如何降低硫磺回收裝置煙氣中SO2排放

巨國棟

摘要：針對(duì)目前硫磺回收裝置煙氣中的污染物排放超標(biāo)問題，文章從實(shí)踐角度出發(fā)，分析了SO₂排放濃度的影響因素，并提出了降低措施的運(yùn)用方法，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。結(jié)果表明，只有在明確影響硫磺回收裝置煙氣排放因素的情況下，才能使降低排放措施運(yùn)用起到事半功倍的效果。

關(guān)鍵詞：硫磺回收裝置;煙氣排放;SO₂;液硫

引言

科技水平的不斷進(jìn)步，使得我國的工業(yè)化程度不斷加深。然而，隨之而來的污染問題也成為了困擾行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的制約因素。為此，研究人員應(yīng)對(duì)污染物排放濃度影響因素進(jìn)行分析，即在明確問題產(chǎn)生原因所在基礎(chǔ)上，著手開展優(yōu)化控制工作。以硫磺回收裝置煙氣中的SO₂排放為例，即經(jīng)掌握污染物排放超標(biāo)原因前提下，通過先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)工藝的運(yùn)用，來將硫化物排放控制在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

1研究如何降低硫磺回收裝置煙氣中SO₂排放的現(xiàn)實(shí)意義

當(dāng)前階段，相關(guān)管理部門制定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，石油煉制工業(yè)生產(chǎn)酸性氣回收裝置SO₂的一般排放限值為400mg/m³，特別排放限值為100mg/m³。為達(dá)到生產(chǎn)的污染物排放控制預(yù)期，相關(guān)人員以降低硫磺回收裝置煙氣SO₂排放濃度措施為例，來推動(dòng)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。然而，在優(yōu)化控制過程中，排放濃度控制措施易受環(huán)境、材料以及設(shè)備等因素影響，而降低措施運(yùn)用的效果價(jià)值。為此，相關(guān)人員應(yīng)強(qiáng)化硫磺回收裝置煙氣中SO₂的排放影響因素的科研力度，即在明確問題產(chǎn)生原因的情況下，將污染物的排放影響控制在既定規(guī)范要求范圍內(nèi)，繼而服務(wù)于現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的全面發(fā)展^[1]。

2硫磺回收裝置煙氣中SO₂排放濃度的影響因素

2.1液硫脫氣廢氣

通常情況下，由于液硫含有一定量的H₂S，因此，脫氣過程中，如不對(duì)廢氣進(jìn)行處理直接進(jìn)入焚燒爐，其所攜帶的硫化物就會(huì)經(jīng)燃燒生成SO₂。在此基礎(chǔ)上，裝置SO₂的排放濃度將增加200-300mg/m³。因此，要想對(duì)裝置SO₂的排放濃度進(jìn)行控制，需從回收處理液硫脫氣后的廢棄硫化物入手。

2.2裝置設(shè)備內(nèi)漏

由于裝置Claus跨線與尾氣處理工作開展會(huì)因閥門內(nèi)漏，而使少量未經(jīng)處理的硫化物直接進(jìn)入焚燒爐，因此，其是導(dǎo)致煙氣SO₂排放超標(biāo)的主要因素^[2]。

2.3吸收塔頂凈化尾氣

經(jīng)分析統(tǒng)計(jì)，多數(shù)硫磺回收裝置吸收塔頂凈化尾氣過程，均需經(jīng)過焚燒爐后排放。此時(shí)，因凈化尾氣引起的排放占總排放量的60-70%，所以，其中的含硫物質(zhì)，如COS與H₂S污染物會(huì)排放至大氣環(huán)境，繼而造成難以預(yù)計(jì)的污染影響。以凈化尾氣中的原料氣質(zhì)量為例，其所帶來的影響體現(xiàn)在硫磺回收裝置的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)。具體來說，氨、烴類、CO₂的原料氣含量較高，不僅會(huì)起到一定的副作用，CO₂更是會(huì)作為一種惰性氣體則增加硫化物的生成量。此過程，CO₂會(huì)參與Claus反應(yīng)爐的多種副反應(yīng)，生成的硫化物主要是：CS₂和COS。這不僅增加了水解反應(yīng)的負(fù)擔(dān)，還會(huì)對(duì)尾氣吸收的脫硫環(huán)境造成極大影響。此時(shí)，煙氣SO₂的排放濃度根本無法達(dá)到預(yù)期。

2.4外來含硫尾氣

對(duì)于常見的S Zorb尾氣，其能夠?qū)⑽矚庖爰託浞磻?yīng)器完成處理。再加上，使用加氫催化劑，對(duì)硫磺回收裝置與煙氣排放影響的較小。

3硫磺回收裝置煙氣中SO₂排放濃度的降低措施

3.1應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)

