硫磺在空氣中能燃燒，發(fā)出藍(lán)色火焰并生成SO2，粉末與空氣或氧化劑混合時(shí)易燃燒，甚至爆炸。硫磺產(chǎn)品主要來源于天然硫礦和再生硫。自20世紀(jì)90年代以來，全球天然硫產(chǎn)量持續(xù)下降，而再生硫產(chǎn)量卻大幅增加硫磺的價(jià)格，目前再生硫占硫磺總產(chǎn)量的96%以上，今后這一比例還將繼續(xù)增加。特別是當(dāng)前世界對(duì)油品含硫量和空氣中SO2排放量的要求越來越嚴(yán)格，促使天然氣和石油煉制行業(yè)紛紛上馬硫磺回收裝置，硫磺回收量迅速增加。此外，高硫煤是硫資源的另一大來源，國內(nèi)火電行業(yè)煙氣硫磺回收也已起步。但該行業(yè)主要采用回收硫酸鈣的方法來回收硫資源，回收效率不高。 目前，加拿大一家公司已開發(fā)出一種從燃煤煙氣中回收高濃度SO2的新技術(shù)，可直接生產(chǎn)硫酸和液體SO2。國家發(fā)改委希望火電行業(yè)盡快引進(jìn)此技術(shù)，并開展示范項(xiàng)目。另外，硫磺價(jià)格高企也增加了相關(guān)行業(yè)進(jìn)行硫磺回收的經(jīng)濟(jì)動(dòng)力，這些領(lǐng)域進(jìn)行硫磺回收的前景十分廣闊。1生產(chǎn)工藝1.1回收技術(shù)硫磺除以黃鐵礦為原料外，專業(yè)生產(chǎn)硫磺的廠家采用土法、沸騰焙燒法、半磁性焙燒還原法等方法生產(chǎn)。目前硫磺的最重要來源是從石油、石化、冶金、化肥工業(yè)的環(huán)境副產(chǎn)品含硫化物的酸性氣中回收利用。 自20世紀(jì)30年代克勞斯法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來，以H、S酸性氣體為原料的硫磺回收生產(chǎn)得到迅速發(fā)展，特別是20世紀(jì)50年代隨著含硫原油、天然氣大量開采、加工利用，克勞斯法在工業(yè)上被廣泛用于回收單質(zhì)硫。

國外在不斷開發(fā)高活性、多種性能熱點(diǎn)催化劑，形成系列產(chǎn)品的同時(shí)，也自20世紀(jì)80年代以來開發(fā)了許多硫磺回收工藝技術(shù)。這些進(jìn)展都是沿著兩個(gè)方面發(fā)展的，一是改進(jìn)硫磺回收工藝本身，提高硫磺回收率或裝置效率，這包括開發(fā)新型催化劑、貧酸性氣硫磺生產(chǎn)技術(shù)和富氧硫磺氧化回收技術(shù)等。二是開發(fā)尾氣處理技術(shù)，主要包括低溫克勞斯反應(yīng)技術(shù)和催化轉(zhuǎn)化法等。這兩方面多年來都取得了很大的成功。隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐步提高和國家環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，近年來各類煉油廠、天然氣凈化廠、焦化廠、化肥廠、發(fā)電廠、煤氣化廠等紛紛新建或擴(kuò)建現(xiàn)有的硫磺回收裝置�？藙谒沽蚧腔厥辗磻�(yīng)有三種基本工藝類型：直流法、分流法和硫磺循環(huán)法。直流法中酸性氣體全部經(jīng)過燃燒爐和余熱鍋爐，在燃燒爐中產(chǎn)生大量的硫磺。 分流法是酸性氣只有1/3經(jīng)過燃燒爐燃燒生成SO：，在進(jìn)入轉(zhuǎn)爐前與其余混合，在爐內(nèi)生成極少的硫。硫循環(huán)法是酸性氣不經(jīng)過燃燒爐，硫在爐內(nèi)燃燒生成SO：，在第一臺(tái)轉(zhuǎn)爐前與含有H：S的酸性氣混合發(fā)生反應(yīng)。所謂低溫克勞斯反應(yīng)，是指在低于硫露點(diǎn)的條件下進(jìn)行的克勞斯反應(yīng)。

