硫回收工艺在煤化工装置中的应用

武锦波

摘 要：随着我国经济的快速发展，我国对煤炭资源的利用需求量日益增加，而含硫尾气的排放一直是困扰众多化工企业的难题，本文就此展开论述，首先介绍了我国煤炭化工装置含硫尾气的排放现状，然后重点分析了当前主流的四种硫回收工艺，最后对如何选择合适的硫回收工艺进行了探讨，旨在为我国化工企业含硫尾气的回收提供一定的参考。

关键词：硫回收;煤化工装置;硫回收工艺

就我国煤化工企业排放含硫废气现状而言，情形不容乐观，目前，我国大多数中小型煤化工企业处理含硫尾气的方式为固体吸收或者直接燃烧，然而这两种工艺均对环境具有严重的影响，为此，我们应该应用针对性的硫回收工艺，在防止环境污染方面取得进步，同时能够保障煤炭资源有效的利用率，既环保又符合可持续发展战略。

1 煤化工装置含硫尾气排放现状

煤化工装置生产过程中需要大量的原煤材料，目前我国的原煤整体质量不高，普遍存在硫含量高的问题，所以在生产过程中難免会出现大量含硫的情况，如果回收不到位，会出现环境污染压力增加的情况，进而给农业生产带来新的压力、负担，更会给人们的生活带来影响。随着我国能源友好型社会构建要求不断提升以及环境保护标准的提升，人们的环保意识水平得到了很好的强化，对于煤化工装置的稳定性、含硫尾气的排放工作关注度更高。现阶段，脱硫回收工艺技术类型较多，除了常见的生物脱硫技术以及克劳斯工艺等等，还有其他多种类型的工艺，通过进一步研究相关工艺，可以实现高效回收，解决环境污染的问题。

2 四种较为常见的硫回收工艺分析

煤化工装置生产过程中常见的硫回收工艺包括克劳斯、生物脱硫、斯科特等类型的技术，现分别探讨如下。

2.1 克劳斯工艺

硫回收工艺中应用比较普遍的工艺类型就是克劳斯工艺，该工艺的特征十分突出。首先，克劳斯工艺主要针对煤炭燃烧过程中的空气、硫化氢比例控制，也就是说，其通过控制燃烧空气中的比例来达到脱硫的效果。所以，无论是从理论还是从实践的角度上来看，克劳斯工艺都具有很好的生产匹配性，能够解决硫回收的效率问题。但是，在传统生产过程中，容易出现热力学平衡限制的问题，必须保障酸值比例才能够达到相应的效果。相比于传统克劳斯工艺，近些年来国内许多企业开始采取超级克劳斯工艺技术，该技术是在原技术的背景下进行了技术升级与优化，采取氧化反应方程来发挥其高温反应作用，达到催化反应的效果。为了充分发挥出冷凝器的功效，在处理过程中可以对不同的阶段进行分段处理，所以其优势十分突出。一方面，该技术添加了新的催化剂，可以很好的匹配动力控制的基本要求;另外一方面，由于对硫化氢的比例限制解除，所以可以确保工艺稳定性，同时也可以兼顾生产的安全性问题。值得注意的是，超级克劳斯工艺在应用过程中十分契合国家相关领域的技术标准，操作难度低、投资回报高等特征决定了该技术的应用优势。在反应器当中添加一些常规的专用催化剂后，可以对主要的设备进行升级，从而更好的满足行业的发展需求。

2.2 生物脱硫工艺

生物脱硫工艺主要借助于自然界微生物来实现硫回收工艺技术。随着上个世纪80年代相关领域的技术突破，特异性的微生物实施硫回收逐渐成为行业研发的重点。通过生物实施脱硫具有许多其他硫回收工艺不具备的优势，比如说效率高、污染低等等。另外，由于借助于生物实施脱硫，所以在实际应用过程中没有添加催化剂以及添加剂，这样一来可以很好的避免化学物质带来的二次污染问题，同时也可以形成循环往复的新模式。但是，在实现生物硫回收过程中，还需要做好前期支出与费用管理的问题，毕竟该工艺技术的前期投入较大，技术的稳定性与引入的资源具有密切的相关性，如果可以通过酸碱度平衡来维持微生物的生存环境，也许可以更好的发挥该技术的优势与价值，工艺流程图如下图1所示。

