硫磺回收装置烟气二氧化硫浓度的影响因素分析

杨振宁

中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司 广东 揭阳 300000

摘要：硫磺回收装置烟气中二氧化硫主要来源于其热反应单元硫化氢酸性气的燃烧，为了避免烟气中二氧化硫浓度过高，本文对影响浓度的各项因素进行探析，从而进一步探析了降低硫磺回收装置烟气二氧化硫浓度的措施。

关键词：二氧化硫；硫磺回收装置；影响因素

引言：当前，我国对工业污染物的排放管控越来越严格，尤其是二氧化硫排放有着严格指标。为了推动石油化工产业的绿色发展，目前十分看重降低硫磺回收装置烟气的二氧化硫浓度控制。

1.影响硫磺回收装置烟气二氧化硫浓度的主要因素分析

1.1酸性气质量的影响

硫磺回收装置烟气中的二氧化硫气体浓度值最主要的影响因素之一就是酸性气质量。为了尽可能提升二氧化硫的回收率，减少烟气中的二氧化硫排放，需要针对上游装置进行稳定处理，一般会在上游装置处设置排放气体的边界考核指标值，避免酸性气质量超出标准，若是操作设置不当，酸性气质量可能会出现大幅度波动情况，其产生的气带胺液现象、气带烃以及气带水等现象，都会对硫磺回收装置运行造成不利影响，从而导致二氧化硫的排放浓度值出现偏高情况。除此之外，干气脱硫塔贫液进入到塔内的温度要求是，比气体入塔温度高出5-7℃左右，这样就能够避免出现凝缩油带有胺液的现象，但若是温度控制不佳，就会导致酸性气质量发生改变，系统中的污水器装置也应当做好隔油处理，否则会产生酸性气带有烃物质的现象，最终都会影响到回收装置中烟气的二氧化硫浓度^[1]。

1.2脱硫溶剂质量的影响

硫磺回收装置烟气的二氧化硫浓度也会受到脱硫溶剂质量的影响，主要是脱硫溶剂的选择性以及实际吸收效果会影响二氧化硫浓度。国内外使用的脱硫溶剂种类较多，能够应对不同的使用要求，比如说当前常见的脱硫溶剂包括：有机脱硫溶剂、硫化氢高净化度脱硫溶剂以及二氧化碳选择性脱硫剂。一般的脱硫溶剂在处理CO₂/H₂S比原料气时，其吸收特性与选择性特性往往是互相矛盾的，实际吸收H₂S的同时，对于二氧化碳的吸收选择性也会较高，因此造成许多二氧化碳在反应系统中循环作用，这会直接影响到吸收H₂S的效果，从而提高了硫磺回收装置烟气中的二氧化硫浓度。

1.3催化剂特性的影响

制硫使用的催化剂活性越高，其整个制硫单元的硫回收率就会越高，同时有机硫的水解效果也会更佳，尾气的净化效果更好，有机硫和硫化氢得到净化，有效降低胺液再生塔中的硫化氢浓度，硫磺回收装置烟气中的二氧化硫浓度也会下降。为此，应当尽可能运用活性较高的催化剂，如Clsus尾气加氢催化剂，尤其要注意选择该类型催化剂中水解性较好的，能够提升对尾气有机硫的净化效果，若是催化剂的水解性比较差，则尾气中有机硫每增加50-100mg/m³,其烟气中二氧化硫的浓度值就会增加50-100mg/m³，水解性佳的催化剂对烟气二氧化硫浓度影响较小，经过合理调配使用脱硫溶剂，能够使装置总硫的回收率提升到99%以上，从而保证烟气二氧化硫的浓度控制在合理范围内。

1.4吸收塔温度的影响

吸收塔的温度也是影响硫磺回收装置烟气二氧化硫浓度主要因素之一。通常来说，吸收塔的温度逐渐升高过程中，其净化其他中的硫化氢含量是先呈减少趋势，随后会呈增加趋势，这主要是由于气体中的硫化氢和MDEA为主的脱硫剂发生反应时，会吸收热量，而温度过高不利于脱除硫化氢，因此净化后的气体中会含有较多硫化氢，最终会影响到烟气二氧化硫浓度。但同时，温度的提高也会导致脱硫剂本身的黏度下降，其表面张力会被进一步降低，因此在进行喷雾时，所形成的液珠会更小，促进气体与液体的良好接触，反应速度也会更快，脱硫效果适当上升，实践研究表明，其脱硫处理效果最佳的温度是在35℃到50℃之间^[2]。

