硫磺回收装置在线分析系统配置情况

硫磺回收装置在线分析系统的正确配置是优化操作控制、提高硫磺收率和确保烟气中排放的污染物浓度达到环保标准的必要手段。

图1 新建硫磺回收装置在线分析系统配置图

⑴ 在进酸性气分液罐前的管线上需设置酸性气在线分析仪，分析酸性气组成，前馈调节进燃烧炉80%的空气量。酸性气分析通常有两种方案：一种是将酸性气组成中H₂S、HC、NH₃等用在线色谱分析仪全部分析出来，然后据分析结果计算需要的配风量。另一种是用紫外或其它分析仪器在线分析H₂S浓度，从而确定配风量。硫磺回收装置酸性气大致组成见表1。从数据上看，H₂S占总量的80%，HC和NH₃仅占总量的3.5%左右，其它16%左右的CO₂与H₂O对配风不产生影响。因此，控制80%的配风量没有必要对HC和NH₃作精确的分析，仅分析H₂S浓度就已经足够。

表1 某石化厂硫磺装置酸性气组成

⑵ 在捕集器出口尾气管线上设置尾气在线分析仪，分析尾气中H₂S、SO₂的含量，反馈调节进酸性气燃烧炉20%的空气量，以保证过程气中H₂S与SO₂的摩尔比为2:1，使Claus反应转化率达到，提高硫回收率，减少硫损失。在这个检测点，多数硫磺回收装置均采用AMETEK公司的880NSL尾气比值分析仪，也有采用AAI TLG-837比值分析仪的。

表2 捕集器出口尾气管线取样点压力、温度和样品组成

(某煤化工硫磺回收装置数据)

⑶ 急冷塔顶设H₂浓度分析仪，用于调节还原反应中H₂的加入量。这样可做到S、SO₂尽可能多地转化为H₂S又不浪费H₂资源。在这个检测点，多数制硫装置都采用气相色谱分析系统，应用情况较好。也有部分装置采用热导式H₂分析仪，但因样气组成比较复杂，通常使用效果都不太好。

有的硫磺回收装置将H₂浓度测量点设计在吸收塔后的净化尾气管线上，取样点压力、温度和样品组成见表3。

表3 吸收塔后净化尾气管线取样点压力、温度和样品组成

（某煤化工硫磺回收装置数据）

⑷ 为防止硫化物的腐蚀，急冷塔底温度控制在60～65℃，不大于75℃，顶部35℃。温度过低则能耗增加。急冷水pH值控制在6～7pH之间，以保证硫化氢可被充分吸收。在急冷塔上部急冷水返塔管线上设pH值分析仪，当pH值偏低时增加注氨量。

⑸ 尾气焚烧炉的一次空气量根据燃料气流量进行比例控制，二次空气量由烟气中的氧含量控制，通常烟气氧含量在1.8～2%之间。氧含量的监测可在焚烧炉烟气排放管道上设置在线氧含量分析仪。可选用价格较低、性能稳定的直插式氧化锆氧分析仪。某石化硫磺装置设计时采用取样式磁氧分析仪测量烟气氧含量，因取样系统故障较多，系统不能连续正常运行，后改用直插式氧化锆分析仪，一直运行正常。

⑹ 在烟囱设置一套SO₂在线分析仪作为尾气排放环保在线监测手段，常见方法是抽取采样后用红外分析仪进行测量，早期的系统因样品处理系统不成熟，故障较多。当时系统是选用AMETEK公司专用于硫磺装置的4600型SO₂分析仪，效果很好，但价格较高。随着CEMS系统技术的成熟，部分企业开始用抽取法CEMS系统的样品系统对烟气进行处理，用红外分析仪分析，取得了较好效果。的技术则是插入式原位分析仪，分析原理有光学式和超导谐振式，维护和测量效果都不错。

⑺ 主焚烧炉和尾气焚烧炉均采用余热锅炉回收热量，有些企业采用在线pH计和磷酸根分析仪测量废热锅炉炉水品质，控制给水的加药量，防止设备腐蚀。