該類尾氣處理方法的特點(diǎn)是在硫磺回收裝置后配置2-3座低溫轉(zhuǎn)化器，反應(yīng)溫度在130℃左右。硫磺回收通常由酸性氣燃燒、常規(guī)克勞斯和尾氣處理三部分組成。根據(jù)酸性氣中H：S含量的不同，可分為空氣直流法、分流法、富氧法等幾種燃燒技術(shù)。尾氣處理根據(jù)裝置的大小可分為還原吸收法、冷床吸附法、還原氧化法等幾種。對(duì)于新建的硫磺回收裝置，多數(shù)選擇以SCOT為代表的還原吸收法。該類工藝雖然投資、消耗指標(biāo)較高，但對(duì)克勞斯硫磺回收裝置的適應(yīng)性強(qiáng)，凈化程度高，硫磺回收率可達(dá)99.8%，是目前世界上建設(shè)裝置最多、發(fā)展速度最快的尾氣凈化工藝。 目前SCOT工藝已經(jīng)歷了許多改進(jìn)，如低溫SCOT工藝、超級(jí)SCOT工藝、低硫SCOT工藝、生物SCOT工藝等，該工藝是國內(nèi)引進(jìn)后消化吸收效果最好的技術(shù)。另外由于富氧法可提高克勞斯裝置的硫磺回收能力，節(jié)省投資費(fèi)用，減少尾氣處理量和硫夾帶損失，并可與SCOT、超級(jí)克勞斯等其他工藝組成組合工藝，因此它是裝置擴(kuò)能最有效的工藝之一，發(fā)展很快，成為一項(xiàng)很有競(jìng)爭(zhēng)力和吸引力的硫磺回收技術(shù)。1.2工藝比較根據(jù)國外公司提供的統(tǒng)計(jì)資料，近20年來發(fā)展最快的硫磺回收及尾氣處理工藝依次為超級(jí)克勞斯、MCRC、Cope和SCOT。

超克勞斯工藝是傳統(tǒng)克勞斯工藝的延伸，在傳統(tǒng)克勞斯工藝基礎(chǔ)上增加選擇性催化氧化反應(yīng)段，將最后一個(gè)克勞斯段出來的工藝氣中殘留的H2S選擇性氧化為單質(zhì)硫，從而將硫回收率提高到99%以上。CPE工藝通用性強(qiáng)，適用于任何地區(qū)和任何類型的裝置。超克勞斯工藝和SC0T工藝由于投資成本低、操作靈活、環(huán)保效益和規(guī)模效益顯著，在煉油廠和天然氣凈化廠的裝置中各占近一半。Mrc工藝由于對(duì)酸性氣供應(yīng)品質(zhì)要求較高，主要應(yīng)用于天然氣田裝置。以上技術(shù)的發(fā)展格局，可以很好地說明硫回收生產(chǎn)在需求方面的多樣化和互補(bǔ)性，也從一個(gè)側(cè)面反映了各種工藝的相對(duì)局限性。這種差異在未來日益嚴(yán)格的環(huán)保生態(tài)保護(hù)要求下，將進(jìn)一步拉大差距。值得一提的是，SC0T工藝取得了長足的進(jìn)步。 全球已建成裝置170余套，未來仍將有較大發(fā)展，特別是在環(huán)保（人口密集地區(qū)）和規(guī)模（日產(chǎn)硫磺100噸以上的裝置）等方面。表一為各類硫磺回收工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。20世紀(jì)80年代以來，通過對(duì)外技術(shù)交流，吸收國外先進(jìn)技術(shù)和有益經(jīng)驗(yàn)，我國硫磺回收技術(shù)在裝置工藝設(shè)計(jì)、裝置設(shè)備改造、催化劑開發(fā)與應(yīng)用、分析與控制、溶劑生產(chǎn)、防腐節(jié)能等方面取得了重大進(jìn)展。

例如齊魯石化勝利煉油設(shè)計(jì)院借鑒SC0T工藝，克服了其工藝復(fù)雜、能耗高、操作難的缺點(diǎn)，與中石化齊魯分公司研究院合作，優(yōu)化設(shè)計(jì)了新型硫磺回收及尾氣處理成套技術(shù)SSR工藝，并在勝利煉油廠86ka裝置率先實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。該工藝不設(shè)在線加熱及其配套設(shè)施，設(shè)備布置較為緊湊，流程簡單，操作調(diào)整靈活方便，特別適用于建設(shè)大型硫磺回收裝置。在此期間，我國還陸續(xù)從國外全部或部分引進(jìn)了18套克勞斯硫磺回收及尾氣處理裝置，有力地促進(jìn)和推動(dòng)了國內(nèi)裝置的技術(shù)進(jìn)步，使我國主要石化生產(chǎn)裝置的硫磺回收率和尾氣硫排放量在較短的時(shí)間內(nèi)迅速達(dá)到國外先進(jìn)水平。 2發(fā)展概況我國硫磺資源生產(chǎn)主要由硫鐵礦制酸、煙氣制酸和硫磺回收三部分組成。冶煉煙氣制酸是利用有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的二氧化硫，從煙氣中制酸，既綜合利用了資源，又保護(hù)了環(huán)境。隨著近年來我國有色金屬工業(yè)的快速發(fā)展，煙氣制酸量不斷增加。硫磺回收由原油加工、天然氣加工和煤化工回收三部分組成。國產(chǎn)原油含硫量較低，硫磺回收主要從進(jìn)口原油中提取。我國煤炭資源豐富，許多高硫煤在用作原料或燃料時(shí)都會(huì)生成大量含硫氣體。但由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)原因，以煤為原料生產(chǎn)合成氨，只有少量硫磺被回收。

