在线分析仪表在硫磺回收装置中的应用

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近年来 ，随着进口原油资源的重质化和硫含量的不断增高、加工深度和产品质量要求的不断提高以及对环保要求日趋严格，硫磺回收装置对硫回收率的要求也越来越高，国家对二氧化硫排放的限制也 日益严格。根据大气污染物综合排放标准 (GB16297-1996)的规定，二氧化硫的最高允许排放浓度：新污染源SO ≤960mg/m。，现有污染源SO2≤ 1200mg/m。， 并对硫化物排放量也作了规定。只有采用更加先进可靠、尾气处理更彻底的技术和措施，才能提高硫的回收率并满足GB16297-1996的排放要求。实践证明，硫磺回收装置中正确配置酸性气在线分析仪、H S/SO。

比值分析仪、PH值分析仪、氢分析仪、二氧化硫分析仪和氧分析仪等在线分析仪表是优化操作控制、提高硫磺回收率和确保环保排放达标的重要手段。

l 硫磺回收装置的工艺流程硫磺回收装置的任务是处理炼油厂、天然气化工厂等产生的含有硫化氢的酸性气，采用适当的工艺方法回收化工原料硫磺，然后对尾气进行处理，使排人大气的s0，的排放量小于960mg/m3，满足GB16297-1996的排放要求，从而达到化害为利、降低污染、保护环境的目的 。由此可见，硫磺回收装置-般应包括制硫和尾气处理两部分。制硫部分采用工艺路线成熟的高温热反应和两级催化反应的克劳斯硫回收工艺，这是目前国内外广泛采用的制硫方法 。主要反应式如下 ：1/3H2S1/202-1/3SO21/3H20QH2scoi- CosH20H2SCO2- CS2H202/3H2S1/3SO2÷÷1/xsx2/3H20Q2H2SSO2<-3/XSx2H20Q欢迎订阅欢迎撰稿 欢迎发布产品广告信息(1)(2)<3)(4)(5)尾气处理部分目前我国应用较多的是斯科特 (SCOT)工艺。尾气中的硫及硫化物 (S0 ，S ，S。，COS，CS。)首先在加氢反应器中还原和水解为硫化氢 (H )，然后经冷却进入脱硫吸收塔，几乎全部硫化氢及部分二氧化碳被溶剂吸收，使尾气中总硫小于3O0PPM，经尾气焚烧后排放，从而满足排放要求 。主要反应式如下：sO23H2-H2s2H20Qs88H2-8H2sQCOSH20-H2sco2QCS2H20-2H2scos十Q硫磺回收装置工艺流程图如图1所示。

图1 硫磺回收装置工艺流程图2 硫磺回收装置重要在线分析仪表的配置方案及选型2.1 制硫部分重要在线分析仪表2.1.1 H S/SO2比值分析仪大型硫磺回收装置-般在尾气分液罐出口尾气管线上设置H S/SO 比值分析仪，通过分析尾气中H2S、SO2的含量，反馈调节进酸性气燃烧炉2O%的空气量，以保证过程ElC VOI.2O 201 3 No.4 49日廛 塞 日气中 S/SO 为2：1，使Claus反应转化率达到最高，提高硫回收率，减少硫损失 。

H，S/SO 比值分析仪根据测量原理的不同分为在线色谱仪和采用紫外吸收法的分析仪〖虑到取样系统的复杂程度、分析周期、故障率、维护难度等，通常选择采用紫外吸收法的分析仪。其中典型代表是美国Ametek公司生产的880-NSL型H2S/SO2比值分析仪。

传统比值分析仪存在硫蒸汽的结晶堵塞问题，针对这- 应用难点，880-NsL型H S/SO 比值分析仪采用紫外分光技术，首创取消了采样管道，直接将仪表安装在工艺管道上 ，另外还具有 自动及定期空气、蒸汽反吹防堵塞功能，大大减少了硫磺结晶造成的堵塞问题 。

2.1.2 酸-I生气在线分析仪在尾气分液罐出口尾气管线上设置比值分析仪，由于测量点与控制点之间距离较远，其间反应环节多，系统滞后较大，加之酸性气中其他耗氧成分的干扰，单靠这种控制很难达到及时、准确的效果 ，且只能对空气流量进行微调 (只能对20%的配风量进行控制)。为使控制更加及时准确，我们在此方案基础上，在制硫炉人口酸性气管线上设置酸性气在线分析仪，可以将酸性气及其他的耗氧成分分析出来，并根据分析结果计算需要的配风量。实践证明，这种前馈-反镭制系统对于制硫炉配风量的调节是及时、准确的。

酸性气在线分析仪通常要根据实际工况和业主的实际情况进行选择。在线色谱分析仪可以对酸性气进行全组分分析并计算所需配风量，这样得出的配风量是比较合理的。但是这种方案的维护成本较高、实际操作较复杂，且来自上游装置的酸性气中所含其他耗氧成分 (例i1NH 、HC)的含量-般很小 ，对配风控制产生影响几乎可以忽略，所以-般选择紫外分析仪或激光分析仪，只对H，S的含量进行分析。

2.2 尾气处理部分重要在线分析仪表2.2.1 H，分析仪在尾气处理系统的还原段，硫磺尾气与富氢气混合，经加氢反应器在催化剂的作用下，尾气中的二氧化硫、硫元素被加氢还原成硫化氢，见公式 (5)、 (6)，由此可以看出，反应气中富余氢的监测也是十分重要的∝制调节还原反应中H2的加入量，可以最大程度的将S 、S02转化为H S同时又不浪费H 资源。

- 般可以选择热导式H，分析仪或气相色谱仪对加氢反应后的氢含量进行分析。对热导式H 分析仪来说，由于样气成分复杂，且干扰成分CO 含量较高，而H 含量很低，因而会产生-定的测量误差；若采用气相色谱仪，由于样气的压力-般只有0.017MPa左右 ，且含有饱和水蒸气 ，再加LH，S的腐蚀性等等，因而要解决的问题也很多。这两种方式各有利弊，要根据实际情况进行选择。

2.2.2 PH值分析仪 硫磺回收装置设置PH分析仪的目的主要是防止硫化物对设备的腐蚀。急冷水的PH值应控制在6～7PH之间。-般5O EIC VOI.20 201 3 No.4置 麦旦在急冷塔上部急冷水返塔管线上设置PH值分析仪，根据PH值的大小确定注氨量。

在过程控制领域，PH值分析仪的选择-般只要具备如下四个条件基本都可以满足我们的测量需求：-个电化学PH传感器；-个温度传感器 (用于温度补偿 )；-套用于安装的机械安装支架；-套将传感器测量信号转换为4～20mA电信号的电子线路。因此选型时只需选择成熟的产品即可。

2.2.3 氧分析仪和SO2分析仪进入尾气焚烧炉的空气量由两部分进行控制，-是燃料气的流量，二是烟气中的氧含量。因此在尾气焚烧炉的烟道上应设置-台氧含量分析仪，-般选择直插式氧化锆氧分析仪。另外为了检测尾气排放是否符合国标的规定，在烟道上还要设置-台S0，分析仪，-般优先选用二氧化硫紫外分析仪 。

3 结束语在采用克劳斯-斯科特工艺的硫磺回收装置中，在关键位置、重要介质处合理设置在线分析仪表可以大大提高硫的回收率，并保证尾气排放符合GB16297-1996的规定，达到保护环境的目的，同时对整套硫磺回收装置的正常运行以及设备的保护起了至关重要的作用≮