專利名稱：酸性氣廢氣處理系統(tǒng)及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酸性氣廢氣處理系統(tǒng)及處理方法。
背景技術(shù)：
在石油化工、煤化工等生產(chǎn)過程中，原料中的硫最終在加工過程中轉(zhuǎn)化成含硫化氫百分之幾十的高濃度酸性氣，硫化氫是一種對安全和環(huán)境非常有害的物質(zhì)，在排放之前必須進行處理或回收。對于較大規(guī)模的硫回收(大于幾千噸/年)，為了便于產(chǎn)品的銷售和儲運，通常采用克勞斯硫磺回收工藝將硫化氫轉(zhuǎn)化成硫磺。常規(guī)克勞斯硫磺回收工藝是由一個熱反應(yīng)段和若干個催化反應(yīng)段組成。即含H2S的酸性氣在燃燒爐內(nèi)用空氣進行不完全燃燒，嚴格控制風量，使H2S燃燒后生成的SO2量滿·MH2S/S02分子比等于或接近2，H2S和SO2在高溫下反應(yīng)生成元素硫，受熱力學(xué)條件的限制，剩余的H2S和SO2進入催化反應(yīng)段在催化劑的作用下，繼續(xù)進行生成元素硫的反應(yīng)。生成的元素硫經(jīng)冷凝分離，達到回收的目的。熱反應(yīng)段發(fā)生的反應(yīng)中，主反應(yīng)的化學(xué)方程式如下H2S+3/202—S02+H202H2S+S02—3/2S2+2H20副反應(yīng)的化學(xué)方程式如下CnH(2n+2) +(3n+l)/202---(η+1) H20+n CO2H2S+C02---C0S+H20CH4+2S2CS2+2H2S2NH3+3/2023H20+N2C02+3/2S2—CS2+S02催化反應(yīng)段發(fā)生的反應(yīng)中，主反應(yīng)的化學(xué)方程式如下2H2S+S023/xSx+2H20副反應(yīng)(主要是COS和CS2水解反應(yīng))的化學(xué)方程式如下C0S+H20---C02+H2SCS2+2H20---C02+2H2S為了保證克勞斯硫磺回收系統(tǒng)穩(wěn)定安全運轉(zhuǎn)，提高硫的回收率，需要盡可能提高酸性氣中H2S濃度以及提高熱反應(yīng)爐溫度，提高熱反應(yīng)爐溫度對硫轉(zhuǎn)化率非常有利，同時溫度越高，越不利于CS2的生成。自從本世紀三十年代改良克勞斯硫磺回收法實現(xiàn)工業(yè)化以來，以硫化氫酸性氣為原料的硫磺回收生產(chǎn)裝置得以迅速發(fā)展，但長期以來克勞斯法在工藝路線上并無多大變化，普遍采用的仍然是直流式或分流式工藝。由于受反應(yīng)溫度下化學(xué)平衡及可逆反應(yīng)的限制，即使在設(shè)備和操作條件良好的情況下，使用活性好的催化劑和三級克勞斯工藝，硫磺回收率最高也只能達到95% 97%，仍有3% 5%的硫以SO2的形式排出，如果排入大氣將造成嚴重的環(huán)境污染問題，因此需要采用硫磺回收尾氣處理工藝來解決。
至今已實現(xiàn)工業(yè)化的尾氣凈化工藝已近20種之多。主要分為低溫克勞斯法、選擇性氧化法、還原吸收法等三大類。低溫克勞斯法以MCRC、CBA工藝為代表。MCRC硫磺回收工藝是加拿大Delta公司礦產(chǎn)與化學(xué)資源公司(Mineral andChemical Resource Co.)開發(fā)的專利技術(shù)。該工藝是在低于硫露點的情況下,在固體催化劑上H2S與SO2繼續(xù)進行克勞斯反應(yīng)，由于溫度比較低，氣態(tài)的硫凝結(jié)后，有利于反應(yīng)平衡向著生成硫的方向移動，顯著增大了硫回收率，MCRC轉(zhuǎn)化級數(shù)有三級和四級兩種，設(shè)計的硫回收率三級為98. 5%，四級可達99%。這種方法相對來說流程簡單、設(shè)備投資和操作費用較低。由于溫度比較低，因而C0S，CS2等有機硫化物無法在尾氣中轉(zhuǎn)化分解，同時該方法對制硫部分h2s/so2的比例要求嚴格。 選擇性氧化法以Super克勞斯工藝為代表。Super克勞斯(超級克勞斯)工藝是荷蘭Comprimo公司開發(fā)的專利技術(shù)，1988年工業(yè)化。該工藝是在克勞斯硫磺回收后增加一臺裝有選擇性氧化催化劑的反應(yīng)器，該催化劑將H2S直接選擇性氧化成元素硫，為了使上游硫磺回收裝置的末級克勞斯反應(yīng)器出口中基本不含SO2,須使此時硫磺回收采用硫化氫過量操作，而不是常規(guī)控制H2S/S02 = 2的操作辦法，使離開硫磺回收的末級反應(yīng)器的尾氣中含有O. 8% I. 5% (V)的硫化氫。采用這種流程時，裝有選擇性氧化催化劑的反應(yīng)器之前進行的反應(yīng)為二級轉(zhuǎn)化時，硫回收率為99%。該工藝流程簡單，操作可靠，設(shè)備投資和操作費用低。還原吸收法以SCOT、RAR工藝為代表。該工藝的基本過程是硫磺尾氣和氫氣在在線燃燒爐混合室與燃料氣燃燒的高溫煙氣混合至300°C左右(或通過其它加熱方式加熱)后，進入SCOT反應(yīng)器，在加氫催化劑作用下，使尾氣中的硫及硫化物(s6，S8, COS, CS2)幾乎全部轉(zhuǎn)變成硫化氫，該過程氣經(jīng)冷卻后進入脫硫吸收塔，幾乎全部硫化氫及部分二氧化碳被溶劑吸收，使尾氣中總硫小于300ppm，經(jīng)尾氣焚燒后排放。吸收了硫化氫、二氧化碳的富液進入再生塔，再生塔頂酸性氣送至硫回收作為原料，再生后的貧液返回吸收塔循環(huán)使用。該工藝是利用硫磺尾氣中的硫及硫化物加氫還原或水解成硫化氫，并經(jīng)醇胺溶劑吸收以達到凈化尾氣的目的，凈化度在目前各種尾氣處理方法中是最高的，尾氣中的總硫可降低至300ppm以下，硫的總回收率可達99. 8%。但該法工藝流程較復(fù)雜，設(shè)備投資及操作費用也居各種尾氣處理方法之首，一般來說，SCOT尾氣處理的設(shè)備投資約和硫磺回收的設(shè)備投資相當?？