湿法脱硫在硫回收尾气处理中的应用

湿法脱硫在硫回收尾气处理中的应用

刘恩生 东兆晨

鲁西化工集团股份有限公司 山东省聊城市 252211

摘要：硫回收是指将硫化氢等有毒含硫气体中的硫化物转化为元素硫的化学过程。硫磺在加工过程中危害很大。如果不及时拆除，将严重腐蚀设备，影响机组的长期运行。在原油或煤炭加工过程中，硫化物会转化为H2S，H2S具有剧毒性，对人体和环境有很大的毒性作用。硫磺回收工艺是处理H2S最合适的工艺。

关键词：湿法脱硫；硫磺回收；尾气处理；应用

1硫磺回收特性

随着科学技能的不断发展，我国硫磺收回工艺品种繁多。经过对以上几种硫磺收回工艺的综合对比剖析，发现不同的收回工艺各有优缺点，克劳斯延伸工艺具有较为广阔的应用远景。因而，为了有效下降经济成本，进步硫磺收回率，煤化工企业在硫磺收回工艺的挑选上应活跃采用先进的工艺技能和污染控制技能，加强对引进技能的吸收和转化，不断发展具有自主产权的硫磺收回工艺，最大限度地削减尾气中硫污染物的排放，完成硫磺收回与节能减排的协调发展，满足我国煤化工企业的发展需要。

1.1机组规划较小

新时期，炼油设备的炼油能力和天然气设备的发展有了很大提高，硫磺收回设备的规划越来越大，年硫磺产量为50~250kt。但是，煤化工项目的单位规划相对较小。虽然煤炭消耗量小，但硫产量也很低。一般情况下，年硫磺产量为10~30kt。

1.2酸性气体浓度杂乱且较低

由于煤炭资源成分杂乱，硫磺收回后发生的酸性气体也比较杂乱。除了常见的碳氢化合物和有机硫外，还有甲醇、氰化氢和其他物质。现在，我国煤化工项目的空气净化技能一般为低温甲醛法和NHD法。排出的酸性气体浓度较低，一般只有20%～30%。但假如不及时处理，不仅会缩短催化剂的使用寿命，形成硫磺产品质量不合格，还会堵塞催化剂床层，影响设备的正常运转。

1.3酸气浓度动摇大

煤炭资源品种繁多。煤气化项目后发生的含硫质料气，即酸气，成分不同，其浓度动摇较大，改变范围比其他石化范畴大得多，对操作要求较高。

2烟气脱硫技术改造

2.1镁法脱硫原理

技术改造采用湿法脱硫工艺，脱硫剂为氧化镁。氧化镁与水反应制成氢氧化镁Mg(OH)2浆液，浆液加入到吸收塔内，随同循环浆液一起洗涤尾气。尾气中SO2与氢氧化镁反应后生成亚硫酸镁MgSO3，再经过氧化反应生成为MgSO4溶液。

2.2技改后工艺流程

原超优克劳斯硫回收装置焚烧炉出口的尾气，经废热锅炉和蒸汽过热器回收热量后，不经空气急冷，而是直接进入湿法脱硫工序。超500℃尾气进入湿法脱硫工序余热锅炉，副产2.5MPa(G）饱和蒸汽，减压至0.6MPa(G）送蒸汽管网。余热锅炉出口气体温度保持在露点腐蚀温度以上，使用引风机进行增压，在进入脱硫塔前的竖直烟道上设置降温喷头，使用一次水将尾气均匀降温至150℃以下，同时在塔前水平烟道设置紧急喷淋装置，以保证紧急工况下入塔气体不会对脱硫塔内防腐蚀内衬造成损坏。

气体由吸收塔的中下部进入脱硫塔，向上流动。脱硫浆液由循环泵加压后进入脱硫塔的上部，浆液通过喷淋层雾化喷嘴形成喷雾，在下降的过程中与气体逆流接触，脱除气体中的SO2。经热质传导，尾气温度下降，达到饱和状态，夹带的雾滴被脱硫塔内的除雾器分离，靠重力返回脱硫塔下部浆液池，通过氧化风机进行强制氧化生成MgSO4，送热电锅炉脱硫工序集中处理，饱和尾气经原烟囱排出，烟囱内部进行防腐改造。

