内蒙古伊泰化工120万吨/年精细化学品项目一级克劳斯硫回收+尾气氨法脱硫工程
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内蒙古伊泰化工120万吨/年精细化学品项目一级克劳斯硫回收+尾气氨法脱硫工程
第三章 总体技术方案
3.1工艺方案比选
酸性气处理常用的技术方案为生产硫磺或硫酸，见图3-1。
图3-1 硫回收技术路线图 含硫酸性气体 3.1.1工艺说明
克劳斯法硫磺回收技术是含硫酸性气体处理的主流工艺，经过百年的发展已经非常成熟，从最初的原始克劳斯工艺到改良克劳斯工艺，再发展至超级克劳斯工艺乃至现在的超优克劳斯工艺、SCOT工艺，为硫磺回收提供了强大的技术基础。
酸性气治理工艺是江南环保针对克劳斯工艺尾气处理装置的缺点进行的优化改进，它克服了传统工艺投资大、尾气处理成本高、尾气难以达标排放等一系列缺点，将尾气中的含硫化合物转化为肥料硫酸铵。包括硫回收+氨法脱硫、焚烧+氨法脱硫等。
WSA（湿法硫酸）工艺是将含硫气体转化为二氧化硫，二氧化硫和烟气中的氧在催化剂作用下转化为三氧化硫，再吸收得到硫酸的工艺，适用于硫酸可就近销售或可厂内消化的企业。
生物脱硫工艺将H2S气体和洗涤塔里含硫细菌的碱性溶液进行接触，将硫化氢转化为硫磺及其它含硫有机物，但该工艺工业化应用时出现尾气达标困难、有废液排放、生物活性不稳定等问题。 3.1.2 克劳斯工艺简述
自1960年起，Jacobs Nederland B.V（JNL）授权和设计 Comprimo硫磺回收装置，该硫磺回收装置也被称作克劳斯装置，包含一个高温反应阶段和三个催化反应段，其硫磺回收效率最高只能到98%，在过去的25年中，克劳斯工艺
16 硫回收+SCOT工艺 硫回收+氨法脱硫 WSA工艺 焚烧+氨法脱硫 硫磺 硫磺+硫酸铵 硫酸 硫酸铵 内蒙古伊泰化工120万吨/年精细化学品项目一级克劳斯硫回收+尾气氨法脱硫工程
的原理并没有改变，但是其性能、安全性、可靠性和运行都有显著提高。
1988年，Comprimo（现在叫JNL）同Gastec、Utrecht大学和催化剂制造商Engelhard，联合推出了超级克劳斯专利技术。配置三个克劳斯反应器，紧接一个超级克劳斯反应器的克劳斯工艺将硫磺回收效率提高到99.3%，减少一个克劳斯反应器后，硫磺回收率最高可达99.0%。
自1998年以来，已经开发了第四代超级克劳斯催化剂并申请了专利，其中两代商业化生产了。第一批超级克劳斯装置采用了第一代α-Al2O3基的催化剂。直到1999年，超级克劳斯装置混合使用了第一代和第二代（硅土基）催化剂。由于超级克劳斯反应器入口温度的降低，取得了更好的效果。
从1999年开始，超级克劳斯装置混合采用第二代超级克劳斯催化剂和特殊惰性物质，最近在两段克劳斯反应器中装填了Axens CR-3S催化剂，通过这个改进，超级克劳斯装置的硫磺回收率得到了进一步的提高，即使在贫酸气体进料的条件下，回收率也可达到99.2%，这实质上缩小了与四级超级克劳斯装置的差距。
最新的进展代表了将克劳斯型工艺的硫磺回收率增加到99.5%的良好开端。这个进展也叫超优克劳斯工艺。
克劳斯工艺经过国内上百套装置的验证，运行稳定，可靠，安全，在没有特定要求的情况下，被广泛的认可。 3.1.3 生物脱硫工艺简述
生物脱硫工艺，最初由荷兰的Paques公司研发，与Shell一起进行技术转让，将H2S气体和洗涤塔里含硫细菌的碱性溶液进行接触，H2S溶解在碱液中并随碱液进入生物反应器中，在充气环境下，硫化物被硫杆菌家族细菌氧化成元素硫，硫磺以料将的形式从反应器中析出。可实现基本100%的H2S被吸收，工艺过程无阻塞，外排量较少，较为环保。
但该工艺目前主要针对中小型气田和炼油厂尾气、沼气处理等工艺领域的不能用燃烧法进行脱硫或是规模太小，采用常规的Claus工艺已不经济的情况。适用性还有待于进一步发展。流程介绍见图3-2、图3-3。
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图3-2 生物脱硫流程图
图3-3 生物脱硫化学反应方程式
3.1.4 WSA简述：在20世纪70年代初期，托普索公司开发WSA（湿法硫酸）工艺。其工艺原理如下：含H2S气体在一个带有废热锅炉的焚烧炉中燃烧生成SO2后，通常含有5-6%的SO3以及由H2S及其他可燃物燃烧生成的水，然后，气体约400℃离开废热锅炉进入反应器，反应器中设置催化剂床层，由于反应为放热反应，为达到SO2、SO3平衡，气体在各床层冷却，最后转化阶段，气体冷却使得SO3和水蒸气发生反应生成气相的硫酸，流程见图3-4、图3-5。
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图3-4 WSA流程图
图3-5 WSA反应方程式
WSA工艺是一个简单有效的硫回收工艺，与其他硫回收工艺相比，具有工艺简单、排放合格（不能满足最新标准，需配套尾气处理）、没有二次污染、原料变化适应能力强等特点，处理硫化氢的浓度适应性也比较高，该工艺可以接受水分含量相当高的工艺气，操作弹性也较大。
但是硫酸生产过程中间，腐蚀问题比较突出，尾气中酸雾、二氧化硫含量高，不能满足日益严格的环保要求，且硫酸装置大多为大型装置，产品为危化品，运输受到限制，只有在硫酸可就近销售或厂内消化时，才会选用。 3.1.5 硫回收尾气处理方案的选择
尾气处理的原则是先高温焚烧，将尾气中的硫化物都转化为二氧化硫、三氧化硫，经余热回收后送烟气脱硫。
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