薛海峰，张锋
（陕西长青能源化工有限公司，陕西 宝鸡721405）
［摘 要］陕西长青能源化工有限公司600 kt/a煤基甲醇装置低温甲醇洗（系统）酸性气硫回收系统选用荷兰荷丰超优克劳斯工艺，克劳斯硫回收系统尾气脱硫选用氨法脱硫工艺（脱硫塔入口烟道采用环境空气冷却）；实际生产中，氨法脱硫系统存在净烟气氧含量波动大、夏季冷却效果不稳定、引风机能耗高及潜在环保超标风险等问题。经分析与论证，提出利用低温甲醇洗系统低温CO2尾气（温度长期稳定在15～20 ℃，用量1 000～2 500 m3/h）替代环境空气（实际流量1 500～2 500 m3/h）这一创新性的技改方案（原冷却空气管线保留备用）。本技改项目2025年5月5日正式投运后，系统运行平稳，极大地提升了环保排放数据的真实性与合规性及系统的操作弹性，安全风险可控，综合效益（经济效益+环保效益+社会效益）良好，可为业内提供了一条“以废治废”、节能降耗与脱硫系统安全稳定运行协同增效的创新路径。
［关键词］克劳斯硫回收尾气；氨法脱硫系统；运行问题；技改方案；低温甲醇洗CO2尾气替代冷却空气；综合效益；建议与展望
［中图分类号］X701.3 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）03-0076-05
0 引 言
随着环保要求日趋严格与可持续发展要求不断提高，煤化工、电力等能源密集型行业面临着巨大的节能减排压力。在克劳斯硫回收及尾气处理系统中，脱硫单元是确保SO2达标排放的最后一道关口，其运行的稳定性与效率直接关乎企业的环保合规性与社会形象。实际生产中，为确保脱硫塔的操作温度处于设计范围内，通常需在高温工艺烟气进入脱硫塔前向入口烟道内掺入冷却介质，普遍的做法是直接引入环境空气，这种方法很简单，但存在诸多弊端。
陕西长青能源化工有限公司（简称长青能化）600 kt/a煤基甲醇装置低温甲醇洗（系统）酸性气硫回收系统选用荷兰荷丰超优克劳斯工艺，克劳斯硫回收系统尾气脱硫选用江苏新世纪江南环保股份有限公司的氨法脱硫工艺，氨法脱硫系统脱硫塔入口烟道掺入环境空气冷却。实际生产中，氨法脱硫系统存在净烟气氧含量波动大、夏季冷却效果不稳定、引风机能耗高及潜在环保超标风险等问题；与此同时，低温甲醇洗系统运行过程中会产生大量的低温CO2尾气，其温度稳定（15～20 ℃）、氧含量极低，若能将此股“废气”替代环境空气作为冷却介质，理论上可同时解决氨法脱硫系统净烟气氧含量波动大、冷却效果不稳定、引风机能耗高三大难题，实现“以废治废”与循环经济。经分析与论证，提出了此种创新性的冷却介质替代方案，2025年5月本项目投运后，通过对氨法脱硫系统运行数据的全面监测与分析，证实了此举的可行性。
1 项目实施背景与问题分析
1.1 背景情况
低温甲醇洗系统热再生塔顶酸性气经冷却分离携带的甲醇后进入四级克劳斯硫回收系统，通过欠氧燃烧+克劳斯反应（在催化剂作用下），将酸性气中的硫化物转化为单质硫（副产硫磺），四级克劳斯反应器后的尾气经过过氧燃烧，将尾气中的硫化物全部转化为SO2，再经过1台废热锅炉回收高位热能（副产1.0 MPa饱和蒸汽）将烟气温度降至250 ℃，之后烟气进入氨法脱硫系统进一步脱除SO2，净烟气SO2排放浓度（干基/标态，下同；基准氧含量3%）≤50 mg/m3，优于《石油炼制工业污染物排放标准》（GB 31570—2015）限值要求，进烟囱直接排放。
由于脱硫塔部分塔内件存在耐温极限等限制，为维持系统的正常运行及塔内件的使用寿命，氨法脱硫系统对进入脱硫塔的烟气温度有严格要求，要求入口烟气温度＜200 ℃。技改前，脱硫塔入口烟道依赖吸入环境空气对来自克劳斯硫回收系统的250 ℃高温烟气进行冷却，控制进入脱硫塔吸收段的烟气温度在200 ℃以下。
1.2 问题分析
长期运行数据表明，依赖吸入环境空气对脱硫塔入口高温烟气进行冷却存在如下明显缺陷。
1）环保压力巨大。环境空气含有约21%的O2，大量混入空气会显著提高系统总烟气量及净烟气中的氧含量，而据GB 31570—2015，SO2、NOx等污染物的排放浓度需按基准氧含量（3%）进行折算，氧含量的升高会直接导致其折算浓度成倍放大，经氨法脱硫系统脱除SO2后，净烟气氧含量平均高达8.73%，而据《大气污染物综合排放标准》（GB 16297—1996）的折算公式，净烟气高氧含量使得SO2的折算浓度远高于其实测浓度，即使实际污染物浓度“不高”，也可能造成排放数据“虚高”乃至“超标”，操作人员为避免折算值“超标”，不得不极度保守地控制脱硫塔的运行参数，极大地压缩了生产操作窗口，使操作人员疲于应付，即便如此，系统稍有波动时仍面临“超标”风险。
2）系统能耗居高不下。克劳斯硫回收系统高温烟气实际流量3 000～4 500 m3/h（设计值约5 585 m3/h），风机冷却空气实际流量1 500～2 500 m3/h（设计值约5 000 m3/h）；脱硫塔入口烟气使用冷却空气冷却，冷却空气通过原硫回收系统离心式风机（一开一备）输送，风机持续处于较高负荷，平均运行电流达18.85 A、功耗约278 kW，电耗持续处于高位。
3）夏季运行存在瓶颈问题。环境空气的温度随季节、昼夜变化显著，夏季气温高达35 ℃以上时，空气的冷却能力急剧下降，烟气冷却效果大打折扣，入脱硫塔烟气温度难以有效控制甚至超出设计值上限，影响脱硫效率，甚至会损坏塔内件，成为系统安全稳定运行的瓶颈问题。
4）系统工况易波动。不稳定的冷却介质引入了不确定因素，会增大烟气系统控制的难度。
2 技改方案
长青能化组织技术研发团队，经充分论证，提出了“低温甲醇洗（系统）CO2尾气替代脱硫塔入口冷却空气”的技改方案。
2.1 工艺原理
1）介质替换。将原本直接放空的低温甲醇洗CO2尾气（主要成分为CO2，含微量H2S、COS、CO等，氧含量接近于0；温度稳定在约15～20 ℃）通过新增管线引至脱硫塔入口烟道，完全替代或大部分替代环境空气（原冷却空气管线保留备用）。
更多内容详见《中氮肥》2026年第3期