偠灾谶@三類處理方法中，以Super克勞斯為代表的選擇性氧化工藝和以MCRC為代表的低溫克勞斯工藝雖具有工藝流程簡單、投資少、操作費用低等優(yōu)點，但硫回收率低，只能達到99%，不能滿足現(xiàn)有的國家大氣污染源排放標準中對SO2排放濃度小于550mg/m3的要求；以SCOT為代表的常規(guī)還原吸收工藝流程復(fù)雜、投資高、操作費用高，雖能滿足現(xiàn)有環(huán)保要求，但脫硫率只能達到99. 8%，不能滿足更高的環(huán)保標準。近幾年，煤化工行業(yè)在我國獲得了飛速發(fā)展，與之而來的酸性氣處理問題則給現(xiàn)有的硫回收工藝帶來了更大的挑戰(zhàn)。煤化工行業(yè)的酸性氣具有自身特點。氣量大，硫化氫濃度低(體積百分比通常只有百分之二十幾到三十幾)，而COS的濃度高(有時高達5% )，且煤化工項目中往往存在一股或幾股低濃度貧酸性氣，貧酸性氣中硫化氫的濃度只有百分之幾，在主要酸性氣本身濃度已經(jīng)較低的情況下，低濃度貧酸性氣的處理更加困難，目前往往采用將貧酸性氣預(yù)先富集提濃，然后再進入克勞斯反應(yīng)器。這導(dǎo)致系統(tǒng)的工藝流程長，控制復(fù)雜，投資高。而在國家的產(chǎn)業(yè)政策方面對煤化工行業(yè)提出了更高的環(huán)保要求，由于環(huán)境容量的限制，對硫回收率和硫的排放濃度的要求更高，通常要求硫回收率達到99. 8%以上，甚至一些項目要求硫回收率達到99. 97%以上，SO2排放濃度小于100mg/m3。而目前各種克勞斯+還原吸收及其改進工藝即使采用新型專利溶劑，將液硫脫氣的尾氣捕集并回收，對低濃度的貧酸性氣采用預(yù)先富集提濃以提高熱反應(yīng)爐燃燒溫度，甚至增加尾氣還原吸收COS水解反應(yīng)器等各種措施，尾氣中的SO2排放濃度也只能達到50 IOOppm (約300mg/m3)。此外，在這些工藝中，加氫后的克勞斯尾氣在進入溶劑吸收前需要急冷，在急冷過程中還會產(chǎn)生含硫化氫酸性廢水,需要采取額外的措施處理這些酸性廢水?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
鑒于國內(nèi)外目前的克勞斯硫磺回收及其尾氣處理工藝中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種酸性氣廢氣處理系統(tǒng)及處理方法，能夠有效地處理酸性氣中的含硫化合物，使其達到更高的硫回收率，滿足更嚴格的尾氣排放標準，并且系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，投資少，操作費用低，在各種工況下均具有良好操作彈性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種酸性氣廢氣處理系統(tǒng)，包括順次連接的富酸性氣熱反應(yīng)處理單元、克勞斯處理單元、克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元、焚燒尾氣催化氧化制酸單元、二級轉(zhuǎn)化制酸單元以及尾氣再熱單元；所述酸性氣廢氣處理系統(tǒng)還包括分別連接于所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元上游的富酸性氣供氣單元和助燃氣供氣單元，所述富酸性氣供氣單元用于提供富酸性氣，所述助燃氣供氣單元用于提供助燃氣；所述酸性氣廢氣處理系統(tǒng)還包括連接于所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元的貧酸性氣供氣單元，用于提供貧酸性氣；至少部分的所述富酸性氣進入所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元和所述克勞斯處理單元進行脫硫處理并產(chǎn)生克勞斯尾氣，所述貧酸性氣和所述克勞斯尾氣以及脫硫處理后產(chǎn)生的液硫脫氣尾氣直接進入所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元，所述助燃氣用于在所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元中助燃；所述焚燒尾氣催化氧化制酸單元用于將所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元產(chǎn)生的焚燒廢氣中的SO2轉(zhuǎn)化成SO3，并與水結(jié)合冷凝為硫酸；所述二級轉(zhuǎn)化制酸單元用于進一步將SO2轉(zhuǎn)化成SO3并與水結(jié)合冷凝為硫酸，所述尾氣再熱單元用于將所述二級轉(zhuǎn)化制酸單元產(chǎn)生的廢氣加熱；所述富酸性氣供氣單元與所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元之間設(shè)置連接管線及流量調(diào)節(jié)裝置，至少部分的所述富酸性氣能夠通過所述連接管線進入所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元，所述流量調(diào)節(jié)裝置能夠調(diào)節(jié)所述富酸性氣的流量。在本發(fā)明一實施例中，所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元包括燃燒裝置、熱反應(yīng)器、廢熱換熱器和第一級硫磺冷凝器，所述燃燒裝置將所述富酸性氣中三分之一的H2S燃燒成SO2 ;所述燃燒生成的SO2與剩余的所述H2S在所述熱反應(yīng)器中反應(yīng)生成硫；所述硫磺冷凝器用于冷凝硫。在本發(fā)明一實施例中，所述克勞斯處理單元包括一級克勞斯處理裝置和二級克勞斯處理裝置，所述一級克勞斯處理裝置包括一級克勞斯反應(yīng)器和第二級硫磺冷凝器，所述一級克勞斯反應(yīng)器使剩余的SO2和H2S發(fā)生克勞斯反應(yīng)以生成硫，來自所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元的所述廢熱換熱器的再熱旁路氣用于為所述一級克勞斯反應(yīng)器提供熱量，所述第二級硫磺冷凝器用于冷凝所述一級克勞斯反應(yīng)器產(chǎn)生的硫。在本發(fā)明一實施例中，所述二級克勞斯處理裝置包括克勞斯再熱器、二級克勞斯反應(yīng)器和第三級硫磺冷凝器，所述二級克勞斯反應(yīng)器使經(jīng)過所述一級克勞斯處理裝置之后剩余的SO2和H2S之間繼續(xù)發(fā)生克勞斯反應(yīng)以生成硫，所述克勞斯再熱器用于為所述二級克勞斯反應(yīng)器提供熱量，所述第三級硫磺冷凝器用于冷凝所述二級克勞斯反應(yīng)器產(chǎn)生的硫。
