摘要：随着我国经济的高速发展，对于能源的消耗也与日俱增，这就给环境带来了严重的安全隐患。尤其是在煤化工等化石燃料的生产中，产生的硫化氢含有剧毒，如果不进行有效的处理，轻则导致工作人员的呼吸系统及神经系统出现问题，重则甚至会危及到生命。在本文中，笔者就以常见的超优克劳斯工艺为例，阐述了其在硫回收工作中的原理；然后论述了超优克劳斯在可操作性上具有的若干优势；最后结合超优克劳斯工艺的应用现状，分析了这项技术在我国的发展前景。
关键词：煤化工；超优克劳斯；硫回收；技术优势；发展前景
引言
根据有关部门的数据显示，我国已经是世界上最大的能源消耗国与生产国。每年的煤炭产量超过30亿吨，在全球煤炭市场中占比高达50％。同时煤化工产品还被广泛的应用到冶金、化工等领域，在我国的工业生产中发挥着越来越中要的作用。近几年，人们逐渐意识到煤化工对环境造成的污染，从而积极寻求手段来实现经济效益与生态效益的结合。由此可见，在现阶段对煤化工中超优克劳斯硫回收工艺进行探讨，就具有十分重要的理论价值和研究意义。
一、超优克劳斯工艺概述
克劳斯硫回收工艺早在19世纪80年代就被提出来了，当时在石油天然气和煤化工中，克劳斯法回收率已经高达98％。而在2000年的时候更是提出了在克劳斯催化层进行氢还原的设想，使大量的硫化氢反应生成硫磺和水，这种技术就是超有克劳斯工艺。传统的克劳斯法更注重对化学反应的依赖，使硫化氢气体经过燃烧生成二氧化硫。二氧化硫进一步和反应不完全的硫化氢进行化学反应，生成了硫磺。
超有克劳斯工艺则借助专业的装置来进行隔离反应，通过若干分项的反应使硫磺的回收率更加高。在第一个反应段，通过加热的方式使氢化硫与空气反应生成二氧化硫。通常而言加热部分的温度应该保持在1200℃以上，才能确保30％的硫化氢转换率。而剩余的70％硫化氢在余下的反应段中，利用催化剂的使用与二氧化硫进行反应。在第三个反应段，根据氧化原理使硫化氢与氧气充分接触，最终置换出硫单质与水分。
二、超优克劳斯工艺的优势
（一）操作灵活方便
超有克劳斯工艺在具体应用过程中对于技术和设备的要求，在化工领域来说十分亲民，给煤化工企业硫回收工作带来了巨大的便利。同时根据基于化学反应中的原料分析，只需要利用加热的方式并与空气充分接触。并没有对反应物的配比进行量化要求，因此在硫回收的工作开展时就不需要进行严格的控制，也极大的提高了工作效率。同时空气通过在化学反应中也遵循元素守恒的定律，并没有造成损失，这种低成本的硫回收工艺有效的控制了化工企业的运作成本。除此之外，超优克劳斯工艺在反应中只需要超高温加热和催化剂的使用，这在操作上而言也比较简单。催化剂的生命周期通常也保持在9年左右，能够满足企业的长期运作。
（二）硫磺回收率高
在超优克劳斯工艺反应的过程中，硫化氢通过受热氧化会产生大量的二氧化硫气体。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种气体可能通过反应段会发到空气中，与空气中的水分接触可能会形成酸雨，对地表的动植物都造成一定的危害。同时气体的挥发也导致了反应不充分，令部分硫化氢出现残留的现象。出于以上种种考虑，超优克劳斯工艺在装置的填料阶段就以过量的氢化硫参与其中，第三反应段的二氧化硫与硫化氢就能完全反应，从而减少尾部二氧化硫的存量。同时，在超优克劳斯工艺的应用中催化剂的选择也十分严谨，即使在高达1200℃的环境下，仍然能始终保持低活性不参与到化学反应中。目前，超优克劳斯工艺已经可以实现99％以上的硫回收率，给煤化工企业环保生产有着重要的促进作用。
（三）装置适应性强
硫化氢是一种有毒的高酸性物质，对普通的反应设施可能会造成一定的腐蚀。而超优克劳斯工艺的特有装置能够适应25％至92％之间的化学环境，完全能够满足化工企业的技术要求。一方面在对既有克劳斯工艺装置进行改造和重组时，不必顾及该装置的生产条件，而直接进行安装。另一方面在超优克劳斯装置新建的过程中，也可以适应大多数环境下的硫回收反应工作。而且，装置中的催化剂只会与硫化氢进行反应，与其它氢气或者一氧化碳接触的过程中则缺乏活性，不会产生有害气体或者工业废气。工作人员即使计算出现了偏差，在催化剂的配比上出现了过量的问题，也只会产生很小一部分二氧化硫，完全控制在相关的环境标准之内。
三、技术应用及发展趋势
（一）国内概况
在我国的能源使用结构中，煤炭以及相关的化工产品占比相当高。而部分环境法规的颁布和地方政策的要求，也使煤化工企业在生产过程中积极的应用新技术，实现人与自然的和谐相处。比如在陕西省某化工集团内，立项了为期3年的醋酸及配套项目，在生产中由于大量的煤炭使用而不得不引进了德国先进的煤气化技术。利用甲醇合成法的方式来制造醋酸，同时低温甲醇也能有效的净化空气。在该项目的超优克劳斯工艺应用中，甲醇洗装置中硫化氢气体进行时，就会发生氧化反应使尾气中的二氧化硫极大的被控制。该项目的硫化氢与二氧化硫排放量远低于国家的环保标准，给企业带来了良好的经济效益与市场形象。
（二）发展前景
自我国《大气污染物综合排放标准》出台以来，量化的指标给煤化工企业的生产形成了有效的指导。在实际应用中，煤化工涉及到的酸性气体比较多，而硫化氢所占的比重仅有不到3成，这就使化工企业不得不结合具体情况来调整方案。因此，在超优克劳斯工艺发展过程中，更需要考虑到复杂环境下对酸性气体浓度的控制，以更加灵活的范围来实现硫回收工作。笔者发现，近些年煤化工行业对氨和甲醇生产有着巨大的需求，在超优克劳斯工艺的应用时就可以合成氨和甲醇装置，以迎合市场的普遍需求。同时在部分项目中，建大型的回收装置会带来巨额的资金压力，而小规模的装置又使硫回收不完全。超优克劳斯工艺在今后必然会对现有的装置和技术进行革新，以适应当下复杂多变的生产环境。
参考文献：
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论文作者:高磊忠,谢雄,朱兴华
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/16
标签：克劳斯论文; 硫化氢论文; 工艺论文; 装置论文; 煤化工论文; 气体论文; 二氧化论文; 《防护工程》2017年第35期论文;