张亚茹
（安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］安阳化学工业集团有限责任公司新建1 000 t/d合成氨项目酸性气硫回收系统采用常规三级克劳斯工艺，鉴于其硫回收率仅96%～98%，为实现达标排放，需设置尾气处理设施（系统总硫回收率可达99.5%以上）。基于安阳（工业）园区蒸汽（供需）平衡与园区内锅炉投运情况，就硫回收系统尾气送锅炉焚烧、焚烧+氨洗工艺、焚烧+碱洗工艺等三种尾气处理技术，分别从运行成本、系统投资、系统占地、操作难易程度、运行风险、废液处理等方面进行了对比分析，认为本项目硫回收尾气处理宜采用焚烧+碱洗工艺——基础设计阶段仅增设硫回收尾气去锅炉焚烧管线设计，建设期间先不予施工，待项目投运后，据实际蒸汽平衡模式及锅炉投运台数、碱洗系统运行情况，若碱洗系统运行成本高，再适时按基础设计实施尾气送锅炉焚烧技改，由此可缓解项目建设期间的投资压力，还可提升系统安全环保运行水平。
［关键词］1 000 t/d合成氨项目；克劳斯硫回收系统；硫回收尾气处理技术；锅炉焚烧；焚烧+氨洗工艺；焚烧+碱洗工艺；对比分析；总体评价
［中图分类号］X701.3 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）01-0027-04
0 引 言
安阳化学工业集团有限责任公司（简称安化公司）新建1 000 t/d合成氨项目（简称本项目），其主要生产工艺为6.5 MPa水煤浆水冷壁加压气化（晋华炉）、等温变换、大连理工低温甲醇洗、克劳斯脱硫（基础设计阶段采用中国五环工程有限公司的技术）、杭州中泰液氮洗、卡萨利低压氨合成等。其中，低温甲醇洗系统分离出的含较高浓度H2S的酸性气送往硫回收系统处理，硫回收系统采用常规三级克劳斯工艺。
据了解，克劳斯硫回收系统未设置尾气处理设施时硫回收率在96%～98%，不能实现达标排放，设置尾气处理设施后，系统总硫回收率可达99.5%以上，可实现达标排放。兼顾安阳（工业）园区蒸汽（供需）平衡与园区内锅炉投运台数测算，其中有一种运行模式为1 000 t/d合成氨装置满负荷运行情况下，本项目产生的蒸汽能够满足园区内各用户使用需求，锅炉全部停运，届时硫回收系统产生的尾气无法送锅炉焚烧处理，故亟需考虑锅炉停运时硫回收尾气的处理技术。为此，笔者就硫回收系统产生的尾气送锅炉焚烧、焚烧+氨洗工艺、焚烧+碱洗工艺等三种尾气处理技术，分别从运行成本、系统投资、系统占地、操作难易程度、运行风险、废液处理等方面进行了对比分析。经分析认为，本项目硫回收系统规模较小，产生尾气气量较少，据安阳园区蒸汽平衡模式，硫回收尾气处理宜采用焚烧+碱洗工艺，可匹配不同蒸汽平衡模式下锅炉投运台数的需要，基础设计阶段仅增设硫回收尾气去锅炉焚烧管线设计，建设期间先不予施工（为减少投资），待项目投运后，据实际蒸汽平衡模式及锅炉投运台数、碱洗系统运行情况，若碱洗系统运行成本高，再适时按基础设计实施尾气送锅炉焚烧技改，由此可缓解项目建设期间的投资压力。届时摸索硫回收尾气处理设施（尾气送锅炉焚烧、焚烧+碱洗工艺）与园区蒸汽平衡及锅炉运行模式的最佳状态，不仅能节约建设期投资，而且可提升系统安全环保运行水平。以下就有关情况作一分析与探讨。
1 克劳斯硫回收系统工艺流程简介
低温甲醇洗系统来的酸性气[温度38 ℃、压力0.26 MPa（A）、流量822 m3/h（标态，下同）]经克劳斯硫回收系统酸性气分离罐去除液体后（分离出的废甲醇返回低温甲醇洗系统）由酸性气预热器加热，之后与来自燃烧风机的助燃空气经空气预热器预热后按一定比例进制硫炉（制硫炉与废热锅炉属成套设备）混合燃烧生成部分SO2，SO2与未反应的H2S在高温条件下生成气态硫和水。经废热锅炉回收余热（副产低压饱和蒸汽）后捕集分离液硫，废热锅炉分离出来的气体进入一级硫冷凝器冷凝分离液硫，一级硫冷凝器分离出的气体经一级过程气加热器加热后进入一级克劳斯反应器进行催化反应，SO2转化为元素硫（液体硫磺）；一级克劳斯反应器出口气进入二级硫冷凝器冷凝，分离液硫后的过程气进入二级过程气加热器加热，然后进入二级克劳斯反应器进行二段催化反应，转化为元素硫；二级克劳斯反应器出口气进入三级硫冷凝器，分离液硫后的过程气进入三级过程气加热器加热，然后进入三级克劳斯反应器进行三段催化反应，SO2进一步转化为元素硫；三级克劳斯反应器出口气进入四级硫冷凝器，分离液硫后再进入硫分离器分离残存的液硫，硫分离器气相送尾气处理设施。冷凝分离出来的液体硫磺先流入液硫封槽（A/B/C/D），然后经后续工序进一步处理制取硫磺。
2 硫回收系统增设尾气处理设施的必要性
据《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571—2015），大气污染物排放限值为颗粒物20 mg/m3、SO2 100 mg/m3、氮氧化物150 mg/m3；需采取特别保护措施的地区执行的大气污染物特别排放限值为颗粒物20 mg/m3、SO2 50 mg/m3、氮氧化物100 mg/m3。河南省《燃煤电厂大气污染物排放标准》（DB41/ 1424—2017）超低排放限值为烟尘10 mg/m3、SO2 35 mg/m3、氮氧化物50 mg/m3。而常规克劳斯硫回收系统受反应温度下化学平衡及可逆反应的限制，硫无法全部予以回收，其尾气中含有少量H2S、SO2等气体，据了解，未设置尾气处理设施的三级克劳斯硫回收系统硫回收率在96%～98%，设置尾气处理设施后总硫回收率可达99.5%以上，符合排放标准要求[1]。为满足环保要求（国家标准和地方标准），常规克劳斯硫回收系统须设置尾气处理设施。
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