淺析干法脫硫工藝

薛海峰，馬彥濤，高 康（陜西長(zhǎng)青能源化工有限公司，陜西寶雞 721000）

淺析干法脫硫工藝

薛海峰，馬彥濤，高 康
（陜西長(zhǎng)青能源化工有限公司，陜西寶雞 721000）

基于國(guó)內(nèi)硫回收工藝現(xiàn)狀，分別對(duì)Claus、Super Claus、Euro Claus、SCOT工藝的流程、特點(diǎn)等進(jìn)行綜合分析，為煤化工裝置硫回收技術(shù)的選擇提供簡(jiǎn)單的依據(jù)，同時(shí)對(duì)未來硫回收工藝的發(fā)展提出展望［1］。

Claus；Super；Claus；工藝；特點(diǎn)；比較

目前國(guó)內(nèi)煤化工對(duì)煤氣脫硫技術(shù)大多采用的是低溫甲醇洗，對(duì)于溶于甲醇的酸性氣，通過熱再生后產(chǎn)生干酸氣，但是H2S濃度相對(duì)較低，如何在保證經(jīng)濟(jì)性的情況下，采用何種硫回收工藝以滿足尾氣達(dá)標(biāo)排放，越來越成為大家關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)［1，2］。

1　煤化工裝置中干法脫硫工藝現(xiàn)狀

相對(duì)于濕法脫硫，干法脫硫操作相對(duì)簡(jiǎn)單，硫磺回收率相對(duì)較高，同時(shí)能夠有效減少尾氣中的含硫污染物，尾氣滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.1Claus工藝

1.1.1Claus工藝基本原理

含有H2S 26.466%，COS：0.805%酸性氣，與空氣混合后在燃燒爐燃燒，使50%～70% H2S與SO2在爐內(nèi)發(fā)生克勞斯反應(yīng)生成硫磺，再通過冷凝器將通過燃燒爐的氣體降溫至硫磺露點(diǎn)以下，使得爐內(nèi)產(chǎn)生的硫磺析出，剩余 H2S∶SO2體積比為2∶1的氣體被加熱到要求的溫度后送入催化反應(yīng)器，繼續(xù)進(jìn)行Claus 反應(yīng)。

1.1.2常規(guī)Claus工藝存在的缺點(diǎn)

由于酸性氣含量低，且有CO2和烴類的存在，同時(shí)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一定量的水氣，并且反應(yīng)要求H2S∶SO2= 2∶1 十分嚴(yán)格，在基于Claus工藝反應(yīng)受到熱力學(xué)的限制。使得常規(guī)Claus工藝無法達(dá)到理論回收率 96%～98%，實(shí)際只能達(dá)到94%～97%。單獨(dú)的Claus硫回收裝置較難達(dá)到環(huán)保要求不能滿足國(guó)家現(xiàn)有的氣體排放指標(biāo)。

1.2Super Claus工藝

1.2.1Super Claus工藝基本原理

Super Claus 硫回收工藝是荷蘭荷豐公司開發(fā)的，是基于Claus工藝后的改良，即在兩級(jí)普通Claus轉(zhuǎn)化之后，末級(jí)采用選擇性氧化催化劑，將來自Claus段殘余 H2S 選擇氧化為元素硫，總硫回收率達(dá)99%以上。

1.2.2Super Claus 工藝的特點(diǎn)

Super Claus 工藝適用的酸性氣中H2S體積含量較廣，研究發(fā)現(xiàn)可以處理從 20%～93%的H2S，并且對(duì)H2S∶SO2不像傳統(tǒng)的Claus流程那樣精控制為2∶1，而是控制最后一級(jí)Claus反應(yīng)器出口中H2S體積含量在≤1.0%，同時(shí)采用對(duì)水和過量氧均不敏感，且熱穩(wěn)定性好，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、選擇性高的來催化氧化反應(yīng)，不僅解決了熱力學(xué)問題，而且使得轉(zhuǎn)化率提高，Super Claus 反應(yīng)段具有硫磺回收和尾氣處理的雙重作用。使廢氣排放達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)［3］。

1.3Euro Claus硫回收工藝

Euro Claus是荷蘭荷豐公司為進(jìn)一步提高硫回收率（≥99.4%），以滿足新的排放指標(biāo)，同時(shí)盡可能少增加投資成本，在Super Claus基礎(chǔ)上開發(fā)的。Euro Claus 硫回收工藝流程為：酸氣中H2S：37.367%、COS：1.126%被一個(gè)管道加熱器送入主燃燒爐與空氣進(jìn)行燃燒，生成SO2與硫磺，同時(shí)控制超優(yōu)克勞斯反應(yīng)器出口氣中的H2S濃度，主燃燒器燃燒室出來的高溫氣體引入廢熱鍋爐后，工藝氣體中的硫蒸氣被冷凝從氣體中分離出來。

1.4SCOT 工藝

SCOT 工藝是由殼牌國(guó)際石油集團(tuán)研究開發(fā)，目前主要用于規(guī)模較大硫回收項(xiàng)目。在硫回收工藝中，由于其流程復(fù)雜、投資大，后期費(fèi)用高，使其性價(jià)比不如Super Claus和Euro Claus工藝，但由于其適應(yīng)性強(qiáng)，凈化度高，硫回收率可達(dá)99.8%，現(xiàn)已逐步在一些大中型煤化工項(xiàng)目中得到應(yīng)用。SCOT工藝流程分為3個(gè)部分：①加氫還原部分，H2和CO等還原氣體與過程氣混合，使過程氣中加氫催化劑作用下，把硫、SO2、COS轉(zhuǎn)化成為H2S；②急冷部分。③吸收再生部分。吸收H2S的富液經(jīng)再生釋放出H2S，H2S再循環(huán)到Claus單元進(jìn)行處理。

2　結(jié)束語

經(jīng)過研究整理發(fā)現(xiàn)，荷蘭荷豐與2012年以前在華脫硫及硫回收項(xiàng)目共計(jì)46項(xiàng)，其中4項(xiàng)為生物脫硫，其余42項(xiàng)都為干法脫硫。在42項(xiàng)干法脫硫中，Euro Claus為19項(xiàng)，Super Claus為7項(xiàng)，斯科特為14項(xiàng)，其余為Claus。綜上所述，企業(yè)應(yīng)結(jié)合實(shí)際，除考慮經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性的硫回收工藝，還應(yīng)保證滿足國(guó)家現(xiàn)有的和未來的環(huán)保指標(biāo)。

［1］ 趙中.Claus硫回收工藝在煤化工裝置中的應(yīng)用［J］.大氮肥，2012，（8）.

［2］ 劉年.煤化工硫回收過程中超優(yōu)克勞斯工藝的應(yīng)用研究［J］.化工管理，2013，（10）.

［3］ 呼偉紅，王玉玲，楚文鋒.淺談甲醇裝置中硫回收的幾種方法［J］.化學(xué)工程師，2012，（4）.

Analysis of Dry Desulfurization Process

Xue Hai-feng，Ma Yan-tao，Gao Kang

Based on the current situation of domestic sulfur recovery process，respectively of Claus，super Claus and euro Claus，scot process flow，characteristics and other aspects of comprehensive analysis，simple basis is provided for the now coal chemical plant of sulfur recovery technology choice，at the same time put forward the prospect of the development of sulfur recovery technology in the future.

Claus；Super；Claus；process；characteristics；comparison

X701.2

A

1003-6490（2016）05-0017-01

2016-04-23

薛海峰（1986—），男，甘肅涇川人，助理工程師，主要研究方向?yàn)槊夯どa(chǎn)。