环保效益：减少硫化物的排放量 社会效益：保护环境，造福于民 经济效益：企业新的经济效益增长点
煤化工企业硫回收装置的特点和问题

1) 煤化工硫回收装置的原料酸性气，主要来自气化装置的 气体脱硫；气体脱硫主要采用低温甲醇洗工艺；排出的酸 性气中H2S浓度较低，在2～30%之间，其余主要是CO2， CO2浓度通常在65～90%左右。炼油企业的原料酸性气H2S

1) 浓缩原料酸性气：针对煤化工企业酸性气低浓度、多样
性的特点，将原料酸性气浓缩后再制硫，可以解决酸性气
浓度低、设备庞大建设投资高的矛盾。如果一套H2S浓度 30%的装置，将原料酸性气浓缩至80%后再制硫，过程气 流量将减少30%以上，建设投资同比下降22%左右。由于 煤化工企业的原料酸性气中含有大量CO2，按现有的加氢
还原吸收尾气处理工艺，大量CO2将随同H2S被吸收，溶
剂再生大量耗能，经济上没有优势。

2) 针对煤化工企业原料酸性气浓度低的特点，采用富氧 Claus工艺，可以大幅度降低过程气中的N2含量，缩小设 备和管道规格，对节能降耗和节省投资有利。

3) 除低温甲醇洗酸性气外的其他低浓度酸性气，可以根
据工艺过程的特点，分别引至相应部位。工艺过程的优化，
可以采用分流法或富氧Claus工艺；酸性气含有机杂质(烃
类)时，则采用部分燃烧法Claus工艺；该工艺适用于各种 不同规模的硫回收装置。两级/三级Claus工艺过程简单， 建设投资低；缺点是尾气排放达不到《大气污染物综合排 放标准》的指标，必须经过后处理才能排放。

3) 超级克劳斯(Superclaus)： 超级克劳斯前部与普通的两级Claus工艺过程完全一样， 区别在于配风略小，使过程气中的H2S在0.8～1.0%之间，

SO2浓度在100～200ppm左右；制硫过程气与空气进入最
后一个装填选择性氧化催化剂的反应器，在选择性氧化催 化剂作用下，H2S被氧化为元素硫，该过程与选择性氧化 法相同。超级克劳斯的硫转化率可以达到99%左右，尾气 经尾气焚烧炉将残余的硫氧化为SO2后排放，烟气中SO2
浓度在1500ppm左右。为了进一步提高总硫收率，超级克
劳斯工艺又进一步作了改进，在第二级Claus转化器后再
增加一级反应器，装填尾气加氢催化剂，将尾气中的非硫 化氢的硫化物还原为H2S，选择性氧化后，装置总硫收率 可以达到99.5%左右。

超级克劳斯工艺适用于处理较高浓度酸性气，该工艺将根 据原料酸性气性质，采用分流法、部分燃烧法或富氧工艺； 该工艺适用于各种不同规模的硫回收装置。超级克劳斯工 艺过程比较简单，建设投资约为两级/三级Claus工艺的 135%；缺点是焚烧后的烟气必须稀释后才能基本达到 《大气污染物综合排放标准》规定的排放指标。
要集中在全国的各个炼油企业。炼油企业的酸性气制硫工
艺已经相当成熟，无论是引进技术或国内技术，总硫收率 大都可以达到99.8%以上，排放废气中SO2浓度小于 960mg/m3，满足《大气污染物综合排放标准》的要求。

伴随着能源结构的调整，近年来，以煤为原料的煤化工企 业迅速增加，煤制甲醇、煤制油、煤制天然气、煤制乙烯 ……等项目越来越多。煤化工硫回收装置占全国硫回收装

5) 如果氨法脱硫尾气处理技术取得突破，采用氨法脱硫
尾气处理的硫回收装置，与加氢还原吸收法相比，尾气处 理部分的投资下降50～70%。在节省建设投资方面，可以 收到立竿见影的效果。
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b) 氨法尾气脱硫：Claus尾气经尾气焚烧炉，将残留的硫
化物焚烧为二氧化硫，用氨水洗涤，生成亚硫酸铵，进一
步氧化为硫酸铵，脱水、结晶为固体硫肥，作为副产品销 售。该法的优点是工艺过程和操作比较简单，投资低；缺 点是需要消耗氨水，增加了生产成本。调研结果显示，氨 法尾气脱硫的氨逃逸、设备腐蚀和硫酸铵结晶等问题未完
含量约65%(mol)；除低温甲醇洗酸性气外，水煤气膨胀
气、汽提酸性气、酚回收酸性气占原料酸性气总流 24%(mol)，其中潜硫仅占全装置总硫的3.5%(mol)；工艺 过程气流量是同等硫产量的炼油企业硫回收装置的200% 以上；设备、管道规格与350t/d的炼油企业硫回收装置相 当。硫产量低、设备庞大，导致建设投资高是煤化工企业 硫回收装置需要重点关注的问题。

器内，约90%的H2S被氧化为元素硫，过程气经过硫冷凝器，元
素硫凝为液态硫加以回收，尾气中H2S浓度在1000ppm左右，直 接排放或进一步净化处理后排放。

选择性氧化法适用于处理低浓度酸性气，酸性气的H2S浓 度2～5%，装置硫产量通常在10t/d以下。选择性氧化法工 艺过程简单，建设投资低；缺点是尾气排放达不到《大气
浓度通常达到60～90%；相比之下，H2S浓度低、CO2浓度
高是煤化工硫回收装置的显著特点。

