新環(huán)保要求下濕法制硫酸技術(shù)在化工領(lǐng)域的實(shí)踐探析

鄭傳江

（貴州開磷集團(tuán)礦肥有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550302）

化工領(lǐng)域主要采用硫回收單元裝置進(jìn)行煤、石油中硫的回收，實(shí)際生產(chǎn)過程中，采用自凈化分離方式進(jìn)行元素硫的處理，最后以回收單元為載體進(jìn)行硫的回收。而以往企業(yè)硫回收工藝的應(yīng)當(dāng)采用克勞斯法進(jìn)行處理，但是在環(huán)保要求不斷提高的背景下，傳統(tǒng)工藝的應(yīng)用難以達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且隨著石油煉制工業(yè)污染排放相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的提出，對(duì)硫酸霧、二氧化碳的處理要求更為嚴(yán)格。為實(shí)現(xiàn)對(duì)硫回收的有效處理，避免因處理不到位而影響到大氣環(huán)境，越來越多企業(yè)開始重視對(duì)濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用。

一、濕法制硫酸技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

以往企業(yè)進(jìn)行硫回收處理所采用的方法多為克勞斯反應(yīng)法，雖然此工藝的應(yīng)用歷經(jīng)多年的發(fā)展和改建，可達(dá)到93%～99%的回收率，但是其排放仍無法達(dá)到現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。鑒于此，在新環(huán)保要求背景下，諸多企業(yè)開始重視對(duì)濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用，并取得良好成效。濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用步驟為酸性氣與空氣燃燒、余熱回收、SO3轉(zhuǎn)化、熱蒸汽冷卻[1]。

而在具體應(yīng)用中，該技術(shù)應(yīng)用存在以下特點(diǎn)：（1）適應(yīng)性強(qiáng)、操作便捷。該技應(yīng)用后，即使在回收處理期間因配風(fēng)不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊懚鴮?dǎo)致回收率降低，同樣可以通過尾氣吸收部分來控制其回收率符合標(biāo)準(zhǔn)要求，避免出現(xiàn)排放含硫污染物的問題。（2）回收率高。相較于克勞斯法的應(yīng)用，該處理工藝的應(yīng)用可達(dá)到99.8%的回收率[2]。（3）廢物、廢水零排放。處理過程中因不具備氣體干燥環(huán)節(jié)，所以不會(huì)產(chǎn)生硫酸損失的情況，即回收處理期間無任何廢水、廢物的排放。（4）能效高?；厥仗幚磉^程中單元裝置會(huì)產(chǎn)生SO2氧化熱、H2O 與SO3反應(yīng)熱等，而部分熱能會(huì)以高壓蒸汽的形式進(jìn)行回收，因此實(shí)現(xiàn)高能效。（5）處理過程中不涉及到相關(guān)添加劑的應(yīng)用。（6）占地面積較少。不存在單元裝置占用企業(yè)較大面積的情況。

二、新環(huán)保要求下化工領(lǐng)域中濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用

（一）雙氧水深度氧化處理技術(shù)

當(dāng)前大部分企業(yè)對(duì)濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用多采用一級(jí)轉(zhuǎn)化流程，仍存在SO3排放濃度達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)的問題，所以需進(jìn)行濕法制硫酸技術(shù)的升級(jí)與優(yōu)化。而雙氧化深度氧化處理的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)度濕法制硫酸處理的進(jìn)一步改進(jìn)，通過再次優(yōu)化處理冷凝器出口尾氣，將殘留的SO2利用雙氧進(jìn)行深度氧化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)SO3的直接獲取，并通過冷凝處理來獲取硫酸。經(jīng)雙氧水深度氧化處理后，SO2濃度可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，始終控制在≤52mg/Nm3。此外，相較于其他處理技術(shù)的應(yīng)用，該工藝的運(yùn)行成本較低，且在工藝改進(jìn)過程中不需進(jìn)行投資的增加[3]。

（二）SO2 深度轉(zhuǎn)化工藝

分析傳統(tǒng)制硫酸工藝的應(yīng)用，經(jīng)多年發(fā)展與優(yōu)化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一轉(zhuǎn)一凝工藝符合熱力學(xué)平衡要求。在此基礎(chǔ)上，普索企業(yè)進(jìn)行二轉(zhuǎn)二凝新工藝的研發(fā)，取名為“WSA-DC”工藝。通過二次轉(zhuǎn)化與WSA 技術(shù)優(yōu)勢(shì)的充分結(jié)合，進(jìn)一步提升濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用效果。同時(shí)，該技術(shù)工藝除具備無廢水、能耗低、無化學(xué)消耗等優(yōu)勢(shì)之外，可實(shí)現(xiàn)對(duì)SO2轉(zhuǎn)化率的提高。因?yàn)椤癢SA-DC”工藝是在一次轉(zhuǎn)化得到基礎(chǔ)上進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，并在一次轉(zhuǎn)化的最后一段進(jìn)行催化劑的應(yīng)用，事先將轉(zhuǎn)化率提升至99.99%。

