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降低硫磺回收裝置煙氣中SO2濃度措施的探討

文檔作者：程軍委文檔來源：鎮(zhèn)海石化工程股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年03月11日
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環(huán)傣鼻安全石油化工設計
Pet r oche I I l i c al Desi 印
降低硫磺回收裝置煙氣中S02濃度措施的探討
程軍委
( 鎮(zhèn)海石化工程股份有限公司，浙江寧波315207)
摘要：隨著環(huán)保要求的日趨嚴格，大氣污染已經(jīng)引起國家和社會的高度重視，成為一個不容忽視的問
題?，F(xiàn)國家有關部門正在醞釀修訂大氣污染物綜合排放標準，擬要求硫磺回收裝置2015年S0：排放濃度
達到世界先進水平(<400 m∥Nm3)、有條件的企業(yè)達到世界領先水平( <200 mg／Nm3) ，但國內已經(jīng)投產(chǎn)
的硫磺回收裝置在設計時執(zhí)行的是GB 16297一1996《中華人民共和國國家標準一大氣污染物綜合排放標
準》中s 02排放濃度<960 mg／Nm3的標準。因此對老裝置進行降了尾氣凈化單元、液硫池廢氣、流程密封
性的改造以及創(chuàng)新開停工方法等，切實降低了SO，排放濃度。
關鍵詞：硫磺回收S0，排放濃度大氣環(huán)境
l 硫磺裝置概述
目前國內硫磺回收裝置的技術路線普遍采用
二級CLAus 制硫+加氫還原吸收尾氣處理工藝，
此工藝的總硫回收率可以達到99．9％，煙氣中的
SO：都能達到GB 16297—1996《中華人民共和國國
家標準一大氣污染物綜合排放標準》小于960 mg／
Nm3的要求?。經(jīng)過技術改造，國內大部分硫磺回
收裝置排放尾氣中sO：的排放濃度仍有很大的降
低空間。傳統(tǒng)的硫磺回收工藝流程見圖l 拉J。
2影響煙氣中So：濃度的主要因素
2．1原料酸性氣中的H：S的含量
原料氣中的硫化氫，經(jīng)過主燃燒爐燃燒、二級
CLAus反應轉化、尾氣還原反應、溶劑吸收，凈化
尾氣中的殘余硫組分進入尾氣焚燒爐，轉化為
sO：，經(jīng)煙囪排放進人大氣sO：最主要的來源。
2．2液硫池排放廢氣中的硫含量
液硫中一般含有( 3～5) ×10“( 300—500
ppm) 的H：S和H：s，。液硫經(jīng)過脫氣后，在液硫池
頂部廢氣中，會含有一部分的硫蒸汽、硫化氫及其
他形式的硫化合物。此部分氣體進入尾氣焚燒爐
焚燒，轉化為sO：，經(jīng)煙囪排人大氣。
2．3硫磺裝置閥門內漏程度
硫磺回收裝置中的制硫單元跨至尾氣焚燒爐
的cLAus 跨線、接至尾氣焚燒爐急冷塔開工放空
線、尾氣處理單元開工循環(huán)線上的閥門若存在內
漏舊o，則生產(chǎn)過程中含硫的過程氣和凈化尾氣會
直接進入尾氣焚燒爐，引起煙氣中SO：濃度的升
高。
2．4硫磺裝置處理的特殊原料氣
硫磺回收裝置所處理的酸性氣體、組分變化
大、流量波動大，不利于煙氣SO：的排放。如果仍
需處理煉油廠產(chǎn)生如脫硫醇尾氣、酸性水罐頂惡
臭氣體、S—zo出煙氣等特殊氣體，該氣體含有大
量硫醇硫醚等，在硫磺回收裝置中回收困難，最終
進人尾氣焚燒爐，轉變?yōu)镾O：進人大氣。
2．5硫磺裝置開停工過程中SO：排放
裝置開工過程中，需要用酸性氣對催化劑進
行預硫化。在常規(guī)預硫化的48 h內，cLAUS過程
氣不能進入到尾氣凈化單元進行吸收凈化，而是
直接經(jīng)過焚燒爐通過煙囪進行排放。在此過程中
sO：排放濃度過高，一般能達到20～30 g／Nm3。
在停工過程中，cLAuS尾氣通過跨線進入焚
燒爐，燃燒后直接排入大氣，此時煙氣中的SO：濃
度能達到30—40 g／Nm3。
收稿日期：2013一l O一25。
作者簡介：程軍委，男，2005年畢業(yè)于浙江大學化學
工程與工藝專業(yè)，工學學士，工程師，現(xiàn)從事工藝設計
工作。聯(lián)系電話：0574—8791792l ；E—mai l ：chen西w@
i zpec．com
石油化工設計2014年第2期( 第31卷)
圖l 傳統(tǒng)的硫磺回收工藝流程示意
l 一主風機K10l ；2一主燒嘴F—l 叭；3一主燃燒爐M一10l ；4一主燃燒爐蒸汽發(fā)生器E一10l ；5一三合一硫冷器E—102／3／4；
6一第一在線燒嘴F—102；7一第一在線爐M—102；8一二合一反應器R—l Ol／2；9一第二在線燒嘴F一103；10一第一在線爐M—103；
l l 一還原燒嘴F一104；12一還原燃燒爐M一104；13一還原反應器R—103；14一還原蒸汽發(fā)生器E—105；15一急冷塔T一101；
