硫磺回收装置尾气处理工艺探讨

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  摘要:随着经济和各行各业的快速发展,本文主要通过对硫磺回收装置尾气处理工艺进行分析,并提出相应的解决策略。
  关键词:硫磺回收装置;尾气处理工艺;探讨
  引言
  硫磺回收装置采用的是克劳斯工艺,通过将石油化工生产中排放的含硫气体转化为单质硫。随着化工产业的不断发展,传统的SOCT法尾气处理工艺已经不能满足当前石油炼制工业污染物排放标准,因此需要采用新的尾气处理工艺来应对日益严峻的的环保要求。当前使用比较广泛的几种尾气处理工艺,如氨法脱硫工艺、离子液工艺、钠碱法脱硫工艺等,下面将进行具体分析。
  1尾气处理工艺探讨
  1.1氨法脱硫工艺分析
  氨法脱硫是一种高效、低耗能的湿法脱硫方式,脱硫过程是气液反应,反应速率快,吸收剂利用率高,能保持脱硫效率95%-99%。氨法的最大特点是SO2的可资源化,可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。氨法脱硫主要包括两部分,其一是指SO2的吸收,其二是亚硫酸铵的氧化。在采用这种方法进行脱硫的过程中要用到吸收剂,能够选择性的吸收液体。在脱硫过程中一般以液氨作为吸收剂,有时也会用到氨水,其过程是对在制硫过程产生的二氧化硫气体进行吸收,然后再将尾气排放到大气中,反应过程中产生的亚硫酸氨溶液被氧化,进一步生成硫酸铵溶液。对于生成的溶液要进行浓缩,使用原烟气中的热量将其浓缩,这一环节完成后要进行结晶处理,采用结晶系统进行结晶,一般以蒸發结晶为主,最后生成硫酸铵浆液。将浆液进行分离处理,采用分离处理系统将硫酸铵进行分离,然后将其干燥处理,再进行包装。这种烟气脱硫法是一种相对较为环保的脱硫工艺之一,尤其我国此种脱离工艺刚起步,因此技术尚不够成熟。这种脱硫法的优势在于其脱硫的效率较高,而且在整个过程中不会产生二次污染,还可以将SO2进行回收再利用,提升了资源的利用率。当前我国已经可以采用硫酸铵制作化肥,采用这种脱硫方法在脱硫过程中会形成亚硫酸铵,而其可以还原氮氧化物,因此采用这种工艺一方面可以脱硫,另一方面还能脱硝,在一定程度上降低了温室效应。
  1.2钠碱法脱硫工艺分析
  钠碱法工艺即是常说的碱洗脱硫工艺,当前我国的工艺技术已经相对成熟。因碱洗位置不同,以焚烧炉为界分为炉前碱洗和炉后碱洗,其中炉后碱洗中的空塔喷淋技术应用广泛,下面就此种技术进行工艺分析:空塔喷淋碱洗脱硫技术相对而言操作工艺简单,便于使用,另外该工艺的建设成本相对较低,因此在实际的脱硫的工作中应用较多。空塔喷淋碱洗技术,烟气从尾气焚烧炉后进入脱硫塔下部,与塔顶经多层雾化喷头喷出的碱液逆相接触,以脱除烟气中S02;净化烟气经塔顶除雾器捕集游离液滴后,由塔顶排出。为了满足脱硫效果,保证塔内碱液与SO2充分接触,需要碱液雾化程度很高。碱液与SO2反应生成亚硫酸钠,经空气氧化生成硫酸钠,排入污水处理单元。
  1.3离子液工艺分析
  在离子液工艺处理中,所使用的离子液一般由2种离子组成,一种是有机阳离子,一种是有机阴离子,其在常温状态下一般呈液态,是一种溶液。在该溶液中要加入一部分活化剂,另外还要再加入抗氧化剂。采用这种脱硫方法主要受温度的影响,其在温度低的时候吸收SO2,在温度升高的时候再生成二氧化硫。采用这种工艺有两方面的作用,一方面是脱硫,另一方面是将其回收利用。采用这种方法进行脱硫,其脱硫效率可以达到99.5%,这种工艺脱硫的方法适应范围更加广泛。另外,在这种工艺中吸收剂的选择范围更大,大概是二氧化碳的5000倍左右,采用这种设备进行脱硫可以有效降低脱硫的成本,大大提升了脱硫的效率。这种脱硫工艺方法更清洁,同时还可以增加硫磺的产量,这种工艺比较适合大规模的尾气脱硫工作。
  1.4其它工艺分析
  除以上工艺技术外,还有改良的还原-吸收工艺、超重力烟气脱硫、喷射文丘里湿气洗涤工艺等。改良的还原-吸收工艺是在原有的SCOT尾气处理装置基础上对吸收塔改良及对溶剂的改进。相比其他烟气碱洗技术,超重力烟气脱硫技术在设备投资、占地面积、运行费用和设备长周期运行方面均无优势;喷射文丘里湿气洗涤技术,可在一定程度上降低整个脱硫系统的压降,其SO2脱除效果较好,能够满足排放要求,另外其塔内件结构简单,并且耐腐蚀及耐磨性能优越,无需检修维护。
  2改进思路
  停工过程中制硫系统的Claus催化剂床层积累过多的FeS,若不钝化处理将在漏氧情况下造成自燃事故,严重的还会烧毁催化剂及设备。因此停工吹硫程序就不可避免。原有的停工程序为:首先将尾气处理系统切除,再对制硫系统进行除硫钝化,最后停尾气焚烧炉。该程序的主要化学反应有:2Fes+7/2O2-Fe2O3+2SO2,S+O2-SO2,H2S+3/2O2-SO2+H2O,Claus催化剂钝化过程中产生的SO2和其它形态硫在尾气焚烧炉高温灼烧生产的SO2均通过烟囱直接排放,常常造成数十小时的超标排放,尤其在环境敏感地区造成严重影响,必然造成尾气排放超标。优化后的停工思路是:首先稳定燃料气系统,通过制硫炉后部临时增加在线氧含量监测仪表控制燃料气当量燃烧,延长催化剂热浸泡时间;其次采取燃料气模式吹硫以及大流量氮气吹赶系统过程气,不切除尾气处理系统但要避免过氧造成加氢催化剂床层超温,若超温应立即切除;最后停工吹硫时间预计12d,确保尾气排放达标。在充分利用现有装备技术的前提下,不切除尾气处理系统的同时,结合尾气提标项目CTS络合铁脱硫单元,同时严格控制制硫系统燃料气与风的配比,吹硫模式切换时大流量氮气在不降低炉温的前提下吹扫系统,确保催化剂床层不超温。
  结语
  通过对几种硫磺回收装置尾气处理工艺的介绍,可知每种工艺都有各自的特点。在实际的应用中,应该根据具体的使用环境以及使用条件选择合适的脱硫方法,力求达到最优效果,实现经济效益与环保效益的结合。其中氨法脱硫操作简单,而且成本相对偏低、应用领域广泛。离子液脱硫对脱硫要求比较严格的回收装置,这种设备成本偏高,因此其经济性有待提升。钠碱法脱硫对喷头要求较高,但操作简单,在可以处理废盐液的前提下应用最为适宜。为了实现更好的尾气处理效果,相关部门应该重视对硫磺回收装置尾气处理工艺技术的研发,促进石油化工生产与环境保护的兼容,推动石化行业的环保建设向高质量发展。
  参考文献:
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