大气污染控制技术：乙烯废碱液脱硫案例

乙烯生产过程中为防止下游催化剂中毒和污染乙烯，普遍采用碱洗法脱除裂解气中的CO2、H2 S等酸性气体，由此产生的废碱液（乙烯废碱液）的治理一直是石化行业的环保难题。

碱洗法是用NaOH溶液洗涤裂解气，在洗涤过程中NaOH与裂解气中的酸性气体发生化学反应，生成的碳酸盐和硫化物溶于废碱液中，从而使酸性气体自裂解气中脱除。乙烯碱洗废液的组成比较复杂，其中除上述在碱洗过程中生成的Na2 S和Na2CO3等无机盐类和反应剩余的NaOH外，还含有大量俗称“黄油”的油类物质。除此之外，还有被包裹在黄油中一些以硫醇、硫醚等有机硫形式存在的硫化物。

碱洗塔中产生的废碱液不仅影响塔的操作和碱洗效果，而且污染环境。因此，废碱液的综合利用成为目前研究的重要课题，其中以利用乙烯废碱液进行的钠碱法脱硫最为实用，这里以某石化企业乙烯废碱液脱硫为例进行介绍。

（1）工艺原理

利用来自化工厂乙烯装置的废碱液，进行预处理之后作为脱硫剂，在脱硫塔内对烟气进行洗涤，中和烟气中的酸性气体。为防止吸收液浓缩结晶结垢，堵塞管路和喷嘴，整个装置维持水平衡和化学平衡，塔底鼓入空气对脱硫液进行氧化，脱硫塔连续排出脱硫吸收完成液，维持整套系统的物料平衡。

（2）系统组成

该工程脱硫系统主要由烟道系统、脱硫剂制备系统、吸收塔系统、浆液排空系统、工艺水系统、氧化系统构成。

图7-8　乙烯废碱液脱硫系统流程

1—原烟气；2—旁路烟道；3—风机；4—爆气管；5～7—脱硫吸收液喷淋层；8—工艺水喷淋层；9～11—除雾器系统；12—烟囱；13—工艺水箱；14—废碱液缓冲罐；15—新鲜碱液储罐；16—沉淀池；17—清液池；18—污水处理厂

①烟道系统

在主体工程烟道上设置旁路挡板门，当锅炉启动、进入FGD的烟气超溢和FGD装置故障停运时，烟气由旁路挡板经原烟囱排放。(www.xing528.com)

②脱硫剂制备系统

脱硫废碱液由石化公司乙烯分厂送来，储存在脱硫界区内的碱液储罐中，通过废碱液泵送至吸收塔。同时，为防止废碱液的供应量不足，设置一套新鲜碱液供应系统，储存3 0%～40%浓度的氢氧化钠，通过加碱泵补充废碱液罐。吸收剂供应系统可满足FGD所有可能的负荷范围。

③吸收塔系统

设置一套吸收塔系统，吸收塔采用能有效防止塔内结垢堵塞的可靠塔型。S02吸收设备，包括吸收塔和整个循环系统尽可能采用模块化设计，方便检修维护管理。喷淋吸收层的设置保证S02的去除效率。

④浆液排空系统

脱硫系统事故状态下，需排净脱硫塔及设备管道内的浆液，考虑到脱硫区域面积有限，不设置事故槽。在事故状态下，通过浆液排出自流管线将塔内液体导入沉降池。同时，开启脱硫后废水排出泵和泥浆泵，将沉降池的浆液送至污水处理厂和灰渣泵房，保持沉降池液位稳定，不溢流。吸收塔浆液自流排出的容量按2台炉满负荷工况时的所需排浆液量考虑。

⑤工艺水系统

工艺水系统取自工艺水箱，其主要用途为：吸收塔蒸发水，除雾器及所有浆液输送设备、输送管路的冲洗水，设备的冷却水及密封水，事故烟温喷淋用水。

⑥氧化系统

在吸收塔底部设置氧化空气分布器，用来将脱硫液中的亚硫酸盐氧化成硫酸盐：在Φ10.7 m吸收塔内，距底部300～400 mm高处设置的钢架上，布置一层管式曝气器，将由罗茨风机送来的氧化空气，通过曝气器分布到吸收塔底的浆液中。