液硫脫氣工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液硫脫氣工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 硫磺裝置作為天然氣凈化廠、煉化企業(yè)及煤化工企業(yè)的末端裝置，制約著其它上 游裝置的正常運(yùn)行，目前已成為該類企業(yè)的標(biāo)配裝置。硫磺回收裝置一般采用兩級克勞斯 +吸收還原工藝組合的方式回收硫磺，而對于地方煉廠或規(guī)模較小的硫磺裝置較多使用三 級、四級克勞斯工藝回收硫磺。隨著國內(nèi)二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，在"十二五"期間， 國內(nèi)硫磺裝置S02排放濃度限值將由960mg/m3下調(diào)為400mg/m3,特別排放值為200mg/m3,山 東省將出臺硫磺裝置S02排放濃度不大于300mg/m3的規(guī)定，這對硫磺裝置特別對于三級或 四級克勞斯工藝的硫磺回收裝置是較大考驗(yàn)。液硫脫出廢氣作為影響硫磺裝置煙氣30 2排 放濃度的主要因素之一，國內(nèi)外大多將該廢氣送至焚燒爐焚燒，增加硫磺回收裝置煙氣S02 排放濃度100~300mg/m3。
[0003] 液硫中的硫化物以H2S和H2SX形式存在，隨著溫度的升高，總H2S溶解度和H2SX溶 解度增加，H2S溶解度減小，一級冷凝器液硫中H2SX含量為500~700ppm，二級冷凝器液硫 中H2SX含量為180~280ppm，三級冷凝器液硫中H2SX含量為70~llOppm。如果不對液硫 中硫化物進(jìn)彳丁脫除，在液硫運(yùn)輸過程中，各易在液硫槽車內(nèi)發(fā)生H2S積聚，存在爆炸危險(xiǎn)；未 脫除H2S的液硫送至硫磺成型機(jī)成型，在輸送和成型過程中會釋放出H2S氣體，存在人員中 毒的安全隱患，同時(shí)對環(huán)境造成較大的影響。液硫脫氣的基本原理是釋放溶解的H2s氣體， 并讓多硫化物快速分解為H2S，用吹掃氣體把液硫中的H2S吹走。液硫脫氣的吹掃氣通常為 空氣、蒸汽、Claus尾氣和氮?dú)?，蒸汽容易?dǎo)致管線和設(shè)備腐蝕；Claus尾氣所含H2S會使液 硫游離H2S趨近平衡，不利于液硫中H2S的脫除；氮?dú)馔ǔ：趿枯^低，不利于含硫化合物的 氧化。因此，通常使用空氣作為液硫脫氣的吹掃氣。
[0004] 液硫脫氣的主要方法有鼓泡脫氣和循環(huán)脫氣，鼓泡脫氣是采用鼓泡的形式將液硫 中廢氣脫出后引入焚燒爐焚燒，循環(huán)脫氣則采用向液硫池中注入催化劑，促使多硫化物分 解，經(jīng)脫氣泵的循環(huán)、噴灑使H2S逸出，經(jīng)蒸汽抽射器抽射至尾氣焚燒爐焚燒，兩種方法均將 液硫脫出廢氣直接引至尾氣焚燒爐處理，二氧化硫排放濃度較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種液硫脫氣工藝，其投資少、實(shí)施性強(qiáng)、操作費(fèi)用低，有效 降低硫磺回收裝置S02排放濃度，提高硫磺回收轉(zhuǎn)化率。
[0006] 本發(fā)明所述的液硫脫氣工藝是以空氣作為氣源對液硫池中液硫進(jìn)行鼓泡脫氣，液 硫脫出廢氣進(jìn)入以下之一的冷凝器，進(jìn)一步冷凝回收硫蒸汽；回收硫蒸汽后的過程氣引入 尾氣焚燒爐焚燒后排放；
[0007] 1)當(dāng)所述冷凝器級數(shù)為四級時(shí)，液硫脫出廢氣進(jìn)入四級冷凝器；
[0008] 2)當(dāng)所述冷凝器級數(shù)為五級時(shí)，液硫脫出廢氣進(jìn)入五級冷凝器；
[0009] 3)當(dāng)所述冷凝器級數(shù)為五級時(shí)，液硫脫出廢氣同時(shí)進(jìn)入四級冷凝器和五級冷凝 器。
[0010] 本發(fā)明主要適用于三級或四級克勞斯工藝的硫磺回收裝置。
[0011] 其中，優(yōu)選的技術(shù)方案如下：
[0012] 本發(fā)明以空氣作為氣源對液硫池中液硫進(jìn)行鼓泡脫氣，不僅可氧化液硫脫出廢氣 中的H2S，而且有利于液硫池中多硫化物的分解，在大氣壓下，空氣氣源的氣量與液硫的質(zhì) 量比為0. 02~0. 1: 1，優(yōu)選0. 04~0. 06:1。脫氣時(shí)，以空氣作氣源，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)對液硫池中 液硫鼓泡脫氣，液硫脫出的廢氣以蒸汽為動力，經(jīng)蒸汽抽射器抽射至冷凝器。本發(fā)明要求末 級硫冷凝器的溫度控制在127~135°C，進(jìn)一步冷凝回收硫蒸汽，確保最大限度的冷卻硫蒸 汽。
