硫磺回收裝置尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放工藝優(yōu)化

周玉紅

（安陽(yáng)九久化學(xué)科技有限公司，河南安陽(yáng) 455000）

實(shí)現(xiàn)硫磺回收裝置尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放是進(jìn)行尾氣二氧化硫治理的重要工作，特別是在化工領(lǐng)域，應(yīng)該采用科學(xué)合理的技術(shù)方法，不斷升級(jí)優(yōu)化工藝方案，保證硫磺回收裝置尾氣二氧化硫能夠達(dá)標(biāo)排放，避免造成大氣污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保發(fā)展。本文主要對(duì)硫磺回收裝置尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放工藝優(yōu)化的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析闡述。

1 硫磺回收裝置尾氣二氧化硫轉(zhuǎn)換原理

高溫放熱是制硫燃燒爐內(nèi)的主要反應(yīng)類型，三分之一的二氧化硫會(huì)在燃燒爐內(nèi)完成轉(zhuǎn)化。通常情況下，燃燒爐內(nèi)溫度達(dá)到1 100～1 400℃，硫化氫向單質(zhì)硫的轉(zhuǎn)換比例能夠保持在60%-70%，這樣的轉(zhuǎn)換比例會(huì)隨著科技水平的提高與設(shè)備技術(shù)的升級(jí)而不斷提升，從而使得硫磺回收裝置尾氣二氧化硫的轉(zhuǎn)換效率提高。

現(xiàn)階段，隨著回收技術(shù)的進(jìn)步與實(shí)踐應(yīng)用成果的豐碩，部分裝置的轉(zhuǎn)化率大幅提高，主要原理是首先采用汽提進(jìn)行污水處理，促進(jìn)溶劑再生產(chǎn)生的酸性氣體全部進(jìn)入高溫燃燒爐內(nèi)，再通過(guò)對(duì)配風(fēng)量的調(diào)整以使酸性氣中所含烴類物質(zhì)完全燃燒，在這一過(guò)程中會(huì)有三分之二的硫化氫和二氧化硫根據(jù)配比完成理想轉(zhuǎn)化，而其他三分之一的酸性氣體也會(huì)在完全燃燒的基礎(chǔ)上生成二氧化硫，這在很大程度上使得硫磺回收裝置尾氣二氧化硫轉(zhuǎn)換的效率得到提高，效果得到增強(qiáng)。

2 尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放影響因素

2.1 酸性原料的質(zhì)量對(duì)尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放的影響

硫磺回收裝置的酸性原料，主要來(lái)自于酸性水汽提和溶劑再生，酸性原料的質(zhì)量水平受到上游裝置運(yùn)行狀態(tài)的影響較大。通常情況下，上游裝置運(yùn)行良好，所能提供的酸性原料質(zhì)量就越有保證。

在酸性原料中含有大量烴類物質(zhì)和氫類物質(zhì)，在烴類物質(zhì)和氫類物質(zhì)的作用下，會(huì)造成制硫燃燒爐因超溫運(yùn)行而發(fā)生損壞，長(zhǎng)此以往會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行埋下安全隱患，導(dǎo)致設(shè)備帶病工作、不良運(yùn)行等情況的發(fā)生。通常情況下，要注意控制酸性原料的溫度，避免溫度過(guò)高或者過(guò)低，過(guò)高或者過(guò)低都不是理想狀態(tài)，溫度過(guò)高會(huì)增加制硫燃燒爐的運(yùn)行壓力，加之含水量較高，由此會(huì)引發(fā)連鎖副作用，使得回收率整體下降，從而使得尾氣二氧化硫排放不達(dá)標(biāo)，擴(kuò)大酸性原料對(duì)尾氣二氧化硫排放的不良影響。而溫度過(guò)低則會(huì)出現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部結(jié)鹽的情況，造成管閥等部件的堵塞，最后影響到設(shè)備的整體運(yùn)行情況，嚴(yán)重者可能引發(fā)重大的安全事故。

