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摘要：LO-CAT硫磺回收技术属于湿法硫回收工艺，是液相催化氧化法硫磺回收技术类型，本文主要从LO-CAT硫磺回收技术基本原理分析入手，重点介绍了工艺流程与技术特征，并阐明了其在IGCC电站中的应用情况，为推进脱硫工艺的顺利开展，实现高效率、无污染生产目标，提供良好支持和参考。
关键词：LO-CAT硫磺回收技术；IGCC电站；应用
1.前言
近些年来，LO-CAT硫磺回收技术在工业生产装置中的应用水平逐步提升，能高效回收硫，控制二氧化硫的排放量，一方面极大程度改善生态环境质量，另一方面还大幅度增加经济效益。LO-CAT硫磺回收技术在IGCC电站中的良好应用，可以促进IGCC电站实现零排放、零污染。
2.LO-CAT硫磺回收技术基本原理
由美国开发的LO-CAT（Liquid Oxidation Catalyst，洛凯特）硫磺回收技术，在国外应用广泛，被评为最佳可用控制技术，不仅能够实现支持天然气脱硫，还能够针对醇胺法脱硫装置中的Claus尾气或者酸性气体加以有效处理，硫回收率十分之高，经过这一技术处理后的气体，能够达到净化度标准[1]。
LO-CAT硫磺回收技术具有可再生性，是有效用于H2S脱除的技术，在铁离子络合物液体催化剂的作用下，可以在水中溶化H2S，发生电离现象，使其转变为HS-和H+离子，而在溶液中的催化剂Fe3+会和HS-产生氧化还原反应，从而形成硫元素，而Fe3+也得到还原，转变为亚铁离子。在此前提下，发挥铁催化剂的作用，通过空气加以氧化，使得Fe2+转变为Fe3+，这样能促进催化剂恢复活性特征，达到循环使用的目的，其中所使用到的介质是水相[2]。在LO-CAT硫磺回收技术实际应用过程中，在室温下就能够完成各项反应，达到化学平衡，其中所开展的化学反应包含：
（1）吸收反应。H2S（气）+2Fe3+→2H++S0+2Fe2+；
（2）再生反应。1/2 O2(气）+H2O+2Fe2+→2OH-+2Fe3+。
3.工艺流程与技术特征
3.1工艺流程
LO-CAT硫磺回收技术实际应用过程中，按照净化要求和酸性气来源之间的差异，工艺可以划分为两种流程类型：（1）常规流程，这一工艺流程还被称为是双塔流程，能够针对易燃气体或者无法和空气相混合的砌体加以有效处理，且效果良好。（2）自循环流程，这一工艺流程也被称为是单塔流程，在自动循环的应用基础上持续创新，开发出新一代LO-CATⅡ脱硫技术，具有短流程、省投资以及较少设备的特点。在处理不易燃气体、硫回收和尾气方面，这一工艺可以取得显著效果。
3.2技术特征
良好应用LO-CAT硫磺回收技术，表现出较多技术性特征，在有效开展脱硫工作方面取得较好成果。（1）具有较强的原料适应性。LO-CAT硫磺回收技术本身能够适应较多条件，不论是酸性气量拥有较高波动，还是H2S的含量保持在0%~100%范围之内，都能够确保运行装置的正常工作[3]。（2）LO-CAT硫磺回收技术具备较高的净化效率，这一工艺使用铁基作为催化剂，不仅拥有较快的反应速度，还达到无毒无害的效果，能够针对酸性气体加以有效处理。当处理含硫污水汽、胺精制酸性气时，可以针对混合气体加以有效控制，使得其中的H2S能够转化为硫磺产品。整个生产作业之间，不会产生污染和三废，避免环境污染。（3）采用温和的操作条件。对于LO-CAT硫磺回收技术的实际工艺来说，属于液相、常压和常温的运行过程，不需要实施燃烧反应，也不需要针对水和氧气的比例问题加以分析，表现出平稳的操作状态。
4.IGCC电站中的应用