[0013] 所述的液硫脫氣工藝，分為三種情況：
[0014] (1)當(dāng)冷凝器級數(shù)為四級時(shí)，液硫脫出廢氣與帶有元素硫的三級反應(yīng)器尾氣混合 后進(jìn)入四級冷凝器回收硫蒸汽。四級冷凝器為末級硫冷凝器。
[0015] 本發(fā)明用于降低硫磺回收裝置的S02排放濃度時(shí)，步驟如下：
[0016] ①含H2S的酸性氣與空氣混合后在反應(yīng)爐中部分燃燒，H2S與S02發(fā)生Claus反應(yīng) 生成帶有元素硫的反應(yīng)爐尾氣；其中的元素硫經(jīng)一級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得到液體硫 磺；
[0017] ②回收元素硫后的反應(yīng)爐尾氣進(jìn)入一級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催化轉(zhuǎn) 化后生成帶有元素硫的一級反應(yīng)器尾氣，其中的元素硫經(jīng)二級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得 到液體硫磺；
[0018] ③回收元素硫后的一級反應(yīng)器尾氣進(jìn)入二級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催 化轉(zhuǎn)化后生成帶有元素硫的二級反應(yīng)器尾氣，其中的元素硫經(jīng)三級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫 池得到液體硫磺；
[0019] ④回收元素硫后的二級反應(yīng)器尾氣進(jìn)入三級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催 化轉(zhuǎn)化后生成帶有元素硫的三級反應(yīng)器尾氣；
[0020] ⑤帶有元素硫的三級反應(yīng)器尾氣與液硫脫出廢氣混合后進(jìn)入四級冷凝器，其中的 元素硫經(jīng)四級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得到液體硫磺；
[0021] ⑥回收元素硫后的過程氣進(jìn)入焚燒爐焚燒后經(jīng)煙囪排放。
[0022] (2)所述冷凝器級數(shù)為五級時(shí)，液硫脫出廢氣與帶有元素硫的四級反應(yīng)器尾氣混 合后進(jìn)入五級冷凝器回收硫蒸汽。五級冷凝器為末級硫冷凝器。
[0023] 本發(fā)明用于降低硫磺回收裝置的S02排放濃度時(shí)，步驟如下：
[0024] ①含H2S的酸性氣與空氣混合后在反應(yīng)爐中部分燃燒，H2S與S02發(fā)生Claus反應(yīng) 生成帶有元素硫的反應(yīng)爐尾氣；其中的元素硫經(jīng)一級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得到液體硫 磺；
[0025] ②回收元素硫后的反應(yīng)爐尾氣進(jìn)入一級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催化轉(zhuǎn) 化后生成帶有元素硫的一級反應(yīng)器尾氣，其中的元素硫經(jīng)二級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得 到液體硫磺；
[0026] ③回收元素硫后的一級反應(yīng)器尾氣進(jìn)入二級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催 化轉(zhuǎn)化后生成帶有元素硫的二級反應(yīng)器尾氣，其中的元素硫經(jīng)三級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫 池得到液體硫磺；
[0027] ④回收元素硫后的二級反應(yīng)器尾氣進(jìn)入三級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催 化轉(zhuǎn)化后生成帶有元素硫的三級反應(yīng)器尾氣，其中的元素硫經(jīng)四級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫 池得到液體硫磺；
