动力波洗涤技术在硫磺回收装置尾气净化的首次应用

裴富饶，于志鹏

(潍坊弘润石化科技有限公司，山东 潍坊 262737)

1 前言

潍坊弘润石化科技有限公司新建5.5万t/a硫磺回收装置尾气净化单元采用杜邦清洁技术公司动力波洗涤技术，这是动力波洗涤在硫磺回收装置尾气净化中的首次应用。在正常运行模式下，硫磺回收装置尾气经过动力波洗涤，净化尾气中二氧化硫浓度小于10 mg/m3以下，远低于地区排放标准50 mg/m3的要求。

2 洗涤系统流程及特点

2.1 洗涤系统流程

潍坊弘润石化科技有限公司硫磺回收装置尾气净化过程利用循环液中的有效成分氢氧化钠与尾气中的二氧化硫发生化学反应，生成亚硫酸钠，完成二氧化硫的脱除，亚硫酸钠再经空气氧化为硫酸钠。该吸收过程完全在动力波洗涤系统内完成。其工艺流程图如图1。

在动力波洗涤系统内，温度为300℃的硫磺回收装置尾气通过进料管由上至下进入碱洗进料器后，立即被自下而上的循环冷液急冷，温度降至69 ℃。在进料器内部汽液接触位置附近，持续不断的形成高湍流区，即泡沫区；在泡沫区产生强烈混合效果，液体表面以极快的速率更新并将气体急冷至绝热饱和温度，二氧化硫也随之被吸收。

接触后，气液混合物进入碱洗分离塔中的分离槽。液滴落入分离槽的下部，气体通过两层除雾器从上部排出。

分离槽内的液体达到一定浓度后，比重增大，通过控制液体比重来进行排水、补水操作。从而保证循环液中的硫酸盐浓度稳定。循环液的pH值进行在线分析，通过补充碱液来保证循环液中的脱硫有效成分稳定。

图1 动力波洗涤系统流程图

2.2 洗涤系统特点

(1)设备数量少，工艺流程简短。在动力波洗涤系统内，碱洗进料器完成尾气中二氧化硫的吸收脱除，碱洗分离塔内实现亚硫酸盐向硫酸盐的转化。因而工艺流程相对简短，没有较为复杂的设备。

(2)具有较高的操作灵活性。该系统无需调节动力波设备(如阀门或泵)即可满足规定的硫磺回收装置尾气排放目标。

(3)更高的环保优势。该系统净化烟气排放前和非净化烟气通过换热器加热，超过烟气的露点温度，可清除烟囱出口的可见蒸汽白龙。产生较少的废水，并且COD值达标。

3 脱硫反应机理

在动力波洗涤器中，尾气中的SO2与循环液中的氢氧化钠接触反应后被脱除，生成亚硫酸钠。在该过程中酸基反应相对于其它碱基反应来说是相对较快的，且所有的产物和反应物都可溶。SO2从气相被碱液吸收发生如下反应：

SO2+ NaOHNaHSO3

SO2+ 2NaOHNa2SO3+H2O

反应后的高浓度亚硫酸钠进入碱洗分离塔内部分离槽中，通过不断添加氧气将亚硫酸钠转化为硫酸钠，其氧化反应如下：

NaHSO3+1/2O2+NaOH Na2SO4+H2O

Na2SO3+1/2O2Na2SO4

4 主要运行参数

动力波洗涤系统主要运行参数

项目单位设计值运行值净化前烟气SO2含量mg/m3<500350～480净化后烟气SO2含量mg/m3<50< 10循环液pH值6～97.0～7.5循环液COD值mg/L<40< 20

5 总结

随着环保排放标准的逐步提高，对石化企业尾气达标排放提出更严格的排放要求。选择一种具有前瞻性的脱硫技术，无论对于装置稳定运行，还是社会效益，都至关重要[1-2]。潍坊弘润石化科技有限公司采用的动力波洗涤技术对硫磺回收装置尾气进行净化处理，实际运行效果良好，各个运行参数均优于设计值。该动力波洗涤技术在处理石化企业含硫尾气方面，具有较高的应用和推广价值。