在本發(fā)明一實施例中，所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元包括焚燒爐、焚燒爐廢熱換熱器和排煙裝置，所述焚燒爐用于焚燒所述克勞斯尾氣、所述貧酸性氣和所述液硫脫氣尾氣，所述焚燒爐廢熱換熱器用以將焚燒后產(chǎn)生的S02、CO2和H2O進行換熱降溫，所述排煙裝置用于排出廢氣。在本發(fā)明一實施例中，所述焚燒尾氣催化氧化制酸單元包括第一級轉(zhuǎn)化器和第一級冷凝器，所述第一級轉(zhuǎn)化器將所述焚燒爐產(chǎn)生的焚燒廢氣中的SO2轉(zhuǎn)化成SO3，進而與水結(jié)合成為硫酸并通過所述第一級冷凝器冷凝；所述二級轉(zhuǎn)化制酸單元包括第二級轉(zhuǎn)化器和第二級冷凝器，所述第二級轉(zhuǎn)化器能夠進一步將來自所述第一級冷凝器的SO2轉(zhuǎn)化成S03，進而與水結(jié)合為硫酸并通過所述第二級冷凝器冷凝。在本發(fā)明一實施例中，所述第二級轉(zhuǎn)化器還包括第二轉(zhuǎn)化器加熱器，所述焚燒爐廢熱換熱器將熱量傳遞至所述第二轉(zhuǎn)化器加熱器。在本發(fā)明一實施例中，所述尾氣再熱單元包括尾氣風機和尾氣再熱器，所述尾氣風機用于輸送尾氣，所述尾氣再熱器將尾氣加熱。本發(fā)明還提出一種酸性氣廢氣處理方法，包括SI :將富酸性氣通入富酸性氣熱反應(yīng)處理單元和克勞斯處理單元進行脫硫處理；S2:將貧酸性氣、步驟SI中脫硫處理產(chǎn)生的克勞斯尾氣以及脫硫處理后產(chǎn)生的液硫脫氣尾氣通入克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元進行焚燒；S3 :將步驟S2中產(chǎn)生的焚燒廢氣通入焚燒尾氣催化氧化制酸單元，將SO2轉(zhuǎn)化成SO3，并與水結(jié)合冷減為硫酸；S4 :將步驟S3產(chǎn)生的廢氣通入二級轉(zhuǎn)化制酸單元，進一步將SO2轉(zhuǎn)化成SO3,并與水結(jié)合冷凝為硫酸；以及S5 :將步驟S4中產(chǎn)生的廢氣通入尾氣再熱單元進行加熱。在一實施例中，步驟SI中將所述富酸性氣通入所述克勞斯處理單元是將所述富酸性氣依次通入一級克勞斯處理裝置和二級克勞斯處理裝置進行脫硫處理。根據(jù)本發(fā)明的酸性氣廢氣處理系統(tǒng)和處理方法，由于采取兩級克勞斯轉(zhuǎn)化單元和兩級催化氧化制酸單元，整套酸性氣處理系統(tǒng)的硫回收率可以達到99. 99%以上，排放到大氣的尾氣中SO2濃度〈100mg/m3，該轉(zhuǎn)化率及排放濃度可以滿足本行業(yè)最高排放限制標準，且系統(tǒng)中沒有廢液排放。進料氣中低硫化氫濃度的貧酸性氣，不需要預(yù)先富集提濃，直接進入克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒爐，既為克勞斯尾氣焚燒爐提供熱源，又間接提高了進入熱反應(yīng)處理單元的總的酸性氣濃度，有利于提高硫化氫的轉(zhuǎn)化率，保證了克勞斯單元的穩(wěn)定運行，同時，簡化了流程，節(jié)省了投資，此外，當貧酸性氣量過少時，可以分流部分富酸性氣進入克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元，系統(tǒng)不需要補充燃料氣及外部熱源。當進料富酸性氣氣量過少或者濃度過低，克勞斯處理單元難以穩(wěn)定運行時，可以將克勞斯單元停運，把全部酸性氣引入克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元焚燒，然后在后續(xù)兩級催化氧化制酸單元中轉(zhuǎn)化成硫酸，仍然可以實現(xiàn)99. 9%的硫回收率。由于沒有常規(guī)克勞斯+尾氣還原吸收工藝的加氫過程中引入的惰性氣體以及經(jīng)胺液吸收再生后返回克勞斯單元的酸性氣，因此，克勞斯反應(yīng)器的設(shè)備尺寸比常規(guī)克勞斯+ 尾氣還原吸收工藝小10%以上。由于貧酸性氣不進入熱反應(yīng)處理單元，因此，熱反應(yīng)燃燒裝置和熱反應(yīng)器的尺寸也比傳統(tǒng)的克勞斯硫磺回收工藝更小。本發(fā)明工藝流程簡單，占地小，投資低，運行費用低，對控制系統(tǒng)的要求低，操作簡
單，可靠。


圖I是表不本發(fā)明酸性氣廢氣處理系統(tǒng)一實施例的不意圖。
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。如圖I所示，本發(fā)明一實施例中，酸性氣廢氣處理系統(tǒng)包括富酸性氣熱反應(yīng)處理單元、克勞斯處理單元、克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元、焚燒尾氣催化氧化制酸單元、二級轉(zhuǎn)化制酸單元以及尾氣再熱單元。此外，酸性氣廢氣處理系統(tǒng)還包括富酸性氣供氣單元、貧酸性氣供氣單元和助燃氣供氣單元。富酸性氣供氣單元和助燃氣供氣單元分別連接于所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元，貧酸性氣供氣單元連接于所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元。