[0028] ⑤回收元素硫后的三級反應(yīng)器尾氣進(jìn)入四級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催 化轉(zhuǎn)化后生成帶有元素硫的四級反應(yīng)器尾氣；
[0029] ⑥帶有元素硫的四級反應(yīng)器尾氣與液硫脫出廢氣混合后進(jìn)入五級冷凝器，其中的 元素硫經(jīng)五級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得到液體硫磺；
[0030] ⑦回收元素硫后的過程氣進(jìn)入焚燒爐焚燒后經(jīng)煙囪排放。
[0031] (3)所述冷凝器級數(shù)為五級，液硫脫出廢氣同時(shí)進(jìn)入四級冷凝器和五級冷凝器；
[0032] 液硫脫出廢氣與帶有元素硫的三級反應(yīng)器尾氣混合后進(jìn)入四級冷凝器回收硫蒸 汽；
[0033] 液硫脫出廢氣與帶有元素硫的四級反應(yīng)器尾氣混合后進(jìn)入五級冷凝器回收硫蒸 汽。
[0034] 五級冷凝器為末級硫冷凝器。
[0035] 本發(fā)明用于降低硫磺回收裝置的S02排放濃度時(shí)，步驟如下：
[0036] ①含H2S的酸性氣與空氣混合后在反應(yīng)爐中部分燃燒，H2S與S02發(fā)生Claus反應(yīng) 生成帶有元素硫的反應(yīng)爐尾氣；其中的元素硫經(jīng)一級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得到液體硫 磺；
[0037] ②回收元素硫后的反應(yīng)爐尾氣進(jìn)入一級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催化轉(zhuǎn) 化后生成帶有元素硫的一級反應(yīng)器尾氣，其中的元素硫經(jīng)二級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得 到液體硫磺；
[0038] ③回收元素硫后的一級反應(yīng)器尾氣進(jìn)入二級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催 化轉(zhuǎn)化后生成帶有元素硫的二級反應(yīng)器尾氣，其中的元素硫經(jīng)三級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫 池得到液體硫磺；
[0039] ④回收元素硫后的二級反應(yīng)器尾氣進(jìn)入三級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催 化轉(zhuǎn)化后生成帶有元素硫的三級反應(yīng)器尾氣；
[0040] ⑤帶有元素硫的三級反應(yīng)器尾氣與液硫脫出廢氣混合后進(jìn)入四級冷凝器，其中的 元素硫經(jīng)四級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得到液體硫磺；
[0041] ⑥回收元素硫后的三級反應(yīng)器尾氣進(jìn)入四級反應(yīng)器，在催化劑作用下經(jīng)Claus催 化轉(zhuǎn)化后生成帶有元素硫的四級反應(yīng)器尾氣；
[0042] ⑦帶有元素硫的四級反應(yīng)器尾氣與液硫脫出廢氣混合后進(jìn)入五級冷凝器，其中的 元素硫經(jīng)五級冷凝器冷卻后進(jìn)入液硫池得到液體硫磺；
[0043] ⑧回收元素硫后的過程氣進(jìn)入焚燒爐焚燒后經(jīng)煙囪排放。
[0044] 由以上可知，本發(fā)明還同時(shí)提供了一種投資低、實(shí)施性強(qiáng)、操作費(fèi)用少的降低硫磺 回收裝置S02排放濃度的方法。
[0045] 本發(fā)明：
[0046] 操作過程中，調(diào)整風(fēng)氣比，使酸性氣與空氣在反應(yīng)爐內(nèi)發(fā)生部分燃燒，控制燃燒溫 度900~1400°〇，爐內(nèi)約65%(￥)的氏3發(fā)生(：1 &118反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫，剩余的氏3有1/3轉(zhuǎn)化 為S02。