浅谈硫回收工艺在煤化工装置中的应用

何丽蓉 郭宁宁(陕西渭河彬州化工有限公司,陕西 咸阳 713500)

浅谈硫回收工艺在煤化工装置中的应用

何丽蓉 郭宁宁(陕西渭河彬州化工有限公司,陕西 咸阳 713500)

伴随着化工产业的发展，煤化工产业项目越来越多。煤化工产业在满足社会建设发展要求的同时，也给环境带来了较大的污染。将硫回收工艺应用到煤化工装置中，一方面能够提升煤化工装置应用效率，另一方面能够降低煤化工生产对环境的污染。基于此，本文研究了硫回收工艺在煤化工装置中的应用。

硫回收工艺；煤化工；装置；应用

当前，我国社会发展对于煤炭资源的依赖性较高，并且我国小型煤化工企业处理硫尾气方式多为固体吸收、直接燃烧两种方式，在这样的背景下，煤化工生产对于设备、成本投入、材料消耗量等都产生比较严重的影响。在科技信息技术的影响下，应用针对性的硫回收技术，在防止环境污染以及煤炭资源有效利用方面具有较为突出的作用。

1 克劳斯工艺

克劳斯工艺分为三个层次的工艺：常规克劳斯工艺、超级克劳斯工艺、超优克劳斯工艺。其中常规的克劳斯工艺是当前最为成熟的硫回收工艺，在化工生产中广泛应用，不同级别的常规克劳斯工艺所能够实现的硫回收率不同，其中二级克劳斯工艺的硫回收率小于96%，三级克劳斯工艺小于98%，四级克劳斯工艺小于98.15%；超级克劳斯工艺的反应原理为：H2S+0.5O2→S+H2O-H2S+SO2、S+O2→SO2。该工艺分为高温反应段和催化反应段。超级克劳斯工艺的应用特点在于能够应用于设备装置的改造与新建，并且在实际应用中比较简单，系统运用稳定性强，单位能耗低，相应的硫回收效率比较高。目前，全球约130多万台装置正在投入到煤化工装置生产中。超优克劳斯装置工艺在床层中添加选择性的加氢还原催化剂，该种工艺实际上是超级克劳斯装置的升级版本，拥有了前两个层次装置技术的所有优势，并且在不增加投资的情况下，提升硫回收率。超优克劳斯装置将酸性气体导入到反应炉中经过一级反应器，对气体进行加氢催化处理，再经过冷凝器冷却，实现氧化反应，最终在为尾气中产生硫磺[1]。

2 生物脱硫工艺

生物脱硫工艺从80年代初期开始应用，其借助化学反应原理吸收脱硫之后的酸性气体，从而实现脱硫工艺要求。具体的工艺是将脱硫之后的酸性气体引入到分离器当中，直接将气体与液体不同状态的物质进行分离，避免混合状态的产物对于设备造成腐蚀。然后将分离的气体转移到吸收塔内部，经过吸收塔分离出全部的硫化氢气体。当混合气体进行脱硫处理之后，还需要进行脱碳处理，在脱碳系统中，液体能够直接导入到闪蒸罐当中，接下来进入到火炬系统中。最后将火炬系统中的溶液返回到生物反应器当中，与空气相互作用最后形成元素硫。为了使得硫制品被回收，需要应用硫磺保障脱硫为泥浆的形式[2]。

该种生物脱硫工艺在煤化工装置中的应用，存在着一定的优势，最大的优势在于其化学反应不需要应用催化剂与氧化剂，在实际应用中消耗的能源较少，也不会产生较多的化学废弃物，并且易于控制。但是也存在着一定的缺点，即在实际操作中比较困难，反应设备尺寸比较大。在未来，该种生物脱硫技术能够与湿法脱硫技术相互结合，在煤化工生产中广泛的应用[3]。

图一生物脱硫法流程图

3 斯科特工艺

斯科特工艺产生于荷兰皇家壳牌集团，是一种比较先进的硫回收工艺技术。该种装置工艺在实际应用中采用的是克劳斯装置，应用一种钴—钼型催化剂。具体的工艺是将装置中所产生的尾气如二氧化硫、有机硫化物、硫蒸气等加氢催化转化成硫化氢，然后用脱硫溶剂回收硫化氢，经再生送回克劳斯装置。该工艺装置具有一个资源回收系统，不仅能够针对脱硫溶液进行回收，还能够实现资源循环应用。在斯科特工艺中，尾气中残硫含量甚低，对于环境的影响较低，因此可直接的排入到空气中。该种工艺在实际应用中具有较大的优势，不仅具有高的净化度，还能够提升硫的回收率。一般情况下，该种工艺所能实现的硫回收率能够高达99%以上。但是该种工艺在实际应用中的投入成本比较大，工艺流程比较复杂，比较适合大中型煤化工企业[4]。

4 Clinsulf-do工艺

Clinsulf-do工艺实际上一种直接催化氧化工艺技术，其核心是林德的内冷式催化反应器。在反应器内采用TiO2基催化剂选择性地把H2S在低温下直接氧化成硫，而不需要生成SO2，因此催化剂能在较宽的空气比范围内操作，并对COS有较好的加氢活性。在Clinsulf-do工艺中，相应的催化剂床层分为两部分：1）入口处设置绝热床；2）催化剂床层下设置冷却盘管。

Clinsulf-do工艺具有操作简单、灵活、硫回收率高和装置成本低等特点，主要用于低浓度的H2S的脱硫技术，目前，该种工艺在我国煤化工生产应用中发挥出来了较好的效果。

5 结语

综上所述，随着化工生产技术的快速发展，关于硫回收技术研究越来越深入。本文简单介绍了克劳斯工艺、生物脱硫工艺、斯科特工艺以及Clinsulf-do工艺四种硫回收工艺，并且研究了他们在煤化工装置中的应用，希望相关的研究能够为化工生产带来帮助。

[1]赵中.Claus硫回收工艺在煤化工装置中的应用[J].大氮肥,2012,04:229-232+242.

[2]霍学刚.硫回收工艺以及生产标准在煤化工装置中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2016,10:6+12.

[3]刘立考,丁彩丽.克劳斯+低温斯科特硫回收工艺在煤化工中的应用[J].西部煤化工,2012,02:20-23.

[4]汪家铭.超优克劳斯工艺在煤化工硫回收中的应用[J].甘肃石油和化工,2010,03:32-36+44.