[发明专利]一种利用氨法脱硫技术高效去除酸性气硫化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用氨法脱硫高效去除石油化工、天然气化工、煤化工、页岩油化工、页岩气化工、硫酸工业等行业生产过程中酸性气硫化物（硫化氢、二氧化硫、羰基硫COS、CS₂等，以下同）的方法，具体涉及酸性气经预处理后，以液氨或氨水为吸收剂，脱除酸性尾气中硫氧化物（二氧化硫、三氧化硫及其水合物，以下同）并副产硫酸、硫磺、硫酸铵，洁净气达标排放，无三废排放的净化方法，应用于化工、环保、电力、冶金、造纸等技术领域。

背景技术

酸性气指含硫化氢、硫氧化物、有机硫等含硫物质的工艺气体，来源于石油化工、天然气化工、煤化工、页岩油化工、页岩气化工、硫酸尾气等，酸性气中有害成份主要是硫化氢、二氧化硫、COS、CS₂等，且浓度较高，需进行处理才能达标排放。

针对含硫化物的酸性气预处理技术有多种方法，如常规克劳斯技术、干法硫酸技术、FCC再生烟气处理技术、焚烧技术、湿法硫酸技术、超级克劳斯技术等。

酸性气在经过上述预处理过程后，仍难以满足环保标准，不能直接排放，还需进一步处理。进一步的气体处理的技术有超优克劳斯、SCOT、有机胺、生物脱硫、湿法硫酸、贝尔格技术、活性炭等。随着环境对硫排放标准的不断提高,日趋严格，需持续抬升硫回收要求，即达到99.9%以上的硫回收率，尾气中硫氧化物浓度控制在100mg/Nm³，甚至50mg/Nm³以下。

现有技术已经公开了一些利用氨法脱硫技术高效去除酸性气硫化物的方法。CN200910188118公开了一种高浓度烟气脱硫方法，采用钠法脱硫，同时回收副产品亚硫酸钠，其中烟气脱硫之前进行脱氧处理。处理烟气的二氧化硫浓度范围为10000-100000mg/m³，氧含量范围2000-10000mg/m³，处理后烟气中二氧化硫浓度小于200mg/m³。跟普通亚硫酸钠法相比，此法脱氧步骤需将部分二氧化硫转化为低价值的低浓度硫酸外排，烟气中二氧化硫的回收率有所降低。且产品纯度低，此法运行成本较高。

CN200580011908.X公开了一种生物脱硫技术，将克劳斯尾气进行生物脱硫，得到脱硫尾气和硫产品。主要过程是：尾气通入吸收器，与贫溶剂接触，得到脱硫尾气和富溶剂，将富溶剂通入生物反应器装置，将溶解的硫化氢生物氧化，得到硫产品和贫溶剂。尾气中硫化氢可小于10ppm。此法投资大，操作难度大，有废液排放，生物活性的持续稳定是难点。

US5019361阐述了Cansolv工艺流程，二氧化硫浓度7×10^-4-5×10^-3，有机胺液质量浓度不低于20%，吸收液温度为10℃-50℃，每1000g吸收液吸收二氧化硫大于100g，解吸温度70℃-90℃，每解吸1g二氧化硫需消耗4g-10g的蒸汽。此法投资大，有废酸排放，能耗高。

CN201010519504.6公开了一种两级克劳斯尾气加SCOT处理工艺，SCOT工艺包括：还原处理流程和吸收处理流程。还原处理流程包括将尾气中所有的含硫化合物还原为硫化氢。吸收处理流程包括：先冷凝除去过程气中的水、再用胺选择性地脱除其中的硫化氢，并将富胺液再生后循环使用，再生后的酸气送回克劳斯装置。处理后尾气总硫排放低于300×10^-6。此法投资大，运行成本高，尾气指标也无法满足最新环保指标。

CN201210288895公开了一种处理克劳斯工艺尾气的方法，将含有二氧化硫、氧气、水的克劳斯工艺尾气连续加入装填有多孔炭脱硫剂的反应器内，在30℃-150℃的反应温度下，尾气中的二氧化硫和水在多孔炭表面发生催化氧化反应生成硫酸，同时将再生洗涤剂连续通入反应器。此法脱硫率最高为93%，最终尾气排放无法满足较高的环保要求，且副产低浓度硫酸，难以利用。多级克劳斯工艺尾气仍不能满足排放的要求。总之，克劳斯还原脱硫时的酸性气来自煤制化工和炼焦时，由于煤有含硫量高，故酸性气预处理为克劳斯处理技术。