2.2 配風(fēng)比的控制對(duì)尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放的影響

配風(fēng)比的控制是對(duì)尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放最為重要的影響因素，是硫磺回收裝置實(shí)現(xiàn)良好操作與有效控制的難點(diǎn)部分，無(wú)論是在技術(shù)控制還是工藝操作方面，對(duì)于配風(fēng)比的控制都被看做尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放控制的重點(diǎn)內(nèi)容。正是由于配風(fēng)比的控制較為困難，所以使得二氧化硫的物質(zhì)量比值很難到達(dá)二級(jí)，使其在難以發(fā)生反應(yīng)的情況下隨氣體進(jìn)入到吸收塔與焚燒爐當(dāng)中，一方面增加了吸收塔與焚燒爐運(yùn)行的負(fù)荷，另一方面則導(dǎo)致尾氣排放的不達(dá)標(biāo)情況。

一旦硫磺回收裝置運(yùn)行狀態(tài)下物質(zhì)量比值在超過(guò)二級(jí)的情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，尾氣排放就很難達(dá)標(biāo)。

2.3 催化劑的性能對(duì)尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放的影響

催化劑的性能，即級(jí)配，是確保硫回收率的重要影響因素，對(duì)于催化劑性能的控制在很大程度上直接決定了尾氣二氧化硫能否達(dá)標(biāo)排放。一般情況下，催化劑的選用應(yīng)使用脫硫溶劑，這主要是為了避免酸性原料中的烴類物質(zhì)造成催化劑床層大量積碳，引發(fā)超溫老化、活性降低等問(wèn)題，一旦出現(xiàn)這些問(wèn)題，對(duì)于整體的尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放會(huì)造成根本性的影響。一般情況下，催化劑的選用應(yīng)經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，實(shí)踐周期以一年或一年半為最佳，只有保證實(shí)踐時(shí)間的滿足，才能確保催化劑級(jí)配選擇的正確，保證連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期需求。而且，在實(shí)踐周期內(nèi)，通過(guò)實(shí)踐能夠?yàn)榻窈蟮拇呋瘎┬阅軐?duì)尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放的影響研究積累數(shù)據(jù)資料，從而提升研究的準(zhǔn)確性與客觀性。

2.4 裝置的負(fù)荷情況對(duì)尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放的影響

裝置的負(fù)荷情況主要是指溶劑再生裝置的負(fù)荷情況，而溶劑再生裝置是硫磺回收裝置對(duì)酸性原料進(jìn)行處理的主要設(shè)備，溶劑再生裝置運(yùn)行的效果對(duì)于尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放的影響是關(guān)鍵性的，如果溶劑再生裝置的運(yùn)行狀況良好，則尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放就可以實(shí)現(xiàn)。一般情況下，當(dāng)加氫路線受到原油性質(zhì)影響過(guò)大造成頻繁停工時(shí)，溶劑再生裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷會(huì)增加，硫磺回收裝置受到的沖擊會(huì)增大，最為強(qiáng)烈時(shí)，會(huì)使硫磺回收裝置的能耗上升，運(yùn)行困難，甚至出現(xiàn)失控的情況。對(duì)于裝置負(fù)荷臨界點(diǎn)的操控，對(duì)于裝置合理區(qū)間的設(shè)定把控，是一項(xiàng)極為精細(xì)的工藝，對(duì)技術(shù)水平要求較高。

3 硫磺回收裝置尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放工藝優(yōu)化技術(shù)

硫磺回收裝置尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放工藝的優(yōu)化技術(shù)，主要涉及兩個(gè)方面，即酸性原料汽提工藝優(yōu)化和硫磺回收裝置工藝優(yōu)化。在這兩項(xiàng)內(nèi)容的優(yōu)化過(guò)程中有一些細(xì)節(jié)的部分需要注意。

3.1 酸性原料汽提工藝優(yōu)化

3.1.1 油類物質(zhì)控制

對(duì)于油類物質(zhì)的控制，是對(duì)含硫、含氨酸性原料中油類物質(zhì)的去除，主要方法是分離沉淀，油類物質(zhì)實(shí)現(xiàn)良好控制后，整體含量應(yīng)在150mg/L 以下，只有在150mg/L 以下的狀態(tài)，油類物質(zhì)才不會(huì)對(duì)汽提塔造成損壞。

