硫回收运行过程异常情况分析及处理

山东兖矿鲁南化工有限公司东厂区硫回收装置设计能力年产14 kt硫磺，采用南化设计院设计的两级克劳斯工艺技术，以净化Ⅱ、净化Ⅲ、净化Ⅳ装置的酸性气为原料，由于还有1套年产6 kt二甲基亚砜装置，也需要高浓度H2S为原料气，故日常运行中一般以满足二甲基亚砜装置生产能力为主，硫回收装置主要处理净化Ⅲ装置来的酸性气和二甲基亚砜装置来的尾气。

1 硫回收工艺流程

硫回收工艺流程见图1。净化Ⅲ装置来的酸性气和二甲基亚砜装置来的尾气在酸性气焚烧炉中配以适量空气进行高温燃烧后进入一级冷凝器，分离出的液体经液硫封进入液硫贮槽；一级冷凝器出来的工艺气和从酸性气焚烧炉来的部分高温工艺气经一级高温掺和阀调节至入口指标温度，进入一级克劳斯反应器，产生的硫磺蒸气经二级冷凝器冷却分离后，液硫经液硫封进入液硫贮槽；二级冷凝器出来的气相和从酸性气焚烧炉来的部分高温工艺气经二级高温掺和阀调节至入口指标温度后进入二级克劳斯反应器，反应产生的硫磺经三级冷凝器冷却分离后，液硫经液硫封进入液硫贮槽；三级冷凝器出来的气相再依次进入尾气分液罐、尾气焚烧炉和尾气废热锅炉，最后合格烟气经烟囱高空排放。

图1 硫回收工艺流程

2 存在的问题

2.1 铵盐结晶物堵塞列管

由于净化Ⅲ装置脱硫系统是两级闪蒸工艺，酸性气浓度较低(体积分数约10%)，且酸性气中铵盐杂质较多，造成硫回收装置运行过程中出现铵盐结晶、阻力时常升高等现象。检修过程中，对尾气废热锅炉拆检发现：尾气废热锅炉列管中堵满了外表较硬、难溶于水的黄褐色杂质。经分析，为硫磺铵盐结晶物。后对尾气废热锅炉列管进行疏通，开车后正常。但装置运行约4个月后，因系统阻力升高而被迫退出进行检修。检修时，对一、二、三级冷凝器更换了目数更多的丝网，尾气废热锅炉列管进行疏通。重新开车后，工况有所好转，运行周期有所延长(约半年)。但尾气废热锅炉列管堵塞、铵盐结晶问题始终没能得到有效治理。

2.2 尾气夹套下部积硫

2012年12月，硫回收装置运行过程中出现尾气焚烧炉前、后2只热电偶测温点温差较大的情况(后端比前端测温点高300 ℃)，即热量后移，被迫停车检修。对尾气焚烧炉进行全面检查发现：尾气焚烧炉入口处，由于尾气夹套下部长期积硫，已被完全腐蚀，风机来的风从腐蚀漏点处进入尾气夹套，本应在尾气焚烧炉炉膛混合的空气和尾气，在尾气夹套处过早进行了混合，造成了尾气焚烧炉2个测温点显示偏差较大的异常情况。故将尾气夹套外壁材质更换为不锈钢。

3 改造措施

针对铵盐结晶物堵塞列管和尾气夹套下部积硫等问题，原因是一、二、三级冷凝器和尾气分液罐捕集效果不佳，本应在前系统分离下来的液硫带到了后系统，造成了上述2种非正常情况。

改造措施：在尾气焚烧炉入口大阀门后增加1台带蒸汽夹套保温的分离器，分离前系统未完全分离掉的液硫。经半年来的运行验证，改造非常成功，解决了硫回收装置运行过程中列管堵塞和尾气夹套下部积硫等问题。