化工生产过程中的尾气处理工艺技术分析

2020-01-13王文龙李永辉霍磊阳

化工设计通讯 2020年9期

王文龙，李永辉，霍磊阳

（昊华骏化集团河南骏化发展股份有限公司，河南驻马店 463000）

化工行业所面临的最大问题就是尾气的排放，由于化工生产中会排放大量的含硫物质，若不经过处理，直接在居民的生活区进行排放，不仅会给环境带来巨大的负面影响，还会影响居民生活质量，难以保障居民的生命健康，基于此背景以及负面效应，化工企业必须要将尾气排放问题放在生产流程中的突出位置。通过保养尾气回收装置以及回收流程的优化，提高硫资源的回收，达到尾气排放的标准，降低环境环境污染的压力。

1 尾气处理工艺技术内容

在回收装置的运行过程中，对化工尾气进行回收的流程就是将化工生产过程中产生的氮，硫等酸性气体处理成可排放气体的过程。排放的尾气中含有二氧化硫气体，在回收的过程中，二氧化硫气体会在通过装置时受到加热，从而可以产生催化反应，以便再次循环被回收利用。在此回收过程中二氧化硫还会跟原有的气体产生一定的化合反应，在反应过程中产生硫化氢等物质。有机硫经过水解后会与甲烷在燃烧条件下反应，降低气体中硫浓度，并降低到可以排放的标准，化工尾气的工艺技术内容就是如此。所谓尾气处理主要就是对在化工生产过程中所产生的氮，硫等气体进行回收与排放，对于生产过程中所产生的硫黄等有害物质，对这些气体进行综合性的处理，会降低气体的浓度和污染度，达到排放标准。这种处理工艺主要是采用了分级别的处理。需要加氢反应脱除气体中的硫类气体，接着对硫气体进行充分的处理和燃烧。在对硫燃烧之后，激冷降温气体。大量的尾气通过冷凝区后会通过燃烧再生塔的蒸汽，再一次经过硫燃烧炉进行加热处理。最后剩余的气体，会再次经过硫燃烧炉燃烧，排放到大气中。通过对尾气进行全套的工艺处理过程中，能够将在化工过程产生的尾气通过烟气排放进行系统排放，从而在一定层面上降低大气污染的情况出现。

2 化工生产过程中的尾气处理技术策略

2.1 尾气处理技术的工艺流程

对化工生产过程中所产生的尾气需要对钴-钼类的还原剂进行催化，并处理尾气中的硫化蒸汽和二氧化硫等对大气造成污染的物质，并将这些有害物质转化为硫化氢，对硫化氢使用脱硫物质进行处理，并通过上述的一系列措施将气体中的硫含量降低，能够达到国家所规定的排放的标准。对于化工生产过程中所产生的氢气，也需要对氢气进行回收，以符合尾气回收的标准和规范。使用回收处理装置能够完成氢气的过滤工作。综上所述，合理使用尾气的回收装置能够在一定程度上保护环境，降低对大气的污染，保证尾气处理工作过程中的安全性。

2.1.1 提升装置温度，增加氧含量

在准备前期，需要把握与控制好升温烟气中的氧气含量；如果前期刚刚检修过，第一次升温，就需要将装置中烟气氧含量控制在占比总空气质量1%以内，从而防止催化系统中硫化铁的残留可能导致自燃等问题。另外，除去控制氧气含量，还需要保障气体的充分燃烧，因为如果燃烧气体不能完全燃烧会使碳稀释进而导致催化剂层受到一定的污染。在尾气回收处理之前，可以先对燃料气体的含量进行统计和评估，并且按照合理的比例使用水蒸气予以调节。在系统升温过程中，需要使用玻璃棉在燃烧出口采样处测试碳析。若玻璃棉上有产生褐色的物质，出现碳析现象，这时候就需要及时调整风量，直到不出现褐色的物质。

