液硫脱气及废气处理新工艺的应用

徐 嘉

（昆明兰德设计有限公司，云南昆明 650041）

随着我国大气环境的不断恶化，已经对人们的生活造成了严重的影响，为此，我国已经制定出了有效的治理措施，对大气污染物的排放标准也做出了明确的规定。国家为了更好的控制SO2气体的排放量，提出了相关的配方标准。针对目前的天然气企业来说，为了保障烟气装置满足国家队烟气的排放要求，必须进行全面升级改造，加强硫磺装置的优化效果，实现良好的液硫脱气和废气净化处理，通过高耐氧低温加氢催化剂，更换高效脱硫剂，从而有效地降低二氧化硫气体的排放浓度，降低二氧化硫对大气环境造成的污染。

1 液硫脱气新工艺的基本原理

在克劳斯反应生成的液硫过程中，主要是由于其中含有一部分二氧化硫和硫化氢等气体，并且液硫中也会含有部分硫化氢气体，会产生大量的多硫化氢气体以及联多硫酸，硫化氢在液硫中存在的形势会随着温度的升高而降低，但是，如果多硫化氢气体则会随着温度的升高而加快，因此，总的来说硫化氢在液硫中的含量会随着温度的升高而增多，对于液硫中含有的二氧化硫而言，比较容易被精华，并且含量也比较少。由于硫化氢在液硫中以物理溶解形势存在，但是多硫化氢的比较难以脱除，因此，为了更好地进行多硫化氢的去除，可以采取液硫脱气和废气处理的新工艺，通过鼓泡法进行脱除，该方法的主要原理是对液硫进行气体注入，然后进行汽提，采用汽提气体对克劳斯装置进行尾气的净化。

鼓泡法液硫脱气具体操作内容如下：①对液硫进行温度处理，将液硫的温度降到139℃以下，然后便于脱硫操作，实现更好的硫化氢物质的分解效果。②在进行液硫脱气过程中，要确保液硫能够足够久的停留在脱气池内，确保脱离完全。③利用搅拌设备将液硫进行快速搅拌，加快硫化氢的脱除实现多硫化氢分解效果，加快反应生产硫化氢从而脱除。④通过对液硫进行通气，然后进行汽提，通入的气体主要为空气、氮气以及净化尾气等。液硫池设有液硫脱气泵，可以利用脱气泵反复循环的喷洒液硫，通过这样的循环也能够实现部分硫化氢物质的脱除效果，此外，还应该向硫化池内通过硫化氢含量较少的倜然，能够有效地降低硫化氢的分压，从而加快液硫中的脱除效果。在采用气体进行通气汽提时，要确保将脱除的废气妥善处理，增加了设备的能耗。合理地利用尾气处理装置对净化尾气进行处理，弥补了液硫脱气新工艺的缺陷，从而简化了液硫脱气及废气的新工艺，实现提起进入加氢反应器内处理效果。

除鼓泡法外，喷射脱硫方式也具有比较优秀的脱硫效果。喷射脱硫的液硫池作为液硫脱气存储设备被划分为脱气区和存储区，两区之间由隔墙分离，隔墙与内壁之间留有一定的空隙，供液硫从脱气区进入存储区。液硫池脱气区中设置有热交换器、缓冲罐、药剂注射口、中间泵、进料泵和至少一个喷射器。液硫经中间泵抽出送至热交换器，降温后进入缓冲罐，经进料泵的喷射器以高速射出，在脱气区中形成强力搅拌，从而在离心力的作用下使硫化氢析出。在液硫池中，为了保证硫化氢的顺利析出，需要工作人员用蒸汽加热、调节循环水温度、调节循环水流量等方式保证池中温度不低于液硫的凝固温度，使液硫在适当的温度内进行硫化氢的析出，保证析出效率。为了避免有限空间内硫化氢浓度达到爆炸极限，液硫池上方需要设置抽空器和烟囱，抽空器负责将液硫池上方的硫化氢与空气混合气体抽出送至后续的加氢反应器、氨液吸收、尾气焚烧炉进行一系列的净化处理，烟囱负责引导空气进入液硫池上方与硫化氢混合，对液硫池上方的气相空间形成吹扫，以保证液硫池的工作环境安全。药剂注射口是辅助液硫脱除硫化氢的药物加注位置，多设置在缓冲罐上，目的在于深度脱除硫化氢，这样就能够在液硫进入喷射器前与液硫混合，在脱气区中借助高速喷射形成的强搅拌力、离心力迫使更多的硫化氢析出。