富酸性氣供氣單元用以提供含硫化氫濃度較高(通常硫化氫體積濃度30%以上)的富酸性氣A，貧酸性氣供氣單元用于提供含硫化氫濃度較低(通常硫化氫體積濃度小于10% )的貧酸性氣B，助燃氣供氣單元用于提供助燃氣C。富酸性氣熱反應(yīng)處理單元包括燃燒裝置I、熱反應(yīng)器2、廢熱換熱器3和第一級硫磺冷凝器6。其中富酸性氣A與助燃氣C進入燃燒裝置I進行燃燒，通過控制助燃氣C的流量，確保進料氣中所有的碳氫化合物能充分燃燒，并在監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測下控制1/3的H2S氧化成S02。助燃氣C可以是純氧，也可以是由空氣鼓風機提供的空氣，或者是空氣與純氧按一定比例混合后的富氧。在熱反應(yīng)器2中，進料氣中1/3的H2S通過燃燒生成的二氧化硫(SO2)與剩余2/3的H2S反應(yīng)生成元素硫(Sn)和水(汽相)，反應(yīng)化學(xué)方程式如下H2S+3/202—S02+H202H2S+S02—2H20+3/nSn與熱反應(yīng)器2直接相連的廢熱換熱器3將酸性氣燃燒后的廢氣降溫并生成蒸汽。從廢熱換熱器3出來的廢氣分成兩股物流，即待冷凝廢氣4和再熱旁路氣5。待冷凝廢氣4進入到第一級硫磺冷凝器6，被冷卻到160°C左右，并分成兩股物流，即液態(tài)硫磺43和一級冷凝后廢氣9 ;液態(tài)硫磺43依靠重力作用流入到液硫池46中并在液硫池中脫氣，脫氣后的液硫15外送，液硫脫氣尾氣47送到后續(xù)克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元處理。在第一級硫磺冷凝器6中也會生成低壓蒸汽。富酸性氣熱反應(yīng)處理單元的硫回收率大約只有60 70%。為了獲得更高的硫回收率，在富酸性氣熱反應(yīng)處理單元之后緊接著克勞斯處理單元。一般來說為了達到硫回收率的要求，需要使用兩級甚至更多的克勞斯處理裝置。在本實施例中克勞斯處理單元包括一級克勞斯處理裝置和二級克勞斯處理裝置。一級克勞斯處理裝置包括克勞斯反應(yīng)器7和第二級硫磺冷凝器8，在克勞斯反應(yīng)器7中，裝有活性氧化鋁和二氧化鈦催化劑，在較低的溫度下，剩余的SO2和H2S之間繼續(xù)發(fā)生克勞斯反應(yīng)。
使用二氧化鈦催化劑能促進COS和CS2的部分水解,進而提高系統(tǒng)中克勞斯部分的整體硫磺回收率。COS和CS2的水解反應(yīng)式如下cos+h2o---h2s+co2CS2+2H20—2H2S+C02—級冷凝后廢氣9與再熱旁路氣5 —起進入克勞斯反應(yīng)器7。再熱旁路氣5起加熱一級冷凝后廢氣9的作用，以達到克勞斯反應(yīng)器所需的理想入口溫度。這樣，就能省下一個額外的預(yù)熱器。較低的入口溫度有利于克勞斯反應(yīng)器中轉(zhuǎn)換反應(yīng)的進行。然而，為了安全起見，反應(yīng)器的溫度必須維持在硫磺露點溫度之上，以避免由于催化劑孔隙中出現(xiàn)冷凝硫而降低催化劑的活性。從克勞斯反應(yīng)器7出來的廢氣進入第二級硫磺冷凝器8，被冷卻并分成兩股物流，即液態(tài)硫磺44和二級冷凝后廢氣10 ;液態(tài)硫磺44依靠重力作用流入到液硫池46中。二級冷凝后廢氣10進入二級克勞斯處理裝置。二級克勞斯處理裝置包括克勞斯再熱器11、二級克勞斯反應(yīng)器12和第三級硫磺冷凝器13，在二級克勞斯反應(yīng)器12中，裝有活性氧化鋁催化劑，在較低的溫度下，剩余的SO2和H2S之間繼續(xù)發(fā)生克勞斯反應(yīng)。二級冷凝后廢氣10經(jīng)二級克勞斯再熱器11加熱到適當溫度后進入二級克勞斯反應(yīng)器12，從二級克勞斯反應(yīng)器12出來后進入第三級硫磺冷凝器13，被冷卻并分成兩股物流，即液態(tài)硫磺45和克勞斯尾氣14 ;液態(tài)硫磺45依靠重力作用流入到液硫池46中。克勞斯尾氣14進入后續(xù)克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元。上述熱反應(yīng)器、廢熱換熱器、硫磺冷凝器、克勞斯再熱器、克勞斯反應(yīng)器并沒有特別限定，可以采用本領(lǐng)域公知的任意同類設(shè)備。第一級硫磺冷凝器、第二級硫磺冷凝器和第三級硫磺冷凝器可以共用一個殼體，以降低總投資，也可以分開建造，對此并無特別限定。經(jīng)過富酸性氣熱反應(yīng)處理單元、一級克勞斯處理裝置、二級克勞斯處理裝置處理后，硫回收率可以達到93% 95%?？藙谒刮矚饧柏毸嵝詺夥贌龁卧ǚ贌隣t16、焚燒爐廢熱換熱器17和排煙裝置20。克勞斯尾氣14與貧酸性氣B、液硫脫氣尾氣47混合后流進焚燒爐16，與空氣物流40燃燒，被加熱到800 1000攝氏度，所有的硫和有機組分都以燃燒形式氧化。有關(guān)反應(yīng)式如下H2S+3/202—>S02+H20C0S+3/202—>C02+S02S+02—〉S02C0+l/202—>C02所有的烴類均氧化成CO2。上述焚燒爐內(nèi)的溫度控制通過調(diào)節(jié)燃燒空氣的鼓入量實現(xiàn)。同時，對焚燒爐出口的廢氣中的氧氣濃度進行測量和控制，以保證氧氣濃度不低于2%，達到過氧燃燒的標準。
