這比原國標的960mg/m3落差巨大。降低硫磺同收裝置煙氣sO2排放，是目前同行業(yè)一個共性的問題。

1硫磺回收裝置煙氣中S02濃度影響因素

目前，國內(nèi)硫磺同收裝置普遍采用二級CLaus+還原吸收尾氣處理工藝技術(shù)路線，總硫回收率（質(zhì)量分數(shù)）可以達到99.8%以上。工藝區(qū)別主要是催化反應(yīng)再熱方式不同，主流的再熱方式是蒸汽換熱和在線爐加熱，高溫摻合法則越來越不被接受。不同的再熱方式對總硫同收率影響并不大，因此工藝路線的選擇不是降低煙氣硫排放的決定性因素。影響硫磺回收裝置煙氣sO2排放主要因素有以下幾種：

1.1吸收塔頂凈化尾氣

目前，大多數(shù)硫磺回收裝置吸收塔頂凈化尾氣都經(jīng)焚燒爐焚燒后直接進煙囪排放，由凈化尾氣引起的排放約占到總排放量（質(zhì)量分數(shù)）的60% - 70%。凈化尾氣中含硫物質(zhì)主要是H2S和COS。影響吸收塔頂凈化尾氣硫含量的因素主要有以下幾個方面：

1.1.1原料氣質(zhì)量

烴類、氨、CO2含量高，將影響到硫磺回收裝置的各個環(huán)節(jié)，包括尾氣排放。因此Claus反應(yīng)爐需要采用高強度燃燒器，控制好反應(yīng)爐爐溫，確保烴類、氨等雜質(zhì)完全分解。在硫磺回收裝置運行過程中，CO2總是起到副作用，而且容易被人低估。它在反應(yīng)爐中參與多種副反應(yīng)，主要是生成COS和CS2，增加水解反應(yīng)負擔(dān)，在尾氣吸收部分則會大大影響脫硫效果。

1.1.2反應(yīng)爐配風(fēng)

確保在線比值儀準確，將在線比值儀投自動，提高操作精準度。當Claus尾氣中H2S與SO2比值趨近于2時，能夠獲得較高的轉(zhuǎn)化率。

1.1.3溶劑吸收效果

目前主流吸收劑仍是復(fù)配型MDEA溶液，其吸收效果又受到吸收溫度、吸收壓力、溶液貧度、溶液濃度、設(shè)備條件等因素的影響。吸收溫度對吸收過程影響很大，一般控制吸收溫度是400C以下，超過45 0C時，尾氣排放即有明顯上升。單純對于脫硫來講，吸收溫度越低越好，原因是H2S與MDEA反應(yīng)是瞬間反應(yīng)，吸收溫度基本不影響反應(yīng)速度，而CO2與MDEA的反應(yīng)速度慢，溫度上升10℃時，其反應(yīng)速度常數(shù)增加一倍，即CO2吸收量增加，這勢必會抑制H2S的吸收，導(dǎo)致選擇性變差。吸收壓力對吸收過程有一定影響。吸收壓力越高，脫硫效果越好，但增加吸收壓力，脫硫的選擇性變差。因此，相對于其他因素，吸收壓力不必刻意改變。

1.2酸性水罐逸出氣

硫磺回收裝置酸性水汽提設(shè)置4臺原料水罐，為了避免壓力高突破水封造成現(xiàn)場硫化氫報警，將酸性水罐逸出氣改至尾氣焚燒爐。由于酸性水中含有大量的H2S，逸出后的氣相至焚燒爐燃燒增加了焚燒爐排放二氧化硫濃度，從目前運行經(jīng)驗來看，酸性水罐逸出氣能使排空煙氣中的sO2濃度增加了 200mg/m3～ 300mg/m3。

1.3硫池汽抽氣和液硫脫氣

硫池氣相空間中含有大量的H2S氣體，硫磺回收裝置的常規(guī)設(shè)計為將這部分氣體通過汽抽后排人尾氣焚燒爐，將會使煙氣SO2濃度增加lOOmg/m3左右。液硫中一般含有一定量的H2S，在液硫脫氣時，如果廢氣不進行處理直接進入焚燒爐，廢氣中所帶的硫化物燃燒生成SO2，造成裝置SO2排放濃度增加IOOmg/m3左右。要降低sO2排放濃度，必須回收處理液硫脫氣后廢氣中的硫。

2降低煙氣SO2濃度的措施

2.1酸性水罐逸出氣增上除臭設(shè)施

27萬硫磺裝置的4臺酸性水罐增上除臭設(shè)施，目前項目已列入裝置2017年停檢計劃叫中，設(shè)計已經(jīng)完畢，改造流程為兩個系列酸性水汽提裝置的原料水罐V-2302A/BI/Ⅱ（原有）罐頂排放氣通過正壓水封罐V-2312（新增），引至胺液脫硫塔C-2302（新增）脫除H2S、再進入固體脫臭塔C-2303A/B（新增）進行脫除有機硫，最后經(jīng)水環(huán)真空泵P-2308（新增）提壓后送至尾氣焚燒爐（原有）進行焚燒。

2.2液硫脫氣系統(tǒng)改造

對液硫脫氣系統(tǒng)進行改造，取消目前的液硫脫氣塔，液硫脫氣改為硫池內(nèi)液下鼓泡形式，用氮氣或者非凈化風(fēng)作為鼓泡動力，對硫池內(nèi)的液硫進行攪動，使液硫內(nèi)的硫化氫能夠更好的釋放出來。在以低壓蒸汽為動力，利用汽抽將硫池內(nèi)鼓泡出的氣相送至主爐進行燃燒，降低進入焚燒爐能夠產(chǎn)生二氧化硫排放的氣相量。

3結(jié)論

隨著新《環(huán)保法》的實施，硫磺裝置降低二氧化硫排放迫在眉睫，裝置采取上述一系列措施來降低煙氣二氧化硫排放。使裝置煙氣二氧化硫排放達到國家允許的新的排放標準。

參考文獻：

[1]李鵬，劉愛華.影響硫磺回收裝置SO2排放濃度的因素分析[J].石油煉制與化工，2013，44（4）：75-79.