三、硫回收制硫酸技術(shù)的發(fā)展

（一）限制因素

分析濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用，存在以下限制性因素：（1）市場(chǎng)條件與地域的影響。因受到市場(chǎng)條件與地域因素的影響，導(dǎo)致仍有部分企業(yè)采用硫磺產(chǎn)品，針對(duì)硫酸作為產(chǎn)品的應(yīng)用仍相對(duì)較少。其主要原因在于濃硫酸屬于酸性腐蝕品，不僅有較強(qiáng)的刺激性和腐蝕性，且助燃效果極強(qiáng)，存在較強(qiáng)的危險(xiǎn)性，并且濃硫酸的運(yùn)輸較為復(fù)雜。而硫磺雖然同樣存在易燃性的特點(diǎn)，但是相較于濃硫酸有更高的穩(wěn)定性，這就使得硫磺產(chǎn)品的應(yīng)用仍占據(jù)大部分市場(chǎng)[4]。（2）國(guó)產(chǎn)化率低。進(jìn)行制硫酸與制硫磺裝置配置的比對(duì)，制硫磺需要配置超過70 臺(tái)的設(shè)備，而制硫酸僅需進(jìn)行20 臺(tái)左右設(shè)備的配置。盡管設(shè)備數(shù)量之間存在差異，但是制硫酸裝置配置20 臺(tái)的成本相當(dāng)于配置70 臺(tái)制硫磺裝置的75%～85%左右，進(jìn)行裝置成本比例的分析，使得大部分企業(yè)認(rèn)為投資制硫酸裝置不合適，再加上大部分硫回收制硫酸裝置依托于進(jìn)口的渠道進(jìn)行配置，導(dǎo)致其設(shè)備價(jià)格昂貴，成為硫回收制硫酸裝置應(yīng)用的阻礙。

（二）濕法制硫酸技術(shù)的發(fā)展

為進(jìn)一步促進(jìn)濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：（1）進(jìn)行硫酸市場(chǎng)的拓展。加強(qiáng)企業(yè)對(duì)硫酸產(chǎn)品的認(rèn)知，包括硫酸的多用途，包括冶金工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、化肥工業(yè)、石油工業(yè)、洗滌工業(yè)等，以及在農(nóng)藥生產(chǎn)、塑料生產(chǎn)、燃料生產(chǎn)等領(lǐng)域均涉及到對(duì)硫酸的應(yīng)用。而針對(duì)上文所述的濃硫酸運(yùn)輸難問題，需要加大對(duì)硫酸小型存儲(chǔ)裝置的建設(shè)力度，進(jìn)而為硫酸產(chǎn)品的應(yīng)用與發(fā)展打下基礎(chǔ)[5]。（2）進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化率的提高。目前，我國(guó)已經(jīng)掌握床間換熱器、硫酸泵、冷凝器外殼等設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)，但是因國(guó)內(nèi)制造業(yè)對(duì)此類設(shè)備的制造并未取得較為顯著的成效，所以使得制硫酸設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率相對(duì)較低。對(duì)此，應(yīng)加大對(duì)制硫酸設(shè)備生產(chǎn)的加大力度宣傳與推廣，結(jié)合政府相關(guān)政策的提出，鼓勵(lì)大型企業(yè)積極主動(dòng)投身于制硫酸設(shè)備的生產(chǎn)中，再通過發(fā)展國(guó)內(nèi)供貨商，為國(guó)產(chǎn)制硫酸設(shè)備的普及打下基礎(chǔ)。

結(jié)束語

綜上所述，目前濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用雖然取得一定成效，并在轉(zhuǎn)化率、廢物排放等方面取得可觀的成績(jī)，但是仍存在市場(chǎng)小、國(guó)產(chǎn)化率低等問題。對(duì)此，需加大對(duì)濕法制硫酸技術(shù)的推廣，并通過技術(shù)優(yōu)化、拓寬市場(chǎng)、鼓勵(lì)國(guó)產(chǎn)企業(yè)自主創(chuàng)新等方面來進(jìn)一步促進(jìn)濕法制硫酸技術(shù)的應(yīng)用。