新環保要求下濕法制硫酸技術在化工領域的實踐探析

鄭傳江

（貴州開磷集團礦肥有限責任公司，貴州 貴陽 550302）

化工領域主要采用硫回收單元裝置進行煤、石油中硫的回收，實際生產過程中，采用自凈化分離方式進行元素硫的處理，最后以回收單元為載體進行硫的回收。而以往企業硫回收工藝的應當采用克勞斯法進行處理，但是在環保要求不斷提高的背景下，傳統工藝的應用難以達到相關標準，并且隨著石油煉制工業污染排放相關標準的提出，對硫酸霧、二氧化碳的處理要求更為嚴格。為實現對硫回收的有效處理，避免因處理不到位而影響到大氣環境，越來越多企業開始重視對濕法制硫酸技術的應用。

一、濕法制硫酸技術應用優勢

以往企業進行硫回收處理所采用的方法多為克勞斯反應法，雖然此工藝的應用歷經多年的發展和改建，可達到93%～99%的回收率，但是其排放仍無法達到現行的排放標準要求。鑒于此，在新環保要求背景下，諸多企業開始重視對濕法制硫酸技術的應用，并取得良好成效。濕法制硫酸技術的應用步驟為酸性氣與空氣燃燒、余熱回收、SO3轉化、熱蒸汽冷卻[1]。

而在具體應用中，該技術應用存在以下特點：（1）適應性強、操作便捷。該技應用后，即使在回收處理期間因配風不當等因素影響而導致回收率降低，同樣可以通過尾氣吸收部分來控制其回收率符合標準要求，避免出現排放含硫污染物的問題。（2）回收率高。相較于克勞斯法的應用，該處理工藝的應用可達到99.8%的回收率[2]。（3）廢物、廢水零排放。處理過程中因不具備氣體干燥環節，所以不會產生硫酸損失的情況，即回收處理期間無任何廢水、廢物的排放。（4）能效高。回收處理過程中單元裝置會產生SO2氧化熱、H2O 與SO3反應熱等，而部分熱能會以高壓蒸汽的形式進行回收，因此實現高能效。（5）處理過程中不涉及到相關添加劑的應用。（6）占地面積較少。不存在單元裝置占用企業較大面積的情況。

二、新環保要求下化工領域中濕法制硫酸技術的應用

（一）雙氧水深度氧化處理技術

當前大部分企業對濕法制硫酸技術的應用多采用一級轉化流程，仍存在SO3排放濃度達不到排放標準的問題，所以需進行濕法制硫酸技術的升級與優化。而雙氧化深度氧化處理的應用，可實現度濕法制硫酸處理的進一步改進，通過再次優化處理冷凝器出口尾氣，將殘留的SO2利用雙氧進行深度氧化，可實現對SO3的直接獲取，并通過冷凝處理來獲取硫酸。經雙氧水深度氧化處理后，SO2濃度可達到標準要求，始終控制在≤52mg/Nm3。此外，相較于其他處理技術的應用，該工藝的運行成本較低，且在工藝改進過程中不需進行投資的增加[3]。

（二）SO2 深度轉化工藝

分析傳統制硫酸工藝的應用，經多年發展與優化已經實現一轉一凝工藝符合熱力學平衡要求。在此基礎上，普索企業進行二轉二凝新工藝的研發，取名為“WSA-DC”工藝。通過二次轉化與WSA 技術優勢的充分結合，進一步提升濕法制硫酸技術的應用效果。同時，該技術工藝除具備無廢水、能耗低、無化學消耗等優勢之外，可實現對SO2轉化率的提高。因為“WSA-DC”工藝是在一次轉化得到基礎上進行二次轉化，并在一次轉化的最后一段進行催化劑的應用，事先將轉化率提升至99.99%。

三、硫回收制硫酸技術的發展

（一）限制因素

分析濕法制硫酸技術的應用，存在以下限制性因素：（1）市場條件與地域的影響。因受到市場條件與地域因素的影響，導致仍有部分企業采用硫磺產品，針對硫酸作為產品的應用仍相對較少。其主要原因在于濃硫酸屬于酸性腐蝕品，不僅有較強的刺激性和腐蝕性，且助燃效果極強，存在較強的危險性，并且濃硫酸的運輸較為復雜。而硫磺雖然同樣存在易燃性的特點，但是相較于濃硫酸有更高的穩定性，這就使得硫磺產品的應用仍占據大部分市場[4]。（2）國產化率低。進行制硫酸與制硫磺裝置配置的比對，制硫磺需要配置超過70 臺的設備，而制硫酸僅需進行20 臺左右設備的配置。盡管設備數量之間存在差異，但是制硫酸裝置配置20 臺的成本相當于配置70 臺制硫磺裝置的75%～85%左右，進行裝置成本比例的分析，使得大部分企業認為投資制硫酸裝置不合適，再加上大部分硫回收制硫酸裝置依托于進口的渠道進行配置，導致其設備價格昂貴，成為硫回收制硫酸裝置應用的阻礙。

（二）濕法制硫酸技術的發展

為進一步促進濕法制硫酸技術的應用，應做到以下幾點：（1）進行硫酸市場的拓展。加強企業對硫酸產品的認知，包括硫酸的多用途，包括冶金工業、機械工業、化肥工業、石油工業、洗滌工業等，以及在農藥生產、塑料生產、燃料生產等領域均涉及到對硫酸的應用。而針對上文所述的濃硫酸運輸難問題，需要加大對硫酸小型存儲裝置的建設力度，進而為硫酸產品的應用與發展打下基礎[5]。（2）進行國產化率的提高。目前，我國已經掌握床間換熱器、硫酸泵、冷凝器外殼等設備的生產技術，但是因國內制造業對此類設備的制造并未取得較為顯著的成效，所以使得制硫酸設備的國產化率相對較低。對此，應加大對制硫酸設備生產的加大力度宣傳與推廣，結合政府相關政策的提出，鼓勵大型企業積極主動投身于制硫酸設備的生產中，再通過發展國內供貨商，為國產制硫酸設備的普及打下基礎。

結束語

綜上所述，目前濕法制硫酸技術的應用雖然取得一定成效，并在轉化率、廢物排放等方面取得可觀的成績，但是仍存在市場小、國產化率低等問題。對此，需加大對濕法制硫酸技術的推廣，并通過技術優化、拓寬市場、鼓勵國產企業自主創新等方面來進一步促進濕法制硫酸技術的應用。