硫回收工艺在煤化工装置中应用探究

2017-03-04申磊山西天脊潞安化工有限公司山西长治046000

化工管理 2017年26期

申磊(山西天脊潞安化工有限公司，山西长治046000)

硫回收工艺在煤化工装置中应用探究

申磊(山西天脊潞安化工有限公司，山西长治046000)

随着人们环保意识的不断提高，在煤化工生产过程中，大量的硫元素不仅会造成资源的浪费，还会对生态环境造成不同程度的危害。因此，在煤化工过程中增加硫回收工艺，将其中的硫元素进行回收利用，能够最大程度的减轻其对生态环境造成的危害。本文对硫回收工艺在煤化工装置中应用进行了详尽的分析研究，主要介绍了克劳斯工艺、Clinsulf-do工艺、斯科特工艺和生物脱硫工艺在煤化工装置中的应用，对于煤化工装置中硫回收工艺的长远发展具有十分重要的意义。

硫回收；煤化工；应用

随着我国经济的快速发展，我国对能源的需求量也与日俱增，由于我国的煤炭资源丰富，造成了煤炭资源在我国的能源中占主要地位。为了提高对煤炭资源的利用效率，煤化工将煤炭经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品，进而扩大煤炭资源的利用范围。随着煤化工企业的快速发展，又对生态环境造成了严重的污染，尤其是某些中小型煤化工企业处理硫尾气通常采用直接燃烧和固体吸收两种方法，既会对锅炉造成腐蚀，操作费用高，又不能满足环保要求。如何采用适合的硫回收技术，避免资源浪费和环境污染，成为了当代煤化工企业发展的重要问题。

1 克劳斯工艺

1.1 常规克劳斯工艺

克劳斯工艺经过多年的发展，当前已经日趋完善，现今已经成为了硫回收的标准工艺，被广泛的应用于煤化工的硫回收当中。常规的克劳斯工艺是指在燃烧过程中，对硫化氢和空气的比例进行有效的控制，确保其比例维持在2:1左右，克劳斯反应的化学方程式是H2S+SO2-3/nSn+2H2O。常规克劳斯工艺的回收率理论上是较高的，但是在实际的生产过程中，硫的回收率会受到各种外界因素的不良影响，导致其回收率无法达到理论上的回收率。

1.2 超级克劳斯工艺

超级克劳斯工艺是在常规克劳斯工艺的基础上发展而来的，整个工艺过程包括高温反应阶段和催化反应阶段，进而确保在整个处理流程中，冷凝器能够将硫元素进行有效的回收处理。相较于常规克劳斯工艺，其具有的优点如下所示：

（1）在三级转换器中加入了超级克劳斯催化剂，通过动力学的有效控制，进而加快整个过程的反应速率，提高了转换的效率；

（2）对于硫化氢和二氧化硫之间的比例要求没有严格的限制，只要确保硫化氢的量足够，降低了整个工艺的控制难度，大大简化了整个流程的控制，其总硫的回收率最高可达99%；

（3）应用于新建或改造装置，操作简单、稳定，提高了硫回收率，单位能耗低，投资低，无三废，符合国家环保要求。

1.3 超优克劳斯工艺

超优克劳斯工艺是在硫的处理过程中，在前两个反应器中只加入常规的克劳斯催化剂，在最后的反应器中，根据处理工艺的需要加入具有选择性的氧化催化剂。同时，在床层中根据实际反应的需要，可以加入选择性的加氢还原催化剂。超优克劳斯工艺是在超级克劳斯工艺的基础上发展而来的，其具有超级克劳斯工艺的所有优点。同时，还能在不增加处理装置的前提下，进一步提高硫元素的回收率，其回收率高达99.7%。

2 Clinsulf-do工艺

Clinsulf-do工艺是通过内冷式转化器的方式进行煤化工中硫元素的回收处理，其所采用的催化剂主要是常规克劳斯催化剂，是一种能够直接进行催化氧化的先进处理工艺。在处理硫元素的反应器内，硫化氢在低温状态下被催化剂转变为硫，提高了硫元素的转化率，避免了生成CO等其他的气体。其催化剂床层可以分为以下两个组成部分：（1）在硫化氢的入口的合理位置处，设置一个绝热床；（2）冷却管设置在催化剂的床层下。在反应器中进行的反应主要为强加热反应，能够最大限度的促使硫化氢装变为硫。Clinsulf-do工艺具有操作简便、回收效率高、装置简单等优点。

3 斯科特工艺

斯科特工艺中所采用的处理装置是克劳斯装置，采用一种新型的钴-钼型催化剂，将克劳斯尾气之中含有的二氧化硫和有机硫化物等通过加氢催化转变成硫化氢，再将硫化氢气体通入到脱硫溶液中进行硫元素的回收，最终再将处理后的气体通入到克劳斯装置中，从而实现对资源的循环利用。克劳斯尾气经过斯科特工艺处理后，其中所含有的硫元素大大减小，对生态环境的影响微乎其微，可以直接排放到大气中，具有净化度高、硫元素回收效率高等特点，总硫的回收率能够达到99.8%。

4 生物脱硫工艺

生物脱硫工艺的整个流程为将经过脱硫处理后的酸性气体通入到分离器中，再将气体中所含有的液体进行有效的分离，再将气体通入到吸收塔内，在吸收塔内弱碱性溶液环境中除去气体中全部的硫化氢。经过脱硫处理后的部分继续流入到脱碳系统中排出，吸收塔中的液体流入到闪蒸罐中，经过闪蒸处理后再进入到火炬系统中。经过再生处理后的溶液重新流回到吸收塔内，在生物反应器中与微生物和空气相互作用生成元素硫，溶液中的硫磺大部分以泥浆的形式被抽出而除去，可被回收为简单的硫制品。