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焚燒后產(chǎn)生的廢氣中只含有S02、CO2和H2O,然后與焚燒爐廢熱換熱器17換熱降溫。從焚燒爐流出的廢氣18的溫度降低到350 400攝氏度，進入下游的焚燒尾氣催化氧化制酸單元。焚燒爐16還連接有燃料氣供應(yīng)單元，當后續(xù)的氧化制酸單元故障或檢修停運時，焚燒爐使用燃料氣D加熱，尾氣直接從旁路F通過排煙裝置20排放到大氣，其中排煙裝置20 —般為煙囪。空氣物流40由風機37所提供。在后續(xù)制酸單元正常運行時，上述空氣物流首先被冷凝器33內(nèi)的熱廢氣預(yù)熱，當制酸單元停止運行時，直接由旁路G送到焚燒爐。對上述焚燒爐并沒有特殊的限定，可采用本領(lǐng)域公知的焚燒爐。常規(guī)克勞斯工藝中的尾氣焚燒爐爐溫一般設(shè)置為540 800°C，而本工藝的焚燒爐溫控制范圍是大約800 1000°C，同時，焚燒爐應(yīng)提供充分的停留時間，以便能把殘余的H2S, COS, CS2以及硫焚燒成SO2,把其它的可燃燒物，如碳氫化合物、氫和CO焚燒成CO2和水。如果進焚燒爐的貧酸性氣過少，通過調(diào)節(jié)燃燒空氣的鼓入量仍不足以將溫度維持在800°C時，可以從進料富酸性氣A中分流一部分酸性氣，不經(jīng)過富酸性氣熱反應(yīng)單元和克勞斯處理單元，直接進入焚燒爐16。直接進入焚燒爐16的富酸性氣E的流量可以通過調(diào)節(jié)裝置El調(diào)節(jié)，在本實施例中調(diào)節(jié)裝置El為調(diào)節(jié)閥，總的原則是在不需要補充燃料氣時便能維持焚燒爐的最低溫度。不補充燃料氣除了節(jié)能還能防止燃料氣燃燒時產(chǎn)生的水導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)水過多。但進入焚燒爐的氣體中總硫的最大量應(yīng)有所限制，取決于排放指標和后續(xù)催化氧化制酸單元的轉(zhuǎn)化率，例如，如果要求SO2排放濃度小于100mg/m3，則進入焚燒爐的氣體中總硫的濃度應(yīng)不大于30000ppm。在極端情況下，當進料富酸性氣氣量過少或者濃度過低，前端克勞斯處理單元也難以穩(wěn)定運行時，可以將克勞斯單元停運，把全部富酸性氣引入焚燒爐，燃燒后在后續(xù)兩級催化氧化制酸單元中轉(zhuǎn)化成硫酸，仍然可以實現(xiàn)99. 9%的硫回收率。焚燒尾氣催化氧化制酸單元包括轉(zhuǎn)化器19和冷凝器23。廢氣18進入到轉(zhuǎn)化器19內(nèi)，轉(zhuǎn)化器19由催化劑床21和轉(zhuǎn)化器冷卻器22組成，催化劑床21具有催化劑，在催化劑床21上SO2轉(zhuǎn)化成SO3并釋放反應(yīng)熱，轉(zhuǎn)化器換熱器22用于將反應(yīng)熱取出，起到冷卻作用。轉(zhuǎn)化器19內(nèi)反應(yīng)的反應(yīng)式如下S02+l/202—>S03S03+H20—>H2S04根據(jù)廢氣18中二氧化硫的含量，轉(zhuǎn)化器19內(nèi)可以設(shè)置多層催化劑床和轉(zhuǎn)化器換熱器。其中的催化劑并無特別限定，例如可以選擇Pt或V2O5等，但優(yōu)選蜂窩Pt涂層催化齊U，其優(yōu)勢在于它可以在250° C至500° C的溫度范圍內(nèi)運行，提供更高的轉(zhuǎn)化率，蜂窩結(jié)構(gòu)有利于提供更大的接觸表面以及較小的壓力損失。如果使用V2O5作為催化劑，則應(yīng)該將轉(zhuǎn)化器內(nèi)的溫度控制在450 550攝氏度。對上述轉(zhuǎn)化器換熱器也無特殊限定，可以采用本領(lǐng)域公知的任何換熱器。廢氣經(jīng)過轉(zhuǎn)化器19后，SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率大約在95% -97%之間。從轉(zhuǎn)化器19流出的廢氣溫度控制在大約280° C左右，隨后進入冷凝器23 ;冷凝器23由冷凝器換熱器24，25，除霧器26和風機27，28組成。廢氣經(jīng)冷凝器換熱器24和25冷卻后溫度降至80° C左右，硫酸在冷凝器換熱器24和25的殼程(或管程)上冷凝下來，之后在重力作用下流出冷凝器23，以物流42進入硫酸儲運設(shè)施。過程氣中的剩余酸霧被靜電除霧器26去除，然后經(jīng)風機27加壓進入冷凝器換熱器24的管程(或殼程)，并與殼程(或管程)的熱廢氣換熱，以提高熱能利用率，然后進入二級轉(zhuǎn)化制酸單元。冷凝器換熱器24采用冷廢氣與熱廢氣換熱以提高熱能利用率，冷凝器換熱器25所用的冷卻空氣由風機28提供。
二級轉(zhuǎn)化制酸單元包括第二級轉(zhuǎn)化器29和第二級冷凝器33，二級轉(zhuǎn)化制酸單元的原理與焚燒尾氣催化氧化制酸單元的原理一樣。將焚燒尾氣催化氧化制酸單元內(nèi)未氧化的SO2繼續(xù)轉(zhuǎn)化成硫酸。第二級轉(zhuǎn)化器29包括第二級轉(zhuǎn)化器加熱器30，催化劑床31和第二級轉(zhuǎn)化器冷卻器32，進入二級轉(zhuǎn)化制酸單元的廢氣首先被第二級轉(zhuǎn)化器加熱器30加熱到35(Γ400° C，然后在催化劑床31上將剩余的SO2轉(zhuǎn)化成SO3，并由冷卻器32將反應(yīng)熱取出，將廢氣的溫度降低到280° C左右，然后進入冷凝器33。第二級轉(zhuǎn)化器加熱器30的熱源來自于焚燒爐廢熱換熱器17，也即由焚燒爐廢熱換熱器17通過管路等將熱量傳遞至加熱器30，不需要從系統(tǒng)外部補充。冷凝器33由換熱器34，35，除霧器36和風機37，38組成。廢氣經(jīng)換熱器34和35冷卻后溫度降至80° C左右，硫酸在換熱器34和35的殼程上冷凝下來，之后在重力作用下流出冷凝器33，以物流41進入硫酸儲運設(shè)施。廢氣中的剩余酸霧被靜電除霧器36去除，然后進入尾氣再熱單元。換熱器34和35所用的冷卻空氣分別由風機37和38提供。風機37提供的冷卻空氣被熱的廢氣預(yù)熱后作為焚燒爐16的燃燒空氣使用。尾氣再熱單元包括尾氣風機39和尾氣再熱器48。從第二級冷凝器33出來的廢氣經(jīng)尾氣風機39抽出后送到尾氣再熱器48，經(jīng)尾氣再熱器加熱到125° C左右，然后通過排煙裝置20排放到大氣。尾氣風機39的另一個作用是可將第二級冷凝器33維持在負壓狀態(tài)，可以確保第二級冷凝器不會有氣體泄漏現(xiàn)象發(fā)生。對尾氣再熱器沒有特殊的限定，可以采用本領(lǐng)域公知的任何形式的換熱器，例如可在尾氣通道內(nèi)安裝多層翅片，翅片之間留有間隙，尾氣可以無障礙的通過，加熱介質(zhì)通過翅片將尾氣加熱。尾氣再熱器48的熱源也來自于焚燒爐廢熱換熱器17，也即由焚燒爐廢熱換熱器17通過管路等將熱量傳遞至尾氣再熱器48，不需要從系統(tǒng)外部補充。尾氣再熱的目的在于富酸性氣中的硫化氫在克勞斯反應(yīng)過程中會生成同等體積的水，酸性氣中的碳氫化合物、氨等燃燒也會產(chǎn)生水，這導(dǎo)致克勞斯尾氣中水的含量通常較高，這些水一部分在制酸單元中與SO3結(jié)合生成了硫酸，大部分隨尾氣排出，如果不加熱到適當溫度排放到適當高度，將會導(dǎo)致尾氣中微量酸性雜質(zhì)的凝液對排煙裝置造成腐蝕，或者大量凝液在廢氣處理裝置附近降落。
