克劳斯炉尾气处理立项报告11

1、克劳斯炉尾气处理的方案比较、立项背景克劳斯尾气中焦化厂二期硫回收工艺采用真空碳酸钾工艺 进行脱硫，产生的酸气通入克劳斯炉中反应生成硫磺。在克劳斯 炉中，补入一定量的空气，使H2S在高温欠氧状态下反应生成 硫磺，克劳斯炉尾气回至初冷前进入焦炉煤气系统，焦炉煤气用 于生产甲醇。因尾气中的N2含量在80%左右，导致送甲醇装置 的煤气中的N2含量由4%增加至10%增加了甲醇生产的能耗， 影响了甲醇的正常生产，只有将克劳斯尾气单独处理才能保证煤 气中的呢含量维持在4%左右。含有一部分的单质硫和大量的H2S气体，必须经过处理后 才能达标排放，根据焦耐院提供的数据，克劳斯尾气成分和量如 表1所示。表1克劳斯

2、尾气成分及量克劳斯炉尾气HS 2SO2S6H 2N2COCO2HO 2合计除水分 的量分子 量34.0064.00192.002.0028.0028.0044.0018.00V%0.850.260.022.3244.432.836.9942.31100.01除水 后的 组分 含量1.470.440.034.0177.024.9012.12100.00Nms/h96.7729.112.28263.365054.85321.77795.344814.1211377.576563.46mg/m312909.617309.121715.402066.68555352.4535350.80137311.

3、12340009.74除去 水分 mg/m322378.4512670.152973.613582.54962688.1861279.64238025.04589397.52根据目前掌握的技术资料，克劳斯炉尾气处理可行的方案， 现共有四套：混入焦炉烟气中、送大火炬燃烧排放、利用吸收剂 净化处理和加氢还原法处理。下面就这四套方案进行分析比较。 二、克劳斯尾气处理的方案方案一：混入焦炉烟气中经焦耐院测算，克劳斯炉尾气中 H2S的浓度为22 23g/m3，混入焦炉烟气后，烟气中的 H2S的浓度为1.1 1.2g/m3。以折标后尾气排放量为6500Nm3/h计，每小时排放 H2S为145kg，分至4座

4、烟囱中，每个烟囱中每小时排放H2S 为36.3kg , GB14554-93恶臭污染物排放标准中规定120 米的烟囱，每小时每个烟囱的最大允许排放量为21kg（烟囱高 度越低，最大允许排放量越少），此方案中H2S的排放量远大于 国家允许排放要求，故此方案不可行。方案二：送大火炬燃烧如果送大火炬燃烧，尾气中含有一部分的单质硫，为避免管 道堵塞的问题，需首先设置尾气洗净装置，以除去尾气中单质硫; 其次克劳斯炉尾气压力为常压，需配备一台风机，为尾气提供输 送动力；再次克劳斯炉尾气的热值较低，仅为130大卡左右， 需配入2000m3的煤气（热值4100 大卡/mg），才能保证混合气 体燃烧。方案三：利

5、用吸收剂净化处理尾气先经洗涤塔用脱硫贫液洗涤、冷却，析出尾气中的单质 硫、大部分的冷凝液、大部分的SO2和一小部分的h2s。洗涤 后的尾气送至吸收塔，在吸收塔内经MDEA溶液吸收H2S后， 尾气实现达标排放。吸收H2S的MDEA溶液经解析后，H2S气 体送克劳斯炉入口，解析液送吸收塔循环使用。方案四：加氢还原法处理尾气通过加氢反应，将尾气中含硫组分SO2、SX、COS和 CS2还原成H2S，然后用胺法选择吸收，经再生或汽提后循环至 Claus装置，硫回收率高，能达到99.8%以上，在环保要求高的 国家和地区广泛使用，但投资费用高、操作费用高。三、技术比较方案二、方案三和方案四技术经济比较。方案

6、二：送大火炬 燃烧方案方案三：利用吸收剂 净化处理方案方案四：加氢还原法处理备注主要设备洗涤塔、风机、配 管洗涤塔、吸收塔、解 析塔加氢反应器、再生塔、尾气焚烧炉投资估算（万元）200976.51700年运彳丁成本（万兀）1140263.6428其中：煤气10510400以0.6元/m3计循环水3524.525以0.1元/t计电费22.63以0.5元/度计0.3MPa蒸汽52236.5以60元/吨计结果对比：1.从投资费用上来看方案四（加氢还原法处理）投资费用最高，方案三（利用吸收剂净化处理方案）居中，方案二（送大火炬燃烧方案）最少。从运行费用上来看：方案二（送大火炬燃烧排放）、方案四（加氢还

7、原法处理） 运行费用最高，方案三（利用吸收剂净化处理）运行费用最低。方案三（利用吸收剂净化处理）与方案二（送大火炬燃烧排 放）相比，一年节省运行费用约876.4万元，与方案三（利用吸 收剂净化回收）的投资大致相等。采用方案三（利用吸收剂净化 处理）长期运行能大大节省运行费用，比方案二（送大火炬燃烧 排放）经济、划算。从环保方面来看：方案四（加氢还原法处理）最环保、方案三（利用吸收剂净 化处理）居中、方案二（送大火炬燃烧排放）不符合现行法律法 规要求。方案三（利用吸收剂净化处理）能完全净化尾气，使尾气达 标排放，而方案二（送大火炬燃烧排放）中H2S气体经燃烧转 化成SO2，排放烟气中SO2浓度达

8、到42 g/m3左右，远高于国 家排放标准要求（焦化烟气污染物排放标准中要求SO2的排放 浓度50mg/m3 ）方案二（送大火炬燃烧排放）只能作为一个权宜之计，不能 作为长期运行考虑。从技术方面来看方案四（加氢还原法处理）虽然兼顾了技术的可行性，但方 案一定，相关的技术参数的可调性差，而方案三（利用吸收剂净 化处理）留有技术伸缩空间。如果国家对恶臭气体有更高的 浓度指标要求时，可通过增大循环水量降低尾气中H2S的浓度， 为将来的环保治理问题预留了提升空间。四、结论经过方案对比，认为采用方案三（利用吸收剂净化处理）可 以满足当前克劳斯炉尾气处理的要求。通过对方案三（利用吸收 剂净化处理）中5种小

9、方案的分析，认为将洗涤净化后放散气中 的H2S浓度定为10mg/m3更为合理，主要原因分析如下：1、从标准的严格上看GB1554-93恶臭污染物排放标准中规定：25米的烟囱 H2S允许排放量为0.9kg/h，GBZ 2.1-2007工业场所有害因 素职业接触限值中规定工业场所中 H2S的最高容许浓度 10mg/m3。选取洗涤净化后尾气中H2S浓度10mg/ms的标 准限定更严格，更利于环境保护，更有效的保障园区人员的身体 健康。2、从能耗和投资上来看选取洗涤净化后放散气中的H2S浓度定10mg/m3，其三 项能耗指标:循环水用量、蒸汽用量和电耗与其他几种方案相比， 各项指标都处于中间水平，且各方案整体能耗相差不大。因塔器选型与气体的流速和吸收剂在塔器内停滞的时间有 关，故5种方案塔器的外形尺寸不变，整体的造价基本相同（循 环泵的流量略有差异）。3、从长远来看国家对污染物排放的要求越来越严格，通过5个方案的对比 来看，只需增大吸收剂的