2.1.2 空气及酸性气体的配比控制

首先需要对酸性气体按照实际情况进行用量的分析，并合理配置在处理过程中所需的空气和氧气含量。通过气风比使酸性气体与空气趋于平衡状态，从而提升转化率。在具体的设计过程中需要将可能用到的酸性气体进行测量和分析，并将这些数据作为主配风流量给定的依据，从而对反应的主调空气进行控制。另外，在化工尾气的分液灌表面需要及时标注二氧化硫和硫化氢的比值，并使用相关设备和软件对尾气中的二氧化硫、CS2、COS进行浓度的调整，对数据进行对比和分析，并将数据的比对结果直接反馈给控制风量系统中，进行微调使硫化氢和二氧化硫的比例接近2∶1。如果需要对燃料进行一定量的保留，那么需要结合这个考虑确定风气比值，一旦确定初值，就需要对燃烧炉进行密切的观察，并根据经验做出判断，同时需要将尾气回收装置的开关转换为气/风/比状态，稳定设备后需要根据采样出口对气体的构成进行深层次的分析，并将二者的比例趋于1∶2。

随后在线分析硫化氢和二氧化硫的数据，在保证设备信号趋于稳定状态后，再启动配风的微调阀。

2.1.3 使用高温掺和阀

对设备温度进行调节的过程中可以选用高温掺和阀。从实践情况来说，阈值应该控制在3%～10%，不建议开度过大，另外在对汽包进行操作过程中需要将压力不断升高，从而促进系统内部的温度保持安全和稳定的运行状态。此外，由于制硫炉内的环境多为硫化腐蚀环境，因此在炉内腐蚀过程中，在这种环境下会使得二氧化硫以及高温硫化氢发生反应，进而腐蚀回收装置的表面，且随着各种因素的变化，腐蚀的速度也会不一样，例如不同的温度，不同的硫化物的浓度都会对其造成影响。

2.2 尾气生产装置的维护保养策略

要想增强尾气回收装置的应用效果，就必须对重点的装置设备进行定期维护，主要的维护工作需要专业的工作人员进行。由于加氢设备的工作本身的工作特性，在具体的维护过程中会产生很多问题。因此，需要技术人员对装置设备中的反应器等装置进行全面和定期的维护从而优化反应器的环境，提升尾气中硫的回收率，提高尾气处理的达标率。在养护和处理装置设备的过程中，首先需要将反应器等主要设备调试到正常状态，以保证各部门都能够正常工作，同时还需要将维护重点放在气体交换处。在满足加热条件的情况下，还要维持加氢反应的运行，在反应过程中，氢气还原含硫物质，生成硫化氢等物质。

2.3 尾气处理工艺的技术优化策略

有效处理化工生产中所产生的尾气，在一定层面上不仅可以减少尾气中含有的硫物质，使气体达到国家规定的尾气排放标准，还能够有效缓解大气的污染情况，促进社会的经济发展。尾气回收处理的流程可以满足大多化工产业排放尾气的需求，对于化工产业的发展具有促进作用，因此，有关化工尾气的回收等问题受到社会的广泛关注。硫化氢是一种有挥发性的有毒物质，若在化工生产中泄漏出去，或者企业部进行处理直接排放，会对我们生活的环境有很大影响，甚至直接威胁相关工作人员的生命。为保障化工生产过程中的安全性，需要对尾气中含硫的物质进行有效地去除，以防止含硫物质因各种化学反应转变为有毒的硫化氢，在一定程度上会威胁工作人员的生命健康安全。在化工生产中，常见的简单方法就是采用甲基二乙醇直接吸收，但存在问题也很明显，对硫的去除效果较差，加上气体容易泄漏，造成资源浪费，甚至会生成有毒的硫化氢等物质，若企业没有进一步对尾气处理，会对环境造成不好的影响。综上，企业需要找到合适的加氢反应中使用的催化剂，还要借助活性氧化铝等物质来提高硫的回收率。化工企业可以通过挑选合适的催化剂降低回收的成本，还能大幅度提高硫的回收率，增加收益。