在二級轉(zhuǎn)化制酸單元內(nèi)，殘留的SO2向SO3進而向H2SO4R化的效率超過98%，綜合之前焚燒尾氣催化氧化制酸單元中95%以上的轉(zhuǎn)化率，兩級轉(zhuǎn)化率將高達99. 9%。從整個 酸性氣處理系統(tǒng)來看，在熱反應(yīng)處理單元、一級克勞斯處理裝置和二級克勞斯處理裝置處理之后的硫回收率是93 % 95 %，而在焚燒尾氣催化氧化制酸單元和二級轉(zhuǎn)化制酸單元中硫的回收率達到99. 9%，整套酸性氣處理系統(tǒng)的硫回收率可以達到99. 99%以上，排放到大氣的尾氣中SO2濃度〈100mg/m3，該轉(zhuǎn)化率及排放濃度可以滿足本行業(yè)最高排放限制標準。本發(fā)明的系統(tǒng)中，低硫化氫濃度的貧酸性氣不需要預(yù)先富集提濃后進克勞斯裝置，而是直接進入克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒爐，既為克勞斯尾氣焚燒爐提供熱源，又間接提高了進入熱反應(yīng)處理單元的總的酸性氣濃度，有利于提高硫化氫的轉(zhuǎn)化率，保證了克勞斯裝置的穩(wěn)定運行。同時，簡化了流程，節(jié)省了投資。此外，由于貧酸性氣和必要時分流的部分富酸性氣直接進入后續(xù)制酸單元，不經(jīng)過熱反應(yīng)處理單元，因此，熱反應(yīng)燃燒裝置和熱反應(yīng)器的尺寸比傳統(tǒng)的克勞斯硫磺回收工藝更小。由于沒有常規(guī)克勞斯+尾氣還原吸收工藝的加氫過程中引入的惰性氣體以及經(jīng)胺液吸收再生后返回克勞斯單元的酸性氣，因此，本發(fā)明的系統(tǒng)中克勞斯反應(yīng)器的設(shè)備尺寸更小，比常規(guī)克勞斯+尾氣還原吸收工藝小10%以上。本發(fā)明的酸性氣處理系統(tǒng)中反應(yīng)產(chǎn)生的水一部分與SO3結(jié)合生成了硫酸，一部分隨尾氣排放，沒有廢液排放。工藝流程簡單，占地比常規(guī)克勞斯+尾氣還原吸收工藝小，投資低，對控制系統(tǒng)的要求低，操作簡單，可靠。此外，除開車階段外，系統(tǒng)不需要補充燃料氣，運行費用低。本發(fā)明還提出一種酸性氣廢氣處理方法，包括SI :將富酸性氣A通入富酸性氣熱反應(yīng)處理單元和克勞斯處理單元進行脫硫處理；S2:將貧酸性氣B、步驟SI中脫硫處理產(chǎn)生的克勞斯尾氣14以及脫硫處理后產(chǎn)生的液硫脫氣尾氣47通入克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元進行焚燒；S3 :將步驟S2中產(chǎn)生的焚燒廢氣18通入焚燒尾氣催化氧化制酸單元，將SO2轉(zhuǎn)化成SO3，并與水結(jié)合冷減為硫酸；S4 :將步驟S3產(chǎn)生的廢氣通入二級轉(zhuǎn)化制酸單元，進一步將SO2轉(zhuǎn)化成SO3,并與水結(jié)合冷凝為硫酸；以及S5 :將步驟S4中產(chǎn)生的廢氣通入尾氣再熱單元進行加熱。在一較佳實施例中，克勞斯處理單元包括一級克勞斯處理裝置和二級克勞斯處理裝置，步驟SI中將富酸性氣A通入克勞斯處理單元是將富酸性氣A依次通入一級克勞斯處理裝置和二級克勞斯處理裝置進行脫硫處理。下面，通過試驗例，進一步詳細說明本實施方式。試驗例I按照下述步驟進行酸性氣廢氣處理。a、原料酸性氣有3股不同濃度的酸性氣，酸性氣I的組分和性質(zhì)為=H2S含量37%(V), COS 含量 4. 8%(V)，CO2 含量 54. 8%(V)，N2 含量 3. 4%(V)，溫度 25°C，壓力 IOOKpa ;酸性氣2的組分和性質(zhì)為=H2S含量I. 9% (V)，COS含量O. 25%(V)，CO2含量26. 0%(V)，CO含量43%(V)，H2 含量 24%(V)，H2O 含量 4%(V)，N2 含量 O. 75%(V)，溫度 60°C，壓力 300KPa ;酸性氣 3的組分和性質(zhì)為=H2S含量5% (V)7COS含量O. 02%(V)，CO2含量71. 98%(V)，CO含量6%(V)，H2 含量 5% (V)，H2O 含量 12% (V)，(V)溫度 55 V，壓力 200KPa。b、酸性氣I進入熱反應(yīng)器燒嘴，采用純氧燃燒，通過監(jiān)測H2S/S02的比值，控制氧氣的流量，確保進料氣中所有的碳氫化合物能充分燃燒，并將三分之一 H2S氧化成S02。廢熱換熱器將工藝氣冷卻到340°C，并生成飽和的中壓蒸汽。C、從廢熱換熱器出來的廢氣一部分進入一級克勞斯反應(yīng)器，其余部分進入到第一級硫磺冷凝器，被冷卻到160°C，冷卻后的氣體與未經(jīng)冷卻而直接進入一級克勞斯反應(yīng)器的廢氣混合，進入一級克勞斯反應(yīng)器。在第一級硫磺冷凝器冷凝的液態(tài)硫磺根據(jù)液位排入液硫儲te。d、一級克勞斯反應(yīng)器的進氣溫度約230°C，催化劑床層溫度約320°C。從一級克勞·斯反應(yīng)器出來的過程氣進入到第二級硫磺冷凝器，被冷卻到160°C，冷卻后的氣體通過換熱器用中壓蒸汽加熱到205 220°C，進入二級克勞斯反應(yīng)器。在第二級硫磺冷凝器冷凝的液態(tài)硫磺同樣根據(jù)液位排入液硫儲罐。e、二級克勞斯反應(yīng)器的催化劑床層溫度約235°C。從二級克勞斯反應(yīng)器出來的廢氣進入到第三級硫磺冷凝器，被冷卻到160°C，進入克勞斯尾氣焚燒爐。