1.5液硫脱气废气的影响

液硫脱气后的废气会直接进入到尾气焚烧炉当中，在该装置中得到处理，因而也会对硫磺回收装置烟气中二氧化硫浓度产生较大影响，通常会使烟气二氧化硫的排放浓度提高30%-40%。为此，某石油化工企业对液硫脱气处理研究了新的工艺，其使液硫脱气后的废气进入到脱硫罐当中进一步脱硫，然后再将脱硫处理后的废气引入到尾气焚烧炉处理，这样就能够降低最终硫磺回收装置烟气二氧化硫的浓度，经过实践发现，在使用了废气脱硫罐后，硫磺回收装置烟气的二氧化硫浓度值可以下降到200mg/m³以下。此外，国外的一些企业改进工艺时，选择将液硫脱气产生的废气引入到制硫炉中进行处理，也能够达到降低硫磺回收装置烟气二氧化硫浓度的效果，其降低值约为50mg/m³-150mg/m³。

1.6非常规含硫酸性气的影响

部分非常规酸性气当中也是具有一定的硫含硫量，像是酸性水罐罐顶气、焦化装置以及催化裂化产生的脱硫尾气都属于非常规含硫的酸性气，一般其若是使用大型硫磺回收装置时，占据的比例较小，也不会对烟气二氧化硫浓度产生过大影响，排放时符合环保的相关要求。但是若使用小型硫磺回收装置时，这部分气体占据的比例就会较大，因此会导致烟气中二氧化硫浓度值超标，无法达到排放要求。为此，还需将这些非常规含硫酸性气体经过尾气焚烧炉的焚烧处理，也可采用当前的一种低温柴油吸收技术来处理。

2.降低硫磺回收装置烟气二氧化硫浓度的有效措施分析

硫磺回收装置烟气的二氧化硫浓度若是过高，超出了排放标准时会不予排放，否则会给环境造成污染，因此，还需探析降低硫磺回收装置烟气二氧化硫浓度的措施，具体包括以下几种。

一是改造其尾气净化单位，提升尾气处理的效果，提高气体净化度，改造净化单元的标准应当为保证尾气中硫化氢气体体积分数小于100μL/L，可以采用二级再生技术以及二级吸收技术来改进，能够有效增强对硫化氢的吸收。

二是合理选择催化剂，当前，国产的硫磺催化剂产品已经达到先进水平，其活性与稳定性方面都能够达到实际需求，部分性能甚至能够超过国外的催化剂产品，但在实际使用时还需合理选择，以降低硫磺装置烟气二氧化硫浓度为目标，建议在制硫的过程中，将氧化铝基催化剂与硫磺回收催化剂进行合理级配后使用，可以有效降低烟气二氧化硫的浓度。

三是控制好吸收塔的温度，在胺液选择性吸收硫化氢的过程中会放出热量，因此会导致胺液本身的温度上升约10℃，而胺液吸收效果最佳的温度是30℃到50℃，温度若是过高还会导致胺液出现发泡情况，因此，要合理控制吸收塔中进入胺液的温度，其控制范围约为35-42℃。

四是控制好酸性气的质量，从硫磺回收装置进入的酸性气进行控制，对其设置原料质量的相关指标，若是上游的脱硫装置出现波动，致使其酸性气进入时的质量异常，这时就需对上游脱硫装置进行稳定操作的处理，检查其波动原因，尽可能保证平稳运行，就能够避免硫磺回收装置烟气的二氧化硫浓度过高。

结论：综上所述，硫磺回收装置烟气中会含有一定量的二氧化硫，若其含量超标，将无法达到烟气排放标准，因此，需要从影响烟气二氧化硫浓度的因素着手分析，再进一步探析降低二氧化硫浓度的措施。由本文分析可知，影响硫磺回收装置烟气二氧化硫浓度的主要因素包括：酸性气质量、脱硫溶剂质量、催化剂特性、吸收塔温度、液硫脱气废气。

参考文献：

[1]胡久元.硫磺回收装置烟气二氧化硫浓度的影响因素分析[J].中外能源,2022,27(02):92-96.

[2]吴宏观,龙传光,余国贤.降低硫磺回收装置烟气SO_2排放浓度的技术方案选择[J].硫酸工业,2019(01):23-27.

作者简介：姓名：杨振宁（1988.07--）；性别：男，民族：汉，籍贯：江苏省徐州人，学历：本科；现有职称：助理级工程师；研究方向：硫磺回收工艺。