2 液硫脱气及废气处理创新工艺

在开展液硫脱气和废气的处理新工艺时，目前主要利用鼓泡脱气工艺，采用鼓泡脱气时所采用的气体为吸收塔顶净化的尾气，通过将净化尾气导入到液硫池内，能够实现对液硫脱气进行汽提操作，然后更好地进行鼓泡脱气，通过这种方式，能够脱除液硫中少量的硫化氢。在液硫脱气过程中，对含有硫化氢以及硫蒸气的气体进行处理时，通过将这些气体和尾气充分混合，并通过加热后注入加氢反应器中，在加氢催化剂的作用下，实现良好的转化，然后对转化后的硫化氢气体进行迅速冷却处理，并进行氨液吸收、氨液再生等环节，让生成的酸性气体再次回到热反应区域进行回收处理硫元素，最后将净化后的尾气进行有效处理，通常将尾气入住焚烧炉内进行焚烧处理，从而满足排放标准。

液硫脱硫工艺流程见图1。

图1 液硫脱硫工艺流程图

采用这种创新的液硫脱气及废气处理工艺，能够有效地解决硫磺装置排除的气体污染现象，提高液硫脱气及废气处理效果，并且降低企业的成本，具有操作简便，费用低的特点，同时对环境保护具有重要意义。

3 液硫脱气及废气处理新工艺的主要特点

1）液硫脱气及废气处理新工艺技术在降低液硫中的二氧化硫时，能够稳定地将液硫中含有的二氧化硫和硫化氢含量降到国家排放标准范围内，二氧化硫的浓度保持在100mg/m3范围内，同时也实现了世界前沿水平的标准，符合当前我国对环境保护的新要求。

2）液硫脱气及废气处理新工艺技术的应用主要是采用脱气鼓泡法，而且汽提的起源采用的是净化尾气，能够有效地节约能源，在满足液硫脱气和废气处理效果的基础上，不需要增加额外的物料投入，极大程度地降低了液硫脱气及废气处理的成本，降低能源的消耗。

3）液硫脱气及废气处理新工艺技术在进行液硫中硫化氢的脱除时，也能够满足国家规定的10×10-6的指标，对液硫存储、运输以及加工环节产生的安全问题进行处理，加强现场异味的治理，具备良好的环保效益。

4）液硫脱气及废气处理新工艺技术能够实现有效的低温耐氧高水热稳定性特点，同时，对液硫脱气及废气进行加氢催化剂处理，能够有效地降低加氢反应器入口的温度，确保气体的温度低于220℃，降低了能源消耗，并且也能够满足液硫脱气及废气处理中含氧和高水含氧量的要求，在液硫脱气及废气中可以直接注入到加氢反应器中，通过加氢将废气转化为硫化氢气体，并且直接返回制硫区域，对硫元素进行处理，避免了废气进入焚烧炉产生的一系列影响。

5）在采用高效脱硫溶剂进行液硫脱气及废气处理时，能够有效地对气体的硫化氢含量进行净化处理，降低硫化氢的含量至50mg/m3左右。满足了国家对新尾气排放制定的标准，同时，要求尾气吸收塔出口处的硫化氢含量满足排放标准。

6）脱气后的液硫如有所需可以实现更安全的硫磺回收，经酸性气体反应炉、硫冷器、反应器后，在没有外供氢源的情况下可通过控制当量燃烧、加热加氢尾气的方式产生氢气，实现硫磺回收。这种硫磺回收方式降低了对外供氢源的依赖，降低了对空气的使用量，可以有效实现设备尺寸、管线直径的缩减，节约废弃物处理成本。

7）加氢反应器中，液硫脱气所产生的废气代替了加热炉中所需的空气，有效降低了加氢反应器中的用氢量和用氧量，避免了氧气对于反应器中催化剂的影响，延长了加氢催化剂的使用寿命和活性。

4 结语

我国针对大气污染成分提出了具体的排放标准。在大气污染中，硫化氢和多硫化氢等气体的污染比较严重，因此，天然气企业积极优化了液硫脱气及废气处理新工艺技术，以降低气体的排放浓度，满足国家对硫化物的排放要求，改善大气环境，实现了天然气企业的可持续发展，对我国环境保护起到了重要作用。