在第三級硫磺冷凝器冷凝的液態(tài)硫磺同樣根據(jù)液位排入液硫儲罐。f、克勞斯尾氣與酸性氣2、酸性氣3、液硫儲罐來的液硫脫氣尾氣一起進入焚燒爐，與預(yù)熱到220°C的燃燒空氣燃燒，焚燒爐溫度控制在800 1000°C。燃燒空氣來自于后續(xù)二級轉(zhuǎn)化制酸單元的冷卻風機。焚燒爐內(nèi)的溫度控制通過調(diào)節(jié)燃燒空氣的鼓入量實現(xiàn)，同時，系統(tǒng)對焚燒爐出口的過程氣中的氧氣濃度進行測量和控制，以保證氧氣濃度不低于2%，如果氧氣濃度過低，則提高燃燒空氣的鼓入量。當溫度過高時，將鼓入更多的燃燒空氣。在正常運行時，不需補充燃燒氣便能將焚燒爐的溫度維持在800°C以上。當焚燒爐進料貧酸性氣低負荷時，從酸性氣I中分流一部分酸性氣，不經(jīng)過富酸性氣熱反應(yīng)單元和克勞斯處理單元，直接進入焚燒爐，維持焚燒爐溫度在80(TC以上。g、焚燒爐內(nèi)高溫廢氣的熱量通過翅片換熱器取出，換熱介質(zhì)采用熱熔鹽。從焚燒爐流出的廢氣溫度降低到350 400°C，進入一級催化氧化轉(zhuǎn)化器。該轉(zhuǎn)化器內(nèi)采用兩層催化劑，并在每層催化劑后設(shè)置一個換熱器，以取出反應(yīng)熱，保持轉(zhuǎn)化器內(nèi)的反應(yīng)溫度。催化劑采用蜂窩Pt涂層催化劑，換熱器采用翅片換熱器，換熱介質(zhì)采用熱熔鹽。h、廢氣從一級催化氧化轉(zhuǎn)化器流出，溫度控制在大約280° C左右，隨后進入一級冷凝器；采用玻璃管換熱器冷卻到80°C，硫酸從冷凝器底部流出，廢氣用靜電除霧器除去酸霧，然后與進入一級冷凝器的熱的廢氣換熱，加熱到230°C，進入二級轉(zhuǎn)化器。i、二級轉(zhuǎn)化器內(nèi)設(shè)置了一個加熱換熱器、一層催化劑和一個冷卻換熱器，加熱換熱器使用焚燒爐廢熱換熱器的多余熱量將廢氣加熱到400°C，然后在催化劑上將剩余SO2繼續(xù)氧化成SO3，用冷卻換熱器取出反應(yīng)熱，催化劑和換熱器與一級轉(zhuǎn)化器內(nèi)的類型相同。j、從二級催化氧化轉(zhuǎn)化器流出的廢氣溫度控制在大約280° C左右，進入二級冷凝器，進行冷卻和除霧，硫酸從冷凝器底部流出，尾氣加熱到125° C后排放。硫酸濃度為96%，排放尾氣中SO2濃度為50mg/m3。由試驗例I可知，由于采取兩級克勞斯轉(zhuǎn)化單元和兩級催化氧化制酸單元，整套酸性氣處理系統(tǒng)的硫回收率達到99. 99%以上，排放到大氣的尾氣中SO2濃度〈100mg/m3。而且，進料氣中低硫化氫濃度的貧酸性氣，不需要預(yù)先富集提濃，直接進入催化氧化制酸單元，既為克勞斯尾氣焚燒爐提供熱源，又間接提高了進入熱反應(yīng)處理單元的總的酸性氣濃度，有利于提高硫化氫的轉(zhuǎn)化率，保證了克勞斯單元的穩(wěn)定運行，同時，簡化了流程。
雖然已參照幾個典型實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應(yīng)在所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為所附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種酸性氣廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，包括順次連接的富酸性氣熱反應(yīng)處理單元、克勞斯處理單元、克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元、焚燒尾氣催化氧化制酸單元、二級轉(zhuǎn)化制酸單元以及尾氣再熱單元；所述酸性氣廢氣處理系統(tǒng)還包括分別連接于所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元上游的富酸性氣供氣單元和助燃氣供氣單元，所述富酸性氣供氣單元用于提供富酸性氣，所述助燃氣供氣單元用于提供助燃氣(C);所述酸性氣廢氣處理系統(tǒng)還包括連接于所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元的貧酸性氣供氣單元，用于提供貧酸性氣(B); 至少部分的所述富酸性氣(A)進入所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元和所述克勞斯處理單元進行脫硫處理并產(chǎn)生克勞斯尾氣(14)，所述貧酸性氣(B)和所述克勞斯尾氣(14)以及脫硫處理后產(chǎn)生的液硫脫氣尾氣(47)直接進入所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元，所述助燃氣(C)用于在所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元中助燃； 所述焚燒尾氣催化氧化制酸單元用于將所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元產(chǎn)生的焚燒廢氣(18)中的SO2轉(zhuǎn)化成SO3，并與水結(jié)合冷凝為硫酸；所述二級轉(zhuǎn)化制酸單元用于進一步將SO2轉(zhuǎn)化成SO3并與水結(jié)合冷凝為硫酸，所述尾氣再熱單元用于將所述二級轉(zhuǎn)化制酸單元產(chǎn)生的廢氣加熱； 所述富酸性氣供氣單元與所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元之間設(shè)置連接管線及流量調(diào)節(jié)裝置(El )，至少部分的所述富酸性氣(E)能夠通過所述連接管線進入所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元，所述流量調(diào)節(jié)裝置(El)能夠調(diào)節(jié)所述富酸性氣(E)的流量。