16一急冷水泵P—101；17一急冷水空冷器Ac—l Ol ；18一吸收塔T一102；19一富液泵P—102；20一貧富換熱器E一106；
2l 一貧液空冷器Ac一102；22一再生塔T—103；23一貧液泵P～103；24一酸性氣空冷器Ac一103；25一酸性水回流罐V一10l ；
26一酸性水回流泵P—104；27一再生塔重沸器E一107；28一焚燒風機K—102；29一焚燒爐燒嘴F—105；
30一焚燒爐M—105；31一蒸汽過熱器E一108；32一焚燒爐蒸汽發(fā)生器E一109；33一煙囪s一101
3降低硫磺回收裝置中So：排放濃度的措施人液硫脫除器進行除硫，除硫后的廢氣進入尾氣
3．1尾氣凈化單元改造
硫磺回收裝置煙氣中s 0：主要是由凈化尾氣
中的硫化氫轉化而來的。鎮(zhèn)海石化工程股份有限
公司( zPEC) 已開發(fā)出尾氣凈化二級吸收+二級
再生技術( 見圖2) ，此技術可以大大降低凈化后
尾氣中的硫化氫濃度。
3．2液硫脫氣改造
硫磺裝置液硫脫氣后廢氣，一般直接去焚燒
爐焚燒，增加煙氣SO：排放100—200 mg／Nm3。
1) 循環(huán)脫氣技術。更換原液硫池頂部蒸汽噴
射器，把液硫池脫氣后的廢氣由進入焚燒爐改為
進入主燃燒爐焚燒，或者把液硫池脫氣廢氣引入
還原反應器，進行還原反應。另外，可以引吸收塔
后凈化尾氣作為液硫池鼓泡氣體。詳見圖3。
2) 廢氣脫硫技術。液硫脫氣后廢氣，首先進
脫硫罐進行更深一步的脫硫。經(jīng)過兩步脫硫，能
使液硫池廢氣中的硫化氫含量降至10×10“( 10
ppm) 以下，詳見圖4。
3．3減少裝置閥門內漏
硫磺回收裝置CLAUS跨線，急冷塔開工放空
線和開工循環(huán)線等開停工跨線上的閥門應選擇密
封性能好、泄漏等級高的閥門。采用雙閥，中間設
置氮氣吹掃線，能有效減少硫磺裝置引閥門內漏
進入尾氣焚燒爐的含硫氣體。
3．4減少硫磺回收裝置處理的特殊氣體
應結合實際情況，降低脫硫醇尾氣、酸性水罐
頂惡臭氣體、s—zor b尾氣等特殊氣體進入硫磺回
收裝置的比例，或改用其他法處理此類氣體。
如脫硫醇尾氣、酸性水罐頂惡臭氣體等，可在各自
的裝置內采用專有技術，就地處理，實現(xiàn)達標排
2014年第2期( 第31卷) 程軍委．降低硫磺回收裝置煙氣中s 0：濃度措施的探討·59·
已=】Q2
圖2典型二級再生+二級吸收流程示意
l 一吸收塔T—102；2一富液泵P一10l ；3一富液過濾器sR—10l ；4一半貧液／富液換熱器E—l Ol；5一精貧液／富液換熱器E—102
6一精貧液空冷器Ac—10l ；7一精貧液后冷器E—103；8一精貧液過濾器SR—102；9一半貧液空冷器Ac—102；
10一半貧液后冷器E—104；l l一半貧液過濾器SR—103；12一再生塔T—103；13一精貧液泵P—102；14一半貧液泵P一103；
15一再生塔頂空冷器Ac—103；16一再生塔后冷器E—105；17一回流罐V—10l ；18一回流泵P—104；19一重沸器E—106；
20一焚燒室M—103；2l 一蒸汽過熱器E—107；22一焚燒爐蒸汽發(fā)生器E—108；23一焚燒爐燒嘴F—103；24一煙囪s—10l
液
圖3循環(huán)脫氣技術流程示意
l 一吸收塔T—l 舵；2一羅茨風機K—lOl ；3一蒸汽噴射器EJ —101；
4一還原反應器R一30l ；5一液硫池V—l Ol ；6一主燃燒爐Fl ol
圖4廢氣脫硫技術流程示意
l 一液硫池V—l Ol ；2一液硫脫除器V一102；
3一尾氣脫除硫罐V—l Ol ；4一蒸汽噴射器EJ—10l
放。s—zor b尾氣可與催化煙氣混合，引入催化煙
氣脫硫裝置進行處理。這均可降低硫磺回收裝置
煙氣中s 0：排放濃度。
3．5 采用新的開停工尾氣處理方法
開工過程中，對預硫化產(chǎn)生的含硫尾氣進行
處理，是降低SO：排放濃度的相當有效的方法。國
內某煉化企業(yè)采用了預硫化尾氣再脫硫技術；將
預硫化在主反應爐引酸性氣開工前48 h開始操
作，進行提前預硫化；將預硫化尾氣引入脫硫塔進
行處理，在此期間，裝置sO：排放濃度維持約700
mg／Nm3，僅為傳統(tǒng)預硫化方法的1／40～1／30，實
現(xiàn)了明顯的社會效益。同樣，設想停工過程中排
放尾氣的凈化方法，也將是一個降低sO：排放濃度
的合理思路。
參考文獻：
[ 1] GB 16297一1996中華人民共和國國家標準一大氣污染物綜
合排放標準[ s ]．
[ 2] 肖學蘭．克勞斯法硫磺回收工藝技術[M] ．北京：石油工藝
出版社，200 7．
[ 3] 中國石化職業(yè)技能鑒定指導中心．硫磺回收裝置操作工
[M] ．北京： 中國石化出版社， 2006．

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