2) 炼油企业硫回收装置的原料85～90%来自胺再生， 10～15%来自酸性水汽提，组成和来源相对稳定。煤化工 硫回收装置的原料酸性气来源较复杂，以低温甲醇洗酸性 气为主，同时伴有浓度更低(H2S＜3%)、流量较大(约占总
气量的20～30%)的水煤气膨胀气、汽提酸性气、酚回收
酸性气等。原料酸性气来源多样性是煤化工硫回收装置需 要特殊对待的重要原因。

3) 与炼油企业相比，煤化工企业的硫回收装置的硫产量较 小。煤化工单系列硫回收装置的规模通常根据煤种和甲醇 产量确定，煤化工的小型硫回收装置产硫量在9～15t/d之 间；中型装置产硫量在24～60t/d之间；目前最大装置产硫 量达到160t/d左右。国内炼油企业最大的单套装置产硫量
为液态硫加以回收。两级Claus工艺过程硫转化率在95%
左右，三级Claus工艺过程硫转化率可以达到97%左右，
尾气中总硫浓度在3000～20000ppm左右，进一步净化处
理后排放。

两级/三级Claus工艺适用于处理较高浓度酸性气，酸性气 的H2S浓度20～40%，酸性气浓度偏低且不含有机杂质时，


a) 碱洗法：碱洗法通常与规模较小的选择性氧化或两级/ 三级Claus工艺串联使用。制硫尾气经苛性碱洗涤，将硫 化氢和二氧化硫反应为硫化钠和亚硫酸钠，尾气达标排放；
废碱液制备水煤浆。该法的优点是工艺过程和操作简单，
投资低；缺点是需要消耗苛性碱，增加了生产成本；同时 产生的废碱液如果得不到妥善处理，会造成二次污染。
污染物综合排放标准》的指标。

2) 两级/三级Claus工艺：

酸性气和空气先进入反应炉，按1/3的H2S氧化为SO2控制
进入反应炉的空气；在反应炉内，一部分H2S生成元素硫， 过程气再经过两级/三级装有Claus催化剂的转化器，在催 化剂的作用下，未反应的H2S和SO2进一步进行催化反应 生成元素硫；Claus反应生成的元素硫通过硫冷凝器冷凝
煤化工工业中硫回收的工艺技 术现状存在问题与对策
1. 煤化工企业硫回收装置的特点和问题
2.煤化工企业硫回收装置采用的主要工艺 技术及特点
3. 煤化工企业硫回收技术进步采取的对 策
前言

作为一个能源消费大国，随着我国国民经济的快速增长， 我国的石油、天然气、煤化工工业也得到高速发展。目前 我国已有大大小小100多套硫磺回收及尾气处理装置，主
≤100mg/Nm3。折算至现行标准，SO2浓度需要控制在
360mg/Nm3左右。新标准的实施，无疑会对煤化工企业硫回收 装置的生存发展带来巨大压力。中石化正在针对极可能出现的
更为严峻的环保压力，部署下一步的科研攻关课题，为硫回收
装置排放烟气中SO2浓度≤200mg/Nm3甚至≤100mg/Nm3，做 技术储备，以便从容应对，抢占未来硫回收技术发展的制高点。

5) 炼油企业硫回收装置的能耗通常是负值，吨硫能耗在1000～-4000MJ之间，相当于-24～-95kg(标油)/t(硫磺)。 而煤化工企业硫回收装置的能耗通常则是正值，吨硫能耗
在1000～5000MJ之间，相当于24～120kg(标油)/t(硫磺)。
节能降耗对煤化工企业硫回收装置而言，刻不容缓。
Claus+Scot工艺流程简图
预洗闪蒸气 煤气水分离酸气
制硫燃烧炉
主酸气 空气
一、二级 克劳斯反应
加 氢 反 应
酚回收酸气
烟囱
S02≤850mg/m3达标排放
尾气 焚烧炉
吸 收 再 生
空气

4) 尾气处理工艺技术
为了达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996) 规定的排放指标，需要对硫回收的尾气进一步处理，以下 是煤化工企业硫回收装置常用的几种尾气处理方法。
可以大幅度减少前部设备的流量，有利于节能降耗和减少
投资。山东三维石化工程股份有限公司用这种理念设计的 装置，已经取得了积极的成果。

4) 采用加氢还原吸收尾气处理的硫回收装置，通过优化 设计，如：提高溶剂浓度、减少吸收塔理论板数、降低吸 收溶剂温度、减少循环量等手段，可以达到提高再生酸性 气的浓度、减少再生蒸汽的消耗、节省设备投资的目的。
全解决，国内尚无成功运行的先例。

c) 循环流化床锅炉焚烧法：将Claus尾气直接排放至 循环流化床锅炉焚烧，与循环流化床锅炉烟气同时脱 硫，烟气脱硫后排放。该法不增加投资，简单易行； 如果循环流化床锅炉距硫回收装置较远，尾气余压无 法克服沿程阻力，则无法实施。
煤化工企业硫回收技术进步采取的对策

6) 目前硫回收装置烟气排放执行的是GB16297-1996《大气污 染物综合排放标准》：新污染源排放废气的SO2浓度≯
960mg/Nm3。新标准正在制定中，处在公示期，预计将在2014
年开始实施。新标准规定在氧含量≯ 3%，无水条件下，硫回 收装置排放烟气中SO2浓度≤400mg/Nm3，NOX浓度
煤化工企业能否紧跟形势，不因硫回收装置的落伍拖主业的后