浅谈硫回收工艺在煤化工装置中应用

2017-08-16靳方余兖州煤业榆林能化有限公司陕西榆林719000

化工管理 2017年20期

关键词：克劳斯硫化氢煤化工

靳方余(兖州煤业榆林能化有限公司,陕西榆林719000)

浅谈硫回收工艺在煤化工装置中应用

靳方余(兖州煤业榆林能化有限公司,陕西榆林719000)

煤化工行业的发展在给人们生活提供极大便利的同时，也造成了严重的环境污染。其中，硫元素在其中具有重要影响。因此，本文重点就硫回收工艺在煤化工装置中应用进行重点论述。

硫回收工艺；煤化工装置；应用

随着我国经济的发展和社会的进步，对于能源的需求越来越大。而我国在对能源的应用中，主要是运用大量的煤炭资源、一定数量的石油。在这样的能源应用格局下，其中，大量的中小煤化工企业没有对硫元素进行有效性吸收和处理，不具有良好的安全环保要求。因此，本文针对硫回收工艺在煤化工装置中应用进行研究，希望为煤化工企业进行硫回收提供有效性借鉴。

1 克劳斯工艺

克劳斯工艺是当前一种较为成熟的脱硫工艺，在众多的煤化工企业中广泛性应用。具体来讲，第一，常规性的克劳斯工艺主要是对煤炭燃烧中空气和硫化氢的比例进行合理化控制，最终保证硫化氢和二氧化硫的比例为2:1。克劳斯工艺反应的化学方程式为：H2+So2_3/nSn+2h2O。这种方式从理论上来讲，具有非常高的硫回收效率。但是，这种传统类型的克劳斯工艺具有较大局限性，即操作中无法对克劳斯工艺反应热力学平衡进行限制，充分保障酸性比例值。

第二，超级克劳斯工艺。超级克劳斯工艺是对传统应用的克劳斯工艺进行优化升级。其主要应用的氧化反应方程式为：H2S+0.5O2生成为S+H2O-H2S+SO2和S+O2—SO2。在此过程中，主要有2个催化反应段和1个高温反应段，充分发挥出冷凝器作用，在处理流程中将每一个阶段的硫带走。这种技术方式与传统方式相比具有以下的特点。首先，在三级转换器中添加了超级克劳斯催化剂，具有良好的动力控制特征。其次，没有对H2S和SO2进行严格限制，保障了应用工艺的稳定性和安全性，可以对硫进行良好回收。最后，这种方式应用的装置具有良好的稳定性、操作简单、投资低、无三废，完全符合国家有关方面的规定，已经有130多万台装置在全世界众多煤化工企业中进行了运用。

第三，超优克劳斯工艺。这种工艺主要是对现有的超级克劳斯工艺升级，提升应用的质量和水平，保障应用的安全性，未来具有巨大的应用价值。比如：超优克劳斯工艺具有3个反应器。在前2个反应器中添加常规类型的克劳斯催化剂、在第3个反应器中添加选择性的氧化催化剂。在主要应用床层中添加必要的选择性氢还原催化剂。这种技术方式，通过对主要设备部件、添加原料进行科学配置，在不增加投资的情况下，可以将硫回收率提高到99.5%到99.7%。从应用情况来讲，目前全球已经有10多套超优克劳斯工艺装置投入了应用[1]。（其主要应用流程从图一中体现）

2 Clinsulf-do工艺

Clinsulf-do工艺主要是通过对内冷式转换器和常规克劳斯催化剂进行有效性应用，进行硫回收。这种方式在具体应用中，在H2S处于低温下进行反应器中催化剂的运用，直接进行硫处理。通过在入口处设置必要的绝热床、将冷却管放置在催化剂床层的下方。通过这样的配置方式，加强了反应器中加热反应力度，可以将更多的硫化氢转化为硫元素。Clinsulf-do工艺具有回收率高、操作工艺便捷等方面的特征，目前已经在我国的长庆气田等煤化企业中进行了应用，并且发挥出了重要价值[2]。

图一：克劳斯工艺应用流程图

3 斯科特工艺

斯科特工艺主要是有效性的应用克劳斯装置，对于一种钴-钼类型的催化剂进行应用，通过在克劳斯装置尾气中的有机硫化物、二氧化硫中加入氢元素催化成硫化氢，然后对脱硫溶液进行有效性运用，回放到克劳斯装置内，进行资源的循环利用。斯科特工艺在具体的应用中具有回收后尾气含硫量少、可以向空气中进行直接性排放的特点，具有较高的应用水平，总硫回收率可以达到99.8%。但是，这种方式也存在明确的缺点，即投资比例大、流程较为复杂、对于周边环境的要求较高，只能在大中型煤化企业中应用[3]。

4 生物脱硫工艺

生物脱硫工艺起源于上个世纪80年代。其主要的操作流程为：将脱硫后的气体引入到分离器中，将气体中含有的液体进行有效性分离，对吸收塔中的弱碱性溶液进行吸收，最终形成为硫化氢物质，使得脱硫后的其它部分进入到脱碳系统中进行有效反应，最终向空气中排出。这种技术工艺的优势在于，不需要运用氧化剂和催化剂，不需要对化学废弃物进行处理，具有污染少、低能耗、硫回收高的特征。但是，这种工艺处理方式也具有明显的缺点，即投资成本高、操作的流程复杂，需要操作人员具有很高的技术水平，对于应用的周边环境要求条件苛刻。从未来发展趋势进行分析，生物脱硫工艺会和湿法脱硫技术进行有效性结合，提升应用的质量和水平，保障脱硫环境的安全，具有良好的效益和价值[4]。