降低硫磺回收烟气二氧化硫排放探讨与措施

作者:未知

  摘要:本文根据大连石化27万吨/年硫磺回收装置目前运行状况下,分析影响烟硫磺回收烟气二氧化硫的因素,针对装置目前的排放现状、存在的问题及国家新标准要求,提出装置优化操作等建议,并对影响的因素提出整改措施。
  关键词:硫磺回收;环保;二氧化硫
  2015年4月16日,国家环保部发布了新的《石油炼制工业污染物排放标准(GB 31570-2015)》。新标准经过几年酝酿,最终以超过各版征求意见稿的苛刻度发布,要求新建企业白2015年7月1日起执行,现有企业自2017年7月1日起执行。其中,新标准要求酸性气回收装置sO一般排放限值400mg/m3,特别排放限值lOOmg/m3,这比原国标的960mg/m3落差巨大。降低硫磺同收装置烟气sO2排放,是目前同行业一个共性的问题。
  1硫磺回收装置烟气中S02浓度影响因素
  目前,国内硫磺同收装置普遍采用二级CLaus+还原吸收尾气处理工艺技术路线,总硫回收率(质量分数)可以达到99.8%以上。工艺区别主要是催化反应再热方式不同,主流的再热方式是蒸汽换热和在线炉加热,高温掺合法则越来越不被接受。不同的再热方式对总硫同收率影响并不大,因此工艺路线的选择不是降低烟气硫排放的决定性因素。影响硫磺回收装置烟气sO2排放主要因素有以下几种:
  1.1吸收塔顶净化尾气
  目前,大多数硫磺回收装置吸收塔顶净化尾气都经焚烧炉焚烧后直接进烟囱排放,由净化尾气引起的排放约占到总排放量(质量分数)的60% - 70%。净化尾气中含硫物质主要是H2S和COS。影响吸收塔顶净化尾气硫含量的因素主要有以下几个方面:
  1.1.1原料气质量
  烃类、氨、CO2含量高,将影响到硫磺回收装置的各个环节,包括尾气排放。因此Claus反应炉需要采用高强度燃烧器,控制好反应炉炉温,确保烃类、氨等杂质完全分解。在硫磺回收装置运行过程中,CO2总是起到副作用,而且容易被人低估。它在反应炉中参与多种副反应,主要是生成COS和CS2,增加水解反应负担,在尾气吸收部分则会大大影响脱硫效果。
  1.1.2反应炉配风
  确保在线比值仪准确,将在线比值仪投自动,提高操作精准度。当Claus尾气中H2S与SO2比值趋近于2时,能够获得较高的转化率。
  1.1.3溶剂吸收效果
  目前主流吸收剂仍是复配型MDEA溶液,其吸收效果又受到吸收温度、吸收压力、溶液贫度、溶液浓度、设备条件等因素的影响。吸收温度对吸收过程影响很大,一般控制吸收温度是400C以下,超过45 0C时,尾气排放即有明显上升。单纯对于脱硫来讲,吸收温度越低越好,原因是H2S与MDEA反应是瞬间反应,吸收温度基本不影响反应速度,而CO2与MDEA的反应速度慢,温度上升10℃时,其反应速度常数增加一倍,即CO2吸收量增加,这势必会抑制H2S的吸收,导致选择性变差。吸收压力对吸收过程有一定影响。吸收压力越高,脱硫效果越好,但增加吸收压力,脱硫的选择性变差。因此,相对于其他因素,吸收壓力不必刻意改变。
  1.2酸性水罐逸出气
  硫磺回收装置酸性水汽提设置4台原料水罐,为了避免压力高突破水封造成现场硫化氢报警,将酸性水罐逸出气改至尾气焚烧炉。由于酸性水中含有大量的H2S,逸出后的气相至焚烧炉燃烧增加了焚烧炉排放二氧化硫浓度,从目前运行经验来看,酸性水罐逸出气能使排空烟气中的sO2浓度增加了 200mg/m3~ 300mg/m3。
  1.3硫池汽抽气和液硫脱气
  硫池气相空间中含有大量的H2S气体,硫磺回收装置的常规设计为将这部分气体通过汽抽后排人尾气焚烧炉,将会使烟气SO2浓度增加lOOmg/m3左右。液硫中一般含有一定量的H2S,在液硫脱气时,如果废气不进行处理直接进入焚烧炉,废气中所带的硫化物燃烧生成SO2,造成装置SO2排放浓度增加IOOmg/m3左右。要降低sO2排放浓度,必须回收处理液硫脱气后废气中的硫。
  2降低烟气SO2浓度的措施
  2.1酸性水罐逸出气增上除臭设施
  27万硫磺装置的4台酸性水罐增上除臭设施,目前项目已列入装置2017年停检计划叫中,设计已经完毕,改造流程为两个系列酸性水汽提装置的原料水罐V-2302A/BI/Ⅱ(原有)罐顶排放气通过正压水封罐V-2312(新增),引至胺液脱硫塔C-2302(新增)脱除H2S、再进入固体脱臭塔C-2303A/B(新增)进行脱除有机硫,最后经水环真空泵P-2308(新增)提压后送至尾气焚烧炉(原有)进行焚烧。
  2.2液硫脱气系统改造
  对液硫脱气系统进行改造,取消目前的液硫脱气塔,液硫脱气改为硫池内液下鼓泡形式,用氮气或者非净化风作为鼓泡动力,对硫池内的液硫进行搅动,使液硫内的硫化氢能够更好的释放出来。在以低压蒸汽为动力,利用汽抽将硫池内鼓泡出的气相送至主炉进行燃烧,降低进入焚烧炉能够产生二氧化硫排放的气相量。
  3结论
  随着新《环保法》的实施,硫磺装置降低二氧化硫排放迫在眉睫,装置采取上述一系列措施来降低烟气二氧化硫排放。使装置烟气二氧化硫排放达到国家允许的新的排放标准。
  参考文献:
  [1]李鹏,刘爱华.影响硫磺回收装置SO2排放浓度的因素分析[J].石油炼制与化工,2013,44(4):75-79.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14910818.htm

服务推荐