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，國內(nèi)石油加工和天然氣工業(yè)也得到了迅速發(fā)展，同時(shí)含硫原油和含硫天然氣的加工量也相應(yīng)增加，而且進(jìn)口原油大多為高硫原油，另外大量含硫燃料油的深加工以及合成氨、甲醇生產(chǎn)煤氣化等工藝也涉及到含硫化合物的處理，勝利油田、遼河油田及新疆部分油田也多為高硫重油，新開采的天然氣田大多也伴有大量的H:s。到2010年，我國新增煉油能力將達(dá)到1億噸左右，因此預(yù)計(jì)到2010年，僅石油煉制工業(yè)的硫磺生產(chǎn)能力就將達(dá)到2.8億噸/年左右。經(jīng)濟(jì)增長和嚴(yán)格的環(huán)保要求使得相關(guān)的氣體脫硫和硫磺回收技術(shù)顯得日益重要。 經(jīng)過幾十年的發(fā)展，許多沿海、沿江地區(qū)的大型煉化基地在依靠自身力量大力發(fā)展脫硫、硫磺回收及尾氣處理工藝的同時(shí)，也陸續(xù)全部或部分引進(jìn)了國外先進(jìn)技術(shù)。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、科研單位也通過消化吸收、聯(lián)合攻關(guān)等方式，形成了一套國產(chǎn)大型硫磺回收裝置技術(shù)。近年來，國產(chǎn)硫磺回收裝置數(shù)量由2000年的62套急劇增加到近200套。這些新建裝置大多為大型、自動(dòng)化程度較高的硫磺回收裝置，均配有尾氣處理設(shè)備。其中，新增裝置中約有76%采用國產(chǎn)技術(shù)。

但隨著沿江、沿海大型煉油基地的建設(shè)，我國大型硫磺回收與國外先進(jìn)水平還有一定差距。為盡快縮短與國外先進(jìn)技術(shù)的差距，必須抓住這一機(jī)遇，奮起直追，盡快使我國硫磺回收技術(shù)邁上新臺(tái)階。在我國已建成的硫磺回收裝置中，主要集中在中國石油化工集團(tuán)公司、中國石油天然氣集團(tuán)公司兩大集團(tuán)旗下的煉油廠。按行業(yè)分布，石油煉制有100多套裝置，約占79%，煤氣化工占8%，天然氣凈化占8%，焦化冶金占5%。其中，最大裝置為100kL/a，最小裝置為300a。 2004年以來，中石化鎮(zhèn)海、福建等煉廠也投資建設(shè)了3～4套100型硫磺回收裝置，合計(jì)硫磺回收能力超過1mL/a。這100多套裝置中，2002年以后建設(shè)的均配有尾氣處理裝置，除國產(chǎn)SSRR工藝、國內(nèi)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的還原吸收工藝外，全部為進(jìn)口超級(jí)克勞斯、SCOT、MCRc等工藝，大部分能滿足國家環(huán)保要求。石油石化行業(yè)部分萬噸級(jí)硫磺回收裝置情況見表2。從表2可以看出，國內(nèi)硫磺生產(chǎn)企業(yè)與石化煉廠分布基本重合，華東、華中、沿江地區(qū)企業(yè)較多，產(chǎn)量最大。