2.如權(quán)利要求I所述的酸性氣廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元包括燃燒裝置(I)、熱反應(yīng)器(2)、廢熱換熱器(3)和第一級硫磺冷凝器(6)，所述燃燒裝置(I)將所述富酸性氣(A)中三分之一的H2S燃燒成SO2 ;所述燃燒生成的SO2與剩余的所述H2S在所述熱反應(yīng)器(2)中反應(yīng)生成硫；所述硫磺冷凝器(6)用于冷凝硫。
3.如權(quán)利要求2所述的酸性氣廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述克勞斯處理單元包括一級克勞斯處理裝置和二級克勞斯處理裝置，所述一級克勞斯處理裝置包括一級克勞斯反應(yīng)器(7)和第二級硫磺冷凝器(8)，所述一級克勞斯反應(yīng)器(7)使剩余的SO2和H2S發(fā)生克勞斯反應(yīng)以生成硫，來自所述富酸性氣熱反應(yīng)處理單元的所述廢熱換熱器(3)的再熱旁路氣(5)用于為所述一級克勞斯反應(yīng)器(7)提供熱量，所述第二級硫磺冷凝器(8)用于冷凝所述一級克勞斯反應(yīng)器(7)產(chǎn)生的硫。
4.如權(quán)利要求3所述的酸性氣廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述二級克勞斯處理裝置包括克勞斯再熱器(11 )、二級克勞斯反應(yīng)器(12)和第三級硫磺冷凝器(13)，所述二級克勞斯反應(yīng)器(12)使經(jīng)過所述一級克勞斯處理裝置之后剩余的SO2和H2S之間繼續(xù)發(fā)生克勞斯反應(yīng)以生成硫，所述克勞斯再熱器(11)用于為所述二級克勞斯反應(yīng)器(12)提供熱量，所述第三級硫磺冷凝器(13)用于冷凝所述二級克勞斯反應(yīng)器(12)產(chǎn)生的硫。
5.如權(quán)利要求4所述的酸性氣廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元包括焚燒爐(16)、焚燒爐廢熱換熱器(17)和排煙裝置(20)，所述焚燒爐(16)用于焚燒所述克勞斯尾氣(14)、所述貧酸性氣(B)和所述液硫脫氣尾氣(47)，所述焚燒爐廢熱換熱器(17)用以將焚燒后產(chǎn)生的S02、C02和H2O進行換熱降溫，所述排煙裝置(20)用于排出廢氣。
6.如權(quán)利要求5所述的酸性氣廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述焚燒尾氣催化氧化制酸單元包括第一級轉(zhuǎn)化器(19)和第一級冷凝器(23)，所述第一級轉(zhuǎn)化器(19)將所述焚燒爐(16)產(chǎn)生的焚燒廢氣(18)中的SO2轉(zhuǎn)化成SO3，進而與水結(jié)合成為硫酸并通過所述第一級冷凝器(23 )冷凝；所述二級轉(zhuǎn)化制酸單元包括第二級轉(zhuǎn)化器(29 )和第二級冷凝器(33 )，所述第二級轉(zhuǎn)化器(29)能夠進一步將來自所述第一級冷凝器(23)的SO2轉(zhuǎn)化成SO3，進而與水結(jié)合為硫酸并通過所述第二級冷凝器(33)冷凝。
7.如權(quán)利要求6所述的酸性氣廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二級轉(zhuǎn)化器(29)還包括第二級轉(zhuǎn)化器加熱器(30)，所述焚燒爐廢熱換熱器(17)將熱量傳遞至所述第二級轉(zhuǎn)化器加熱器(30)。
8.如權(quán)利要求7所述的酸性氣廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述尾氣再熱單元包括尾氣風機(39 )和尾氣再熱器(48 )，所述尾氣風機(39 )用于輸送尾氣，所述尾氣再熱器(48 )用于將尾氣加熱。
9.一種酸性氣廢氣處理方法，其特征在于，包括 SI :將富酸性氣(A)通入富酸性氣熱反應(yīng)處理單元和克勞斯處理單元進行脫硫處理； S2:將貧酸性氣(B)、步驟SI中脫硫處理產(chǎn)生的克勞斯尾氣(14)以及脫硫處理后產(chǎn)生的液硫脫氣尾氣(47)通入克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元進行焚燒； 53:將步驟S2中產(chǎn)生的焚燒廢氣(18)通入焚燒尾氣催化氧化制酸單元，將SO2轉(zhuǎn)化成SO3，并與水結(jié)合冷減為硫酸； 54:將步驟S3產(chǎn)生的廢氣通入二級轉(zhuǎn)化制酸單元，進一步將SO2轉(zhuǎn)化成SO3,并與水結(jié)合冷凝為硫酸；以及 55:將步驟S4中產(chǎn)生的廢氣通入尾氣再熱單元進行加熱。
10.如權(quán)利要求9所述的酸性氣廢氣處理方法，其特征在于，步驟SI中將所述富酸性氣(A)通入所述克勞斯處理單元是將所述富酸性氣(A)依次通入一級克勞斯處理裝置和二級克勞斯處理裝置進行脫硫處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種酸性氣廢氣處理系統(tǒng)及處理方法，所述酸性氣廢氣處理系統(tǒng)包括富酸性氣熱反應(yīng)處理單元、克勞斯處理單元、克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元、焚燒尾氣催化氧化制酸單元、二級轉(zhuǎn)化制酸單元以及尾氣再熱單元。根據(jù)本發(fā)明的廢氣處理系統(tǒng)，整套酸性氣處理系統(tǒng)的硫回收率可以達到99.99%以上，排放到大氣的尾氣中SO2濃度<100mg/m3，該轉(zhuǎn)化率及排放濃度可以滿足本行業(yè)最高排放限制標準，且系統(tǒng)中沒有廢液排放。
文檔編號C01B17/80GK102910593SQ20121042548
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者胡驚雷 申請人:美景(北京)環(huán)?？萍加邢薰?br>