論硫磺回收工藝的尾氣處理技術

魏文斌　張朋崗

摘 要：近年來，我國更新了石油煉制的工業污染排放標準，新標準的出爐給硫磺回收工藝的尾氣處理技術提出了更高的要求，使得石油化工企業必須對生產過程中硫磺回收的尾氣處理工作進行技術性的優化和改進，以達到全新的尾氣排放標準。本文以硫磺回收尾氣處理技術達標難點作為切入點，對硫磺回收工藝的尾氣處理技術進行集中的探討，系統的介紹了當下應用較為廣泛的幾種典型尾氣處理技術的適應性和優缺點，進而在企業資本投入、統籌規劃的條件下，提出硫磺回收工藝尾氣處理技術的選擇建議，進而摸索出新標準下硫磺回收工藝尾氣處理技術的優化。

關鍵詞：硫磺回收工藝;尾氣處理技術;優化

我國的環境保護標準在逐年升級，國家對硫磺回收工藝的尾氣處理控制要求越來越嚴苛，在循環經濟和生態保護戰略開展的雙重推進下，全國各地已經形成了全新的硫磺回收工藝尾氣處理回收標準。在這種新標準的背景下，企業要充分認識到國家對控制尾氣排放的決心，要對硫磺回收工藝的尾氣處理技術進行全面的優化和改進，企業對各種尾氣處理技術進行系統的分析，橫向比較不同處理技術優缺點以及與企業生產的匹配度，進而選擇適應企業生產和發展的最佳尾氣處理技術，并對處理流程進行全面優化，全面滿足國家對尾氣排放的全新技術要求。

1 硫磺回收工藝尾氣處理技術達標的難點

首先，硫磺回收工藝對低品質的酸性氣體處理起來難度很大。由于硫磺回收工藝尾氣中的酸性氣體來源不同，造成占比組成的差異性較大。在酸性氣體質量較高時，H2S所占的體積分數可以達到90%以上，CO2和CO含量較低，而相對較差的酸性氣體中，H2S所占體積分數在50%到60%之間，煤制酸性氣體的H2S體積分數則低至1%到30%，致使CO2和CO含量較高，在進行尾氣處理過程中，CO2和CO含量較高的劣質酸性氣體中的有機硫容易穿透胺液吸收單元，這樣就會造成焚燒爐中產生大量的SO2氣體，致使硫磺回收工藝的尾氣排放不達標。其次，硫磺回收工藝在開工過程中，裝置在不斷升溫的過程中會出現催化劑硫化的現象，在停工期間，還會出現催化劑鈍化和系統吹硫的現象，致使尾氣排放難以達到國家新標準。

2 當前應用較為廣泛的硫磺回收尾氣處理技術分析

2.1 LS-De-GAS硫磺回收尾氣處理技術

LS-De-GAS是我國石化齊魯分公司研究院研發出來的硫磺回收尾氣處理專利技術，能夠有效降低硫磺回收尾氣中的SO2氣體濃度，使其達到國家的相關標準。該項尾氣處理技術主要是利用有機硫對催化劑進行高效水解，以獨立再生系統和高效脫硫劑進行配套輔助，進而通過溫度控制的方式在吸收塔中進行液硫脫氣廢氣處理。其中，液硫脫氣將凈化后的尾氣進行巧妙處理，以充當液硫池的鼓泡起源，返回克勞斯系統，有效降低公用工程消耗，且H2S排放體積分數小于國家標準，該項專利技術具有成本低，無二次污染的特點，硫的收率可達99.99%，在煉油企業中得到了廣泛的應用。

2.2 煙氣堿洗硫磺回收尾氣處理技術

煙氣堿洗工藝目前我國已經存在多家專利技術供應商，其主要通過兩級克勞斯+SCOT+尾氣焚燒+鈉法煙氣脫硫等組合對硫磺回收尾氣進行脫硫處理。該項工藝的主要處理流程為：硫磺回收酸性尾氣在制硫單元處理過后輸送到尾氣焚燒爐，待余熱回收完成后，煙氣在260℃的條件下進入到換熱器中進行換熱，當煙氣達到200℃后在輸送至脫硫塔中。在脫硫塔中，煙氣需經急冷洗滌降至60℃后進入塔內填料段進而實現SO2的脫除。煙氣堿洗技術的最大特點就是可靠性高且適應性極強，具有較強的抗波動性，無論開工還是停工都可以在調整工藝的條件下實現SO2氣體的濃度控制，進而達到尾氣排放標準。