2.3SO2尾气吸收工艺

2.3.1高效洗涤器的洗涤、降温段

脱硫尾气经尾气焚烧炉焚烧后，经余热回收后，SO2尾气在330℃左右的温度降至220℃左右，进入高效洗涤器；在洗涤器中，SO2尾气经硫酸铵溶液喷淋、冷却、吸收后进入氨吸收塔；洗涤后的尾气在氨吸收塔底部与氨气、空气充分反应，硫酸铵溶液从塔底部流出。经硫酸铵冷却器循环冷却后，在塔与各设备之间循环，剩余尾气通过喷淋持续吸收。

2.3.2塔内循环喷淋吸收段

塔底未被吸收的尾气进入一级喷淋设备进行喷淋清洗，剩余尾气返回塔上部进一步处理。在塔内上部，尾气自下而上与硫酸铵溶液逆流接触，气液连通。塔盘上的硫酸铵溶液溢出进入循环液罐。硫酸铵溶液在循环液罐和塔之间通过泵进行循环和喷淋，以吸收残余SO2。循环吸收过程中，循环液罐顶部加水连续稀释，底部引入气体，氨与SO2充分反应生成硫酸铵溶液进入塔，剩余尾气从罐顶部进入塔继续循环。经一级喷淋设备洗涤，多级塔循环吸收后，满足排放标准ρ（SO2）尾气要求≤ 100mg/m3，塔顶消泡后排入大气；循环过程中，塔底部分硫酸铵溶液通过#2循环泵输送至缓冲罐，最后将硫酸铵溶液作为成品泵出。

2.4运行问题及应对措施

1）工艺水箱中的一次水由工艺水泵加压，为烟气冷却、浆液管道冲洗和除雾器冲洗供水。在正常运行期间，垂直烟道的喷嘴雾化水以冷却进入的塔气。水平烟道的备用紧急喷淋冷却未启用。当水平烟道喷嘴雾化效果差，烟气不能均匀冷却时，启用备用应急喷淋，确保进入塔的烟气温度不高于150℃。但工艺水泵故障将导致进厂气体冷却喷嘴和备用应急喷嘴无水，超温气体进入脱硫塔，损坏防腐玻璃鳞片衬里。应急冷却由界区一次水干管引至应急喷淋进行技术改造。当工艺水泵发生故障时，不影响备用应急喷淋的启动，防止进入塔的气体温度过高。

2）余热锅炉副产饱和蒸汽降至0.6MPa（g）左右后，送至硫磺回收装置低压蒸汽母管末端（外管低压蒸汽管网远端），与各硫磺凝汽器副产低压蒸汽一起送至界区外低压蒸汽管网。硫磺冷凝器配有安全阀。余热锅炉运行以来，硫磺凝汽器安全阀经常在超压下脱落。此后，利用停炉时机，将余热锅炉低压蒸汽出口改为硫磺回收装置低压蒸汽界区阀（靠近外管低压蒸汽管网），硫磺凝汽器安全阀不再频繁跳车。

3）脱硫塔底部浆液由浆液循环泵加压，通过管道输送至脱硫塔上部不同高度，与进厂脱硫气体逆流接触。循环泵进口设有阀门，可与脱硫塔隔离，出口不设阀门。循环泵检修时，泵的出口方向不能与脱硫塔隔离，存在塔内残余烟气回流的风险，对检修人员的人身安全构成威胁。每台循环泵的出口管路应增加一个阀门，以确保在检修时泵能与脱硫塔完全隔离，并防止泵停运时出口管路高度的浆液冲击循环泵叶轮。

结论

低温甲醇洗作为成熟高效的脱硫脱碳工艺，越来越多地应用于合成氨企业，酸性气处理多采用克劳斯工艺，回收硫的同时也脱除了硫，由于硫回收率的制约，尾气中SO2含量仍不能满足新的大气污染排放标准要求。在超优克劳斯硫回收工艺后增加镁法脱硫，能够解决SO2排放不达标问题，同时回收尾气余热，给国内的同类企业酸性气环保问题提供了一种新的解决方案。

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