酸性气量及H2S含量对硫回收装置设计的影响
孙轶琼
（航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司，甘肃 兰州 730050）
[摘 要] 在废气排放标准日趋严苛的大背景下，煤化工项目（劣质煤利用项目日益增多）硫回收装置更是按照气化高硫煤来进行设计的，但由于实际运行中酸性气量及H2S含量往往较设计值低，一旦低于硫回收装置操作弹性范围的下限，硫回收装置很可能不能正常运行，乃至停车。为此，在汲取过往经验教训的基础上，航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司在工程设计实践中，与业主协商，通过与类似装置的比较确定硫回收装置入口酸性气量及H2S含量的设计值，并在某煤化工项目中加以应用。实际应用情况表明，硫回收装置运行平稳，产品质量好，尾气达标排放。
[关键词] 废气排放标准；煤化工项目；硫回收装置；酸性气量；H2S含量；操作弹性范围；设计参数
[中图分类号] X 701.3 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932（2017）04-0006-03
目前，国务院印发《关于开展第二次全国污染源普查的通知》，决定于2017年开展第二次全国污染源普查。通知要求，任何地方、部门、单位和个人都不得迟报、虚报、瞒报、篡改普查数据。当前，我国污染治理已进入从严执法阶段，不论是2015年新修订的环保法，还是“大气十条”、“水十条”、“土十条”等法律法规，已形成了较为完善的法律体系。完善的法律体系和严苛的环保政策及行业标准要求企业必须进行落后产能淘汰和产业升级，须在环保、安全方面达到国家规定标准后方可正常生产，使企业将环保意识由“他律”转向“自律”，始终以保护环境为己任。
1 废气排放标准日趋严苛
石油化工行业是污染物排放控制的重点行业，废气中主要污染物为SO2和NOX，其中SO2不仅有异味、对环境造成危害，高浓度的SO2还会导致人呼吸困难、心悸、甚至死亡。为此，国家对SO2的排放有严格规定（见表1），从标准的修订可以看出，排放标准越来越严苛。
表1 SO2排放相关标准
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标准名称 |
执行时间 |
SO2排放浓度限值/mg·m-3 |
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《大气污染物综合排放 标准》（GB 16297—1996） |
1996-01 |
≤960（排气筒高度15～50 m） ≤550（排气筒高度60～100 m） |
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《石油炼制工业污染物排 放标准》（GB 31570—2015） |
2015-07 |
≤400（新建装置） ≤100（特别地区） |
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《石油化学工业污染物排 放标准》（GB 31571—2015） |
2015-07 |
≤100（新建装置） ≤50（特别地区） |
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世界银行《EHS指南》 |
2007 |
≤150 |
工业废气中的SO2主要来自工艺系统处理后的酸性气和锅炉烟气脱硫后的尾气。随着装置的大型化，装置产生的酸性气量越来越大，酸性气的处理通常由硫回收装置来完成，而硫回收装置既是化工项目的末端处理装置，又是必不可少的环保装置，硫回收装置运行正常与否直接关系着整个装置运行正常与否。
2 酸性气量及H2S含量的确定
煤化工项目以煤为原料，据硫含量的高低可将原料煤分为高硫煤和低硫煤，硫在煤中的含量和形态取决于所用的煤种，原料煤中硫的赋存形态复杂，由于煤炭转化工艺的不同及化学反应的变化，煤中硫转化到气体中的形态是非常复杂的，但主要以H2S及各种有机硫形态存在于工艺过程气中，并随着转化反应的进行逐步进入各工段。硫的存在可能使催化剂中毒、产品品质受到影响、环境受到污染，但同时硫也是重要的化工产品，因此，生产过程中必须对含硫气体进行处理。目前含硫气体的处理工艺主要有制硫磺工艺和制硫酸工艺，但不论采用哪种工艺，酸性气量及H2S含量直接影响着脱硫方案的选择及装置的正常运行。
为降低生产成本、提高企业竞争力，近年来新上煤化工项目多采用劣质煤（相较于传统煤化工企业采用无烟块煤等原料煤而言）。虽然企业选用的煤种具有不确定性，但设计时还是应根据企业实际情况及经验确定使用煤种，并将其作为全厂性设计的参照煤种，使酸性气量及H2S含量的设计值有可靠的依据，以保证硫回收装置的正常运行，且负荷最好在设计操作弹性范围内。
更多内容详见《中氮肥》2017年第4期