2.3 氨法尾氣脫硫硫磺回收尾氣處理技術

氨法尾氣脫硫工藝與煙氣堿洗工藝如出一轍，僅缺少SCOT環節，該技術的主要工藝流程為：經兩級克勞斯流程處理后，酸性氣體還要經過焚燒處理再進入到脫硫塔中，煙氣在脫硫塔中與逆流的循環漿液進行充分的接觸洗滌，同時進行吸收和降溫處理，此過程中，SO2被循環液中的含氨吸收劑進行充分吸收，生成一種亞硫酸銨的反應物。在脫硫塔底部，含亞硫酸銨的液體與鼓入塔內的空氣進行充分的氧化反應，生成硫酸銨，經過氨法尾氣脫硫工藝處理后的煙氣能夠將排放尾氣中的SO2質量濃度控制在50mg/m3以下，脫硫效率高達98%以上，該項技術省去了SCOT環節，能夠實現成本和運行的有效控制，但也存在易形成氣溶膠或氨逃逸的問題。

2.4 有機胺脫SO2硫磺回收尾氣處理技術

有機胺脫SO2硫磺回收尾氣處理技術也稱之為Cansolv SO2洗滌技術，是殼牌全球解決方案公司發明的專利技術，該項技術的工藝流程為：硫磺回收酸性尾氣在制硫單元處理過后輸送到尾氣焚燒爐，待余熱回收完成后，煙氣在260℃的條件下進入到換熱器中進行換熱，當煙氣達到200℃后在輸送至脫硫塔中。在脫硫塔中，煙氣需經急冷洗滌降至60℃后進入塔內填料段進而實現SO2的脫除，煙氣在脫硫塔中與逆流的循環漿液進行充分的接觸洗滌，尾氣經此凈化后經煙囪排放出去，塔底酸性水經過中和反應處理后進行排放。此技術還應用到再生塔，富液換熱之后進入再生塔，塔頂氣體經冷卻后輸送至回流罐，而回流罐底部的酸性水則會經過增壓泵輸送至再生塔。這種技術的最大優勢在于不設置SCOT單元就可對所有裝置的含硫尾氣進行統一處理，但操作復雜且投資較大。

2.5 超優克勞斯+煙氣堿洗技術

超優克勞斯技術的核心在于SO2氣體在H2S選擇性氧化之前就被還原成硫蒸氣。而企業為了實現當前我國全新尾氣排放標準的嚴格要求，又在超優克勞斯直接氧化技術的基礎上輔以鈉法堿洗技術，進而形成了全新的工藝組合。超優克勞斯技術+煙氣堿洗技術就是通過克勞斯反應、催化還原反應以及選擇性氧化反應三種途徑生產單質硫，再對煙氣進行一輪堿洗的尾氣處理技術，此工藝技術在有效降低尾氣除硫，實現99.9%以上的尾氣除硫率，且流程簡單易操作，投資和運行成本也相對較低，同時還具備較強的抗原料波動能力。但此種尾氣處理技術同樣存在一定的缺點，這種技術的硫回收率較低且產生高含鹽廢水。

3 結論

不同硫磺回收企業在企業工藝裝置配備、環保要求、酸性氣體特點不同的條件下，采用的尾氣處理技術推薦為：

當企業已經擁有多套硫磺回收裝置的條件下，可應用LS-De-GAS作為尾氣處理技術來解決SO2氣體排放達標的問題，特別是全加氫煉油廠，采用LS-De-GAS技術可有效降低投資及運行成本，對處理高品質酸性氣體具有較高的效率，且不產生二次污染。這類企業在應用此項技術時可增設一套煙氣堿法脫硫，進而提升企業開停工的適應性，還能夠增強低品質酸性氣體處理。

對于硫磺回收尾氣CO2含量較高，需要考慮含硫氣體綜合治理的企業可以考慮除去SCOT環節的氨法脫硫技術或有機胺法脫硫技術，如果企業的硫磺回收并不受到廢水排放的限制，則可以選擇超優克勞斯+煙氣堿洗技術的尾氣處理技術。

縱觀五種硫磺回收尾氣處理技術，煙氣堿洗技術具有最好的達標效果，但其投資和運行的成本也較高，現階段僅適用于其他尾氣回收技術的輔助技術，進行尾氣處理補充，若企業僅有一套硫磺回收工藝配置，且能夠接受含鹽廢水的條件下，煙氣堿洗技術是最佳的選擇，其適應性和可靠性是企業的不二選擇。

參考文獻：

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