2.3 斯科特工艺

斯科特工艺是一种基于克劳斯装置衍生出的硫回收工艺，该技术添加了新型的催化剂，通过新型催化剂的应用来解决有机硫化物的问题，可以采取脱硫溶液进行脱硫处理。在具体的应用过程中，斯科特工艺技术具有许多优势，包括整体回收率较高、能源利用率高等特征。不过，该技术也存在一些缺陷与不足，包括前期需要复杂的管理流程，投资额较高，另外，其对于环境也具有一定的要求，所以常规中小企业生产中并不适应这种工艺特征。

2.4 Clinsulf-DO工艺

Clinsulf-DO工艺最早由德国林德开发并应用于内冷式转化器设备当中，该技术的主要特征是使用成本较高，包括高温高压的蒸汽应用以及设备的引入、维护成本均较高，尽管处理效率良好且稳定性强，但是不太适应我国国内的硫回收工艺环境与需求，只能够匹配大规模、现代化的生产企业。该技术能够通过催化层的反应热来达到强放热处理的效果，温度接近硫的露点后，催化层的反应选择性会提升，此时绝热反应器的发热效能也会相应的增加。

3 煤化工装置中硫回收工艺的选择

硫回收工艺应用于煤化工装置，需要妥善处理好工艺选择的问题。根据上述分析，我们可以看到针对不同浓度的硫化氢进行脱除时，需要的工艺流程与技术特征各不相同，同时成本与投资回报也存在明显的差异。结合我国现阶段的硫回收工艺实施现状来看，科研技术人员正在着力于研究适合我国工业生产环境的硫回收工艺，这些技术不但需要满足创新性要求，同时也要达到国家技术标准与工业实现目标，最好可以通过选择性氧化技术配合直接氧化来弥补上述技术存在的缺陷与不足，提升硫回收工艺的实际操作效果。在上述分析中提到了克劳斯尾气处理技术，该技术能够达到我国的硫排放基本标准，同时技术成熟度较高，维护与运行的成本较低，最重要的是，前期的设备投入成本不高，很好的适应我国中小企业的生产需求。在应用硫回收工艺过程中，需要考虑清楚三个方面的问题：第一个问题是国家环境保护标准的要求是否匹配。实际上，我国为了实现可持续发展，正处于不断提升环保建设标准的阶段，这个阶段硫磺生产设备都具有严格的排放标准与要求，检验必须通过标准才能够继续生产;第二个问题是技术的稳定性问题。实际上，生物脱硫技术相比于传统脱硫技术具有更多的优势，从未来发展的角度上也会成为行业的发展趋势，但是，由于目前该技术的成熟度不高，可靠性不足，所以在实际生产中是否要应用还需要进行综合评价后再定夺，所以成熟度、稳定性也是硫回收工艺选择的基础;第三个问题是投资消耗的问题，硫回收工艺的应用是为了解决污染问题，提升资源的利用效率，但是就本身产生的效益而言并不显著，所以要想选择科学应用，提升硫回收工艺的应用效果，就必须要考虑到投入产出的问题，将投资费用与消耗控制到最小，这样才能够更好的匹配生产环境，适应行业发展的客观要求。

4 总结

总而言之，随着煤炭使用量的增加，完善处理含硫尾气流程刻不容缓，应摒弃传统的固体吸收或者直接燃烧的硫处理方式，熟练掌握新型的煤化工装置含硫尾气的回收工艺，根据不同情形，选取相应的回收工艺，如选择克劳斯工艺、生物脱硫工艺、斯科特工艺或者Clinsulf-DO工艺等，从而最大程度上减少含硫尾气对大气的污染。

参考文献：

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