辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司辽宁省阜新市123000
摘要：不同的硫回收工艺特点不同，优缺点也有所差异，在面对不同的项目时，我们要根据项目的特点，核算成本，综合比较，选择合适的工艺技术。在煤化工项目硫回收工艺技术进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：煤化工；硫回收；技术
一、煤化工领域中硫回收装置的特点
1、规模不够庞大。就目前形势来看，炼厂装置的炼油能力以及天然气能力都比较强，对此，硫回收装置的规模也在日益增大，但相较于硫回收装置而言，煤化工装置的规模就相对较小，其硫磺的年产量最多也只有5万吨左右。
2、酸性气构成较为复杂。首先，煤本身就是一个构成较为复杂的物质，这也直接导致了其产生的酸性气构成也较为复杂，其中甚至还包含着如木精、氰化氢等杂质，这些物质对于硫回收装置的运行所带来的影响不容小觑。
3、酸性气的浓度偏低且变化幅度较大。煤化工装置酸性气主要通过合成气净化而来，而天然气净化厂酸性气则主要来自于醇胺，因此，氢硫酸的含量相对较低，大约只能维持在25%左右，除此之外，酸性气的浓度也不稳定，时常会发生变化。
二、硫回收工艺技术
1、斯科特工艺
斯科特法是催化尾气并使它进行反应产生硫化氢，脱硫之后生成的物质经过一系列处理之后，会重新回到设备里面。经过这一系列处理，硫回收率显著提高，同时，也能大大降低尾气中的硫含量，可以达标地排到空气中。斯科特法跟克劳斯装置配合度很高，可以提高硫的回收率。但是，斯科特法操作步骤相对复杂、繁琐，而且需要投入的资金很多，所以，斯科特法只适合用在大型装置设备以及环保要求严格的地方。
2、生物脱硫工艺
在化学反应过程中会产生酸性气体，需要将液体分离出来，然后与塔中的弱碱性溶液反方向接触使其吸收干净。而经过简单处理，残余物质在进入脱碳系统之后，经过生物脱硫过程，生成硫磺。虽然此项工艺中硫化氢的浓度是否稀薄无关紧要，但是它所需要投入的资金比较多，因此它的适用范围仅是硫磺产量≤10t/d。
3、克劳斯工艺及其延伸工艺
克劳斯法是为去除化石燃料燃烧及地热发电时生成的硫化氢所用的方法之一。它的原理是硫化氢先进行不完全燃烧，然后使生成的二氧化硫与硫化氢反应，生成硫磺。如果空气与硫化氢混合比例适当，那么所有的硫化氢均可生成水和硫磺。随着技术的进步，克劳斯工艺在多单元处理方面的功能日益完美，其在硫回收领域得到一致认可。
3.1初级克劳斯工艺。克劳斯工艺操作起来比较简单，它为了使酸性气体里面的H2S转变成单质硫，使用克劳斯硫回收装置，处理被低温甲醇法洗过的酸性气体，使酸性气体中的H2S转变为单质硫。具体的反应过程是，首先，三分之一的H2S在专门的燃烧炉内与氧气进行燃烧反应生成SO2，在催化剂的作用下，与剩下的H2S进行克劳斯反应，最终生成硫磺。平衡煤化工设备在运行时空气与H2S的比例关系，使之达到适当的比值。在当前技术条件下，根据二级克劳斯理论，可以使硫磺回收率达到92%～94%，而要想硫磺回收率达到98%，就得使用三级克劳斯理论。需要注意的是，这只是理论值，实际回收率要比理论值低很多。初级克劳斯工艺流程图见图1。
3.2超优克劳斯工艺。超优克劳斯工艺是荷兰Jacobs公司的一项专利技术，它几乎具有超级克劳斯工艺的所有优点，既可以用于现有的克劳斯装置改造，也能够用于新建装置。它在石化、石油和天然气行业有着重要的地位。目前为止，国内也有数套超优克劳斯装置被投入运行。在这个工艺中，一般的克劳斯催化剂只使用在第1个反应器上，而第2个反应器不仅使用常规克劳斯催化剂，还添加了选择性加氢还原催化剂，从而使得SO2浓度变低。超优克劳斯工艺的投资量会稍高于超级克劳斯工艺，不过，它能显著提高硫的回收率，当然，它是超级克劳斯工艺逐渐发展的成果。
3.3超级克劳斯工艺。高温反应阶段跟3个催化反应阶段组建成超级克劳斯工艺，其中，每个阶段都包括硫磺析出跟克劳斯反应器。超级克劳斯反应器，除了最后1个反应器需要超级克劳斯催化剂外，其余2个都是采用常规催化剂，并且它有选择性地使用氧化剂。使用氧化剂之后，回收率几乎能达到99%。超级克劳斯工艺除了包含初级克劳斯工艺的优点之外，也不需要大量的投入，成本方面不高，跟普通克劳斯工艺的花费基本持平；同时，低浓度的H2S，符合国家对于环保的指标要求。超级克劳斯工艺流程图见图2。
三、硫回收工艺的选择以及需要考虑的因素
1、严格遵循环保的原则。我们必须意识到保护环境的重要性，任何企业或是经济的发展，都不能以破坏环境为代价，因此，在硫回收工艺的选择上，一定要秉承保护环境，落实可持续发展战略的原则，尽可能的选择耗能低，污染小，利用率高的工艺设备。
2、技术要求。要结合具体情况，进行具体分析。从煤化工的一些特点出发，尽可能的选择适合酸性气浓度不高的工艺，这类工艺往往具有高弹性，对于成分较为复杂的气体，处理起来也是游刃有余。另外，工艺的可靠性以及安全性也是不能忽视的，利用纯氧燃烧系统等，可以从很大程度上提高工艺的安全可靠性。
3、装置投入的成本以及相关的操作费用。在硫回收工艺的比选上，除了要考虑到保护环境，技术处理等方面，还要进行合理的成本预算评估，在保证尾气排放达标情况下，尽可能的降低成本预算，只有这样，才能保证经济利益的最大化。
结束语
通过技术方案比选，WSA技术投资费用过大。带尾气处理技术的SSR及SCOT投资也较大，操作复杂，经济性较差。改良型克劳斯技术拥有安全系数高，成本低，技术先进等优势，因此是当前形势下，煤化工硫回收装置的最佳工艺。此外，其污染物的排放量也符合国家相关标准，贯彻了我国的可持续发展战略，更为其以后的长远发展创造了可能，由此可见，该工艺能得到广泛的推广与运用也是必然的趋势。
参考文献
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