基于新興技術(shù)的研發(fā)，相關(guān)人員應(yīng)將具備高性能效果的硫磺回收裝置運(yùn)用液硫脫氣過程。即采用吸收塔頂凈化尾氣來對(duì)液硫進(jìn)行鼓泡處理，并利用風(fēng)機(jī)將脫氣廢氣送至尾氣加氫單元。與此同時(shí)，還應(yīng)配備具有一定抗氧能力的專用加氫催化劑。經(jīng)實(shí)踐證實(shí)，液硫中的H₂S含量，成功控制在了達(dá)到酸性氣排放濃度要求的15mg/m³。

3.2液硫脫氣新工藝

新工藝是指，液硫脫氣后廢氣會(huì)進(jìn)入脫硫罐內(nèi)進(jìn)行除硫。而后，就可將廢氣引至焚燒爐進(jìn)行焚燒，以將液硫脫氣廢氣對(duì)裝置煙氣SO₂排放濃度的影響。經(jīng)分析，回收液硫脫氣廢氣后，液硫中的H₂S含量小于15mg/m³，與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求一致^[3]。

3.3催化劑級(jí)配

為進(jìn)一步降低煙氣中的SO₂排放濃度，研究人員應(yīng)提高催化劑級(jí)配方案的科學(xué)合理性，以最大程度的降低吸收塔頂COS的含量。具體措施方法，就是在Claus單元一級(jí)轉(zhuǎn)化器上部裝填脫漏氧催化劑，而將二氧化鈦基催化劑裝填至其下部，以強(qiáng)化COS/CS₂的水解率。此外，還應(yīng)將Al₂O₃基催化劑裝填至二級(jí)轉(zhuǎn)化器中，并采用高效耐氧型低溫催化劑作用于加氫反應(yīng)器，進(jìn)而達(dá)到硫化物排放濃度的控制要求。

3.4深冷措施

為控制硫磺回收裝置煙氣中SO₂的排放濃度，應(yīng)對(duì)急冷水和貧胺液增加溴化鋰制冷，以將急冷水與貧胺液溫度進(jìn)行有效控制。尤其是在夏天，需將溫度環(huán)境控制在40℃以下。

3.5高效脫硫劑

此種脫硫劑的運(yùn)用，能夠?qū)艋矚獾目偭蚝靠刂圃?0mg/m³以下。

3.6增加脫硫洗滌工藝

脫硫洗滌工藝的增加，主要作用于尾氣，其可對(duì)吸收后的凈化尾氣進(jìn)行堿洗。此過程，堿洗操作主要集中在焚燒后的煙氣。值得注意的是，增加堿洗過程中，需考慮到腐蝕、堿渣以及阻力降等因素的處置優(yōu)化^[4]。

3.7主爐配風(fēng)控制

由于進(jìn)入轉(zhuǎn)化器氣體中的H₂S與SO₂濃度比應(yīng)設(shè)置在2：1左右，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)化率無限接近化學(xué)計(jì)算最大轉(zhuǎn)化率100%時(shí)，殘存微量H₂S與SO₂濃度比值仍為2。這就意味著H₂S與SO₂無法得到充分利用，要想對(duì)最大轉(zhuǎn)化率進(jìn)行控制，需將進(jìn)轉(zhuǎn)化器的H₂S/SO₂=2：1。換句話說，就是保證制硫爐配風(fēng)應(yīng)按照反饋系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，以避免對(duì)大氣環(huán)境造成污染影響。

4結(jié)束語

綜上所述，硫磺回收裝置煙氣中的SO₂排放濃度影響因素為：液硫脫氣廢氣、裝置設(shè)備內(nèi)漏、吸收塔頂凈化尾氣以及外來含硫尾氣。要想使SO₂排放濃度處在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，研究人員應(yīng)將脫硫洗滌工藝、高效脫硫劑、溴化鋰制冷以及其他新技術(shù)新工藝，運(yùn)用于硫磺回收裝置的運(yùn)行使用環(huán)節(jié)，進(jìn)而降低煙氣中SO₂的排放濃度影響。事實(shí)證明，只有這樣，才能將硫化物的排放濃度控制在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，使工藝技術(shù)措施的運(yùn)用起到事半功倍的效果價(jià)值。為此，相關(guān)人員應(yīng)將上述分析內(nèi)容與科研結(jié)果更多地作用于工業(yè)健康發(fā)展進(jìn)程，以實(shí)踐相關(guān)行業(yè)發(fā)展的可持續(xù)進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

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