3.1.2 塔頂溫度控制

對(duì)塔頂溫度進(jìn)行優(yōu)化，溫度以85-90℃為最佳，在該溫度區(qū)間內(nèi)實(shí)行空冷器冷卻工藝，對(duì)于空冷器冷卻工藝的實(shí)行，溫度區(qū)間的控制至關(guān)重要。在該溫度區(qū)間內(nèi)，不易發(fā)生管線、液位計(jì)、氣流量計(jì)的結(jié)晶堵塞，且酸性氣負(fù)荷與液罐液位水平較為穩(wěn)定，空冷器受到惡劣天氣的影響也相應(yīng)降低，從而使得空冷器運(yùn)行保持穩(wěn)定。

3.1.3 蒸汽用量控制

對(duì)蒸汽用量的控制，主要是考慮到節(jié)能減排的問(wèn)題，這符合現(xiàn)階段現(xiàn)代工藝優(yōu)化升級(jí)，可持續(xù)發(fā)展的總體戰(zhàn)略方向與要求。對(duì)于蒸汽用量的控制，一方面是提高凈化水的整體質(zhì)量，另一方面是降低蒸汽用量。通常情況下，蒸汽用量應(yīng)控制在140kg/t 為最佳優(yōu)化狀態(tài)，這是一種精細(xì)化的控制操作。

3.2 硫磺回收裝置工藝優(yōu)化

3.2.1 配風(fēng)比優(yōu)化

配風(fēng)比優(yōu)化主要是解決酸性原料質(zhì)量與流量控制難所造成的裝置自控效率低的問(wèn)題。具體優(yōu)化方案是大量去除酸性原料進(jìn)料，降低副作用下產(chǎn)生的二氧化氮、二硫化碳含量，保持硫磺回收裝置的穩(wěn)定運(yùn)行與低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化率的提高。并通過(guò)引進(jìn)使用氣組分在線儀器等現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備，提高硫磺回收裝置的自控化水平，降低手動(dòng)控制的比例。當(dāng)配風(fēng)比得到優(yōu)化，并能長(zhǎng)時(shí)間保持良好的比例關(guān)系，這對(duì)于硫磺回收裝置良好運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義。

3.2.2 催化劑優(yōu)化

催化劑的優(yōu)化主要是指對(duì)催化劑床層的溫升進(jìn)行有效控制，溫升的控制要保持勻速，不能起伏過(guò)大，出現(xiàn)過(guò)激的情況。這是因?yàn)榇呋瘎┐矊訙囟鹊倪m度水平與硫磺回收裝置硫轉(zhuǎn)化率有直接關(guān)系。溫度的穩(wěn)定至關(guān)重要，通過(guò)催化劑床層溫升的優(yōu)化，解決溫度高低不一，波動(dòng)較大的問(wèn)題，從而避免出現(xiàn)尾氣排放二氧化硫超標(biāo)的情況。

3.2.3 溶劑優(yōu)化

溶劑優(yōu)化主要是指溶劑循環(huán)與質(zhì)量的優(yōu)化控制。優(yōu)化的具體工藝方法是加氫還原工藝，確保所用胺液質(zhì)量的達(dá)標(biāo)。另外，胺液的質(zhì)量水平與吸收效果有直接影響，胺液循環(huán)量高，一般吸收效果都不理想。為此在進(jìn)行溶劑優(yōu)化時(shí)，要注意增加獨(dú)立的胺液再生裝置，從而使得胺液循環(huán)保持在適度水平，避免出現(xiàn)過(guò)高的情況，影響到硫磺回收裝置尾氣二氧化硫排放的達(dá)標(biāo)可能。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的重視，對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，通過(guò)技術(shù)工藝的優(yōu)化，以提高硫磺回收裝置工作效率，降低排放尾氣中二氧化硫的含量就顯得至關(guān)重要。穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行，把控原料質(zhì)量，掌握工藝核心，是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)硫磺回收裝置尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放工藝優(yōu)化應(yīng)堅(jiān)持的基本原則，在堅(jiān)持基本原則的前提下進(jìn)行技術(shù)的升級(jí)與研究，有利于不斷提高硫磺回收裝置尾氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放的水平。