華北、山東、華南地區(qū)硫磺產(chǎn)量也較大，東北、西北地區(qū)產(chǎn)量較少，這與煉廠原油含硫量有密切關(guān)系。大連兩套硫磺回收裝置建成投產(chǎn)后，東北地區(qū)的情況將會(huì)好轉(zhuǎn)。西南地區(qū)由于達(dá)州天然氣的開發(fā)也將很快增加硫磺產(chǎn)量。由于近年來一大批大型硫磺回收裝置的建成投產(chǎn)，僅表2所列裝置截至2008年底硫磺生產(chǎn)能力就已達(dá)3.096ML/a。3應(yīng)用領(lǐng)域3.1傳統(tǒng)領(lǐng)域硫磺是重要的化工原料，其最大的用途是生產(chǎn)硫酸。硫酸生產(chǎn)工藝簡單，工藝穩(wěn)定，而硫酸是生產(chǎn)化肥的主要原料，用硫酸生產(chǎn)磷酸，進(jìn)而生產(chǎn)磷酸二銨等高濃度磷肥。 硫磺作為單一肥料，可以提高土壤中水分的滲透性和活性。值得注意的是，目前石油石化工業(yè)中的硫磺回收裝置是農(nóng)作物生長所必需的元素，其應(yīng)用范圍和數(shù)量逐年擴(kuò)大。工業(yè)硫磺深加工可生產(chǎn)液體二氧化硫、二硫化碳、硫化亞鐵、硫化物、甲硫醇等精細(xì)硫化工產(chǎn)品。在染料工業(yè)中，硫磺可用來生產(chǎn)硫化染料，生產(chǎn)工藝簡單，價(jià)格低廉，是我國目前使用量最大的染料種類。

硫磺經(jīng)發(fā)泡后可制成輕質(zhì)泡沫保溫材料，用于制作建筑構(gòu)件、管道及道路底土的保溫層。在醫(yī)藥、日用化工方面，硫磺是許多治療皮膚病的藥膏的成分之一，也用于生產(chǎn)各種化妝品和洗滌劑。硫磺可直接用作殺蟲劑、殺菌劑，還可制成多種農(nóng)藥，效果顯著。此外，在石油、紡織、食品、金屬、塑料、橡膠、火藥、造紙、電鍍、水處理等行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用。用硫磺制成的硫粉、專用硫磺以及硫化合物等專用硫磺，雖然市場(chǎng)需求量不大，且價(jià)格遠(yuǎn)高于普通硫磺，但在國民經(jīng)濟(jì)中卻占有特殊的地位。3.2 擴(kuò)大領(lǐng)域隨著含硫原油、天然氣加工量的不斷增加以及原油深加工的發(fā)展，硫磺產(chǎn)量逐漸增加。 探索硫磺產(chǎn)品出路，更好地利用硫磺資源，開發(fā)硫磺新用途更為重要。目前，有市場(chǎng)開發(fā)價(jià)值的幾種硫磺專用產(chǎn)品有：聚合硫磺，即不溶性硫磺，主要用作橡膠硫化劑。制成的硫化膠彈性高、耐熱、耐溶脹，加入橡膠后不會(huì)產(chǎn)生“噴霜”現(xiàn)象，也不會(huì)產(chǎn)生早期硫化（焦燒），能保持橡膠組分均勻、表面新鮮，增強(qiáng)橡膠與橡膠、橡膠與骨架材料之間的粘結(jié)力，克服因粘結(jié)力不足造成的加工困難，省去了漿體包覆工序，節(jié)省汽油。硫包覆尿素是在顆粒尿素?*�笐K徊懔蚧嵌�芯暽的带包覆层的尿素，硫包覆查狀初不蜅U�，染忬灾I寥樂新�慢水解�?/p>

一般包覆后的硫包覆尿素顆粒粒徑為0.85-2.8mm，硫殼減緩了尿素養(yǎng)分的有效性，防止了氮的損失，進(jìn)一步提高了尿素的性能和功效，提高了肥料的利用率，是一種較為成熟、最具發(fā)展前景的水溶性緩釋肥料。硫磺水泥是將改性硫磺、礦料、填料等按138左右的比例混合澆注而成的熱塑性建筑材料。與普通水泥混凝土相比，硫磺混凝土以水泥和水代替混凝土的膠凝材料，形成高強(qiáng)度的硫磺混凝土，在防腐領(lǐng)域已獲得成功應(yīng)用，具有良好的耐腐蝕性能。Na-S電池是應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)格的燃油汽車尾氣排放環(huán)保法規(guī)而開發(fā)的一種新型含硫高性能電池。 德國生產(chǎn)的Na-S電池由3360個(gè)小電池組成，每個(gè)小電池含硫26克，即每個(gè)Na-S電池含硫87公斤，總質(zhì)量為100-200公斤。Na-s電池的主要優(yōu)點(diǎn)是能量密度高、體積小、價(jià)格低、設(shè)計(jì)靈活、不受環(huán)境溫度影響、不會(huì)因自動(dòng)放電而損失電量。但其內(nèi)部工作溫度必須保持在300度以上，因此絕緣性能要求較高。國內(nèi)尚無關(guān)于Na-s電池發(fā)展的報(bào)道。