浅谈工业硫化氢废气回收与利用

　　摘要：
　　煤炭气化制取城市煤气过程中，需要将粗煤气脱硫、脱碳制取合格的净煤气，在脱硫过程中，产生的大量酸气（含硫气体）为了达到环保要求，并且可以创造可利用价值，需将其回收利用；WSA工艺是一种能有效地脱除各种废气中硫并将其转换成工业成品浓硫酸的工艺，硫脱除率为95～99.7%，能满足中国的环保排放要求，对酸性气体浓度没有要求，负荷低于25%时需加燃料气保持反应温度，产品浓硫酸的浓度为97.5～98%之间，该工艺的特点为：工艺简单、没有化学药品消耗和污水排放，热效率高、成品为高质量硫酸。
　　关键词：硫回收，硫酸，环保
　　引言：
　　哈尔滨气化厂低温甲醇洗分离出来的富含硫化氢的酸气原设计是利用克劳斯硫回收装置副产硫磺。但由于硫化氢气体中含有大量烃类化合物，高于设计中规定的烃含量，设备经常产生积碳，堵塞设备，无法生产出合格的硫磺，装置一直处于闲置状态；为了环保要求该厂引进了丹麦托普索公司酸气制硫酸工艺（WSA），该工艺不仅排放尾气可以达到环保要求，同时可以副产经济价值比硫磺高的浓硫酸产品。
　　1、工艺描述
　　来自低温甲醇洗的酸气与来自燃烧空气鼓风机送来的空气进入燃烧炉中燃烧，用煤气作为辅助燃料。温度约900～1200℃的烟道气进入废热锅炉副产中压蒸汽，控制其在反应器入口温度为400℃。反应器有两级，每级都装载催化剂，在反应器中，SO2混合物按下列反应被氧化成SO3：
　　SO2+1/2O2→SO3+24kcal/mole
　　工艺过程是强放热反应，反应热必须被移走。来自汽包的饱和蒸汽在床层冷却器中被用来冷却来自一段反应床的热气，从而蒸汽被过热。蒸汽的压力控制在50bar，目的是确保所有的表面温度在工艺气的酸露点以上。
　　在进入WSA冷凝器之前，气体在气体冷却器中被冷却到300℃以下。在冷却期间，部分气体按照以下反应被水合成硫酸蒸汽：
　　SO3+H2O→H2SO4（g）+25kcal/mole
　　在WSA冷凝器中，气体进一步被环境空气冷却。在冷却期间，所有的SO3被水合成硫酸，硫酸以98%的浓度，在大约240℃被在收集在的底部。作为产品送硫酸罐区贮存待售。
　　2、生产特点
　　WSA工艺所用催化剂是以硅藻土为载体，以V2O5为活性组份的VK型催化剂（黄褐色多楞拉西环，Φ10～12mm，ρ=350～370kg/m3,空速V<1000h-1），起始活性温度为370～380℃，一般反应温度为430℃，最高耐热温度为650℃，使用寿命为10年，保证3年。
　　WSA工艺专利设备为WSA冷凝器。WSA冷凝器是一种垂直玻璃管降膜式换热器，气体在管子中被管外的空气冷却，SO3、H2O在管内壁冷凝成97.5～98%的浓硫酸，每个冷凝器的处理能力12000Nm3/h,由700～800根高7m，厚2mm的耐酸玻璃管组成。
　　3、原材料及公用工程消耗
　　序号 名称 规格 单位 小时消耗
　　1 硫化氢废气  Nm3 800
　　2 冷却水 0.5MPaA，30℃ t 8.6
　　3 副产蒸汽 4.0MPaA，饱和 t -6
　　4 锅炉给水 6.0MPa，85℃ t 6.6
　　5 电 380V Kwh 105.7
　　6 燃料气 3434kcal/kg Nm3 20
　　4、主要的污染源和主要污染物
　　1）废气
　　废气名称 排放量(Nm3/h) 污染物排放量 备注
　　硫酸尾气 22950 SO2:9.76kg/h（428.7mg/m3） 30米高排气筒排放
　　  NOx:3.35kg/h(145.8mg/m3) 
　　2）废水
　　废水名称 排出量(t/h) 污染物 浓度(mg/l) 备注
　　废锅排污水 0.6 磷酸盐 〈515 送污水处理装置
　　3）固体废物
　　固废名称 排放量 主要组成 备注
　　废催化剂 2t/3a V2O5 填埋处置
　　4）噪声
　　机泵类：～85dB(A)
　　风机类:～85dB(A)
　　5、控制污染措施
　　1）废气治理措施
　　硫酸装置的尾气排放主要含二氧化硫、氮氧化物。该气体经排气筒高空达标排放。
　　2）废水治理措施
　　废锅排污水主要含有磷酸盐，此股水送现有污水处理装置处理后排放。
　　3）固体废物处置方式
　　排放的废催化剂填埋处置。
　　4）噪声控制方案
　　噪声源集中的岗位设置隔声操作间。出入高噪声区的人员配带防噪耳塞和耳罩.。
　　结束语
　　硫化氢废气的回收与利用不仅解决了环境污染问题，同时为工厂增创了经济效益，硫酸作为“化工之母”其利用面非常广泛，经济效益也非常可观。
　　中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司净化分厂：赵云楼、张易臣、侯露露
　　
　　参考文献
　　[1]马林K.M.等著，《硫酸工业》上、下册，中译本，高等教育出版社，1956
　　[2]吴志泉等编，《工业化学》，华东化工学院院出版社，1991
　　[3]吴指南主编，《环境学》，化工工业出版社，1984
　　[4]《化工工业大全》，化工出版社，1979
　　[5]蒋家俊，《化工工艺学》无机部分，高等教育出版社1988
　　[6]吴指南主编，《环境学》，化工工业出版社，1984
　　[7]吴章扔主编，《基本有机合成工艺学》上、下册，化工工业出版社，1982