某IGCC电站中为实现脱硫目标，安装LO-CAT硫磺回收技术运行装置，两套装置都采用自循环系统，能够处理大量的含胺酸性气体和富酸性气。该电站正常运行状态下，每日生产过程中，能够生产出将近26t硫磺，所排放的尾气中H2S的含量较低，脱硫效率接近于100%。LO-CAT硫磺回收技术所采用的装置中，铁离子浓度达到500ppmv/w，溶液pH值达到8.0~9.0之间，反应溶液温度处在48~52℃范围内。
为有效发挥LO-CAT硫磺回收技术的作用和价值，IGCC电站运行中，针对多项工作条件加以管控，主要包含以下几个方面：（1）控制好吸收氧化塔中溶液的pH值，以螯合剂ARI-340作为催化剂，在既定范围内一般不会产生沉淀现象。如果溶液中pH值高于7，H2S被吸收量得到显著增加，反之则会减少[4]。（2）硫单质沉降情况。硫单质会在吸收氧化塔中发生反应，初期阶段会和催化剂进行鳌合，沉降情况的发生几率较低。当硫处在0.1~0.2%的质量分数之内，硫粒达到15μm时，小颗粒会产生较大聚集情况，逐渐增长，形成为大颗粒。当气泡或者碳氢化合物附着在硫的颗粒表面中，也会较难出现沉降现象，这其中想要促进沉降现象加速，需要在硫颗粒表面添加ARI-600表面活化剂，使得硫颗粒产生较强的润湿效果。（3）把控好空气注入量。酸性气体的吸收反应、铁催化剂的氧化再生，会受到空注入量的影响，从IGCC电站实际鼓泡情况，从5000m³/hr出发适当增加送入量，设置好合理的鼓风量[5]。
为推进LO-CAT硫磺回收技术取得更好的应用效果，支持IGCC电站工作状况取得良好成果，需要注重做好调试工作，高度关注到其中可能出现的问题，并采用一系列有针对性的策略，才能够发挥技术优势。以真空过滤机为例加以分析，如果运行期间没有达到良好吸收效果，硫含水量较大，需要考量到没有清晰皮带滤布、损害真空泵密封的情况，为此，需要冲洗好滤布，通过使用高压水枪将能够达到清洗目标，必要条件下可以更换滤布，并细致检查好真空泵的运行状态、真空度状态以及密封水状态，及时加以优化和改善，确保其处在最佳运行状态中[6]。
5.结束语
LO-CAT硫磺回收技术具有较强的原料适应性，具备较高的净化效率，采用温和的操作条件，对于脱硫工艺生产作业的稳步开展具有积极意义，将其有效应用在IGCC电站中，能够起到良好效果。电站实际应用这一技术时，需要着重控制好多项生产条件，加强安装调试工作，由此能够发挥技术优势，实现生产目标。
参考文献：
[1]李祥, 崔建英, 蒋贵仲. LO-CAT硫磺回收工艺在天然气净化厂的应用与实践[J]. 四川化工, 2018, v.21；No.124(04):37-40.
[2]姚丽蓉, 徐亮, 李琦, 等. 塔河油田酸气回注与LO-CAT硫磺回收经济性对比[J]. 环境工程, 2019, 37(02):43-47.
[3]唐海飞, 韩秀芹, 高宇婷, 等. 塔河油田伴生气硫磺回收工艺技术[J]. 天然气化工：C1化学与化工, 2016, 41(4):66-69.
[4]张建军, 石鑫, 肖雯雯, 等. 塔河油田某高含H_2S伴生气管线隐患治理研究[J]. 安全、健康和环境, 2019(9):00102-00103.
[5]黄瑞军, 曹学良, 李杰, 等. LO-CATⅡ硫磺回收装置吸收/氧化器堆积硫磺问题分析及对策%Problem Analysis and Countermeasures of Accumulation of Sulfur in Absorber/Oxidizer of LO-CAT II Sulfur Recovery Unit[J]. 广州化工, 2017, 045(012):154-156.
[6]苏海鹏, 徐长朴, 韩翠翠. 基于LO-CAT工艺的硫磺回收装置规划与通风除尘设计综述[J]. 石油化工设备, 2017(01):50-58.