利用鍋爐煙氣氨法脫硫處理硫回收尾氣的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用鍋爐煙氣氨法脫硫處理硫回收尾氣的方法，所述方法包括以下步驟：（1）將硫回收尾氣進(jìn)行焚燒，其中，硫回收尾氣中的硫化物轉(zhuǎn)化為二氧化硫；（2）使焚燒后的硫回收尾氣與鍋爐煙氣匯合形成匯合煙氣，匯合煙氣進(jìn)入吸收塔，在吸收塔中，匯合煙氣經(jīng)吸收液逆流吸收后排放；其中，所述吸收液為含有銨鹽的水溶液，所述銨鹽為硫酸銨與亞硫酸銨的混合物。本發(fā)明方法不僅能夠更好的保證硫回收率，尾氣排放達(dá)到環(huán)保要求，同時(shí)降低了投資和操作難度，減少了占地面積，提高了能量綜合利用效率，還可以起到以廢治廢的良好效果。
【專利說(shuō)明】利用鍋爐煙氣氨法脫硫處理硫回收尾氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硫回收【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種利用鍋爐煙氣氨法脫硫處理硫回收尾氣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，煤化工和石油加工得到了高速發(fā)展。與此同時(shí)，含硫煤、原油加工量以及含硫天然氣的處理量也隨之相應(yīng)地增加。經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)與環(huán)保的嚴(yán)格控制使得相關(guān)的氣體脫硫與硫磺回收技術(shù)日益重要。硫在煤化工和油加工過(guò)程中也存在極大的危害，如不及時(shí)將其脫除，將嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，影響裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。同時(shí)，硫的存在也嚴(yán)重地影響到產(chǎn)品質(zhì)量。
[0003]自20世紀(jì)30年代硫回收Claus (克勞斯)工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來(lái)，經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展改進(jìn)，該工藝已經(jīng)很成熟、很完善，但由于Claus反應(yīng)為可逆反應(yīng)，受到化學(xué)平衡的制約，即使采用三級(jí)甚至四級(jí)轉(zhuǎn)化，總硫回收率最高也只能達(dá)到98%左右，尾氣指標(biāo)達(dá)不到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0004]我國(guó)目前的大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)“GB16297—1996”規(guī)定了 SO2的最高允許排放濃度:新污染源≤960mg/m3，現(xiàn)有污染源≤1200mg/m3。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硫化物排放量也作了規(guī)定，這就要求硫回收率高于99.5%才能達(dá)到此規(guī)定要求。為此，尾氣處理工藝的開(kāi)發(fā)和實(shí)施勢(shì)在必行，并日趨重要。
[0005]自20世紀(jì)60年代尾氣處理工藝問(wèn)世以來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的工藝有數(shù)十種，按化學(xué)原理可分為四大類:尾氣還原吸收工藝、低溫Claus工藝和直接氧化工藝。
[0006]第一類尾氣還原吸收工藝，是通過(guò)加氫反應(yīng)將尾氣中的S02、Sx還原為H2S,然后米用胺貧液吸收，吸收后的富液經(jīng)再生釋放出含H2S的酸性氣，酸性氣則返回克勞斯(Claus)部分循環(huán)處理。該工藝的硫回收率達(dá)可到99.8%以上，排放指標(biāo)能夠符合GB16297-1996環(huán)保規(guī)定，但該工藝投資高、操作費(fèi)用高。
[0007]第二類低溫Claus工藝，亦稱亞露點(diǎn)工藝，是指在低于硫露點(diǎn)的條件下將尾氣中的H2S和SO2繼續(xù)進(jìn)行Claus反應(yīng)生成元素硫。該工藝的總硫回收率在99.5%以下，排放指標(biāo)不符合GB16297-1996環(huán)保規(guī)定。
[0008]第三類直接氧化工藝，是將尾氣中的H2S直接選擇氧化成硫磺。該工藝的總硫回收率也在99.5%以下，排放指標(biāo)不符合GB16297-1996環(huán)保規(guī)定。
[0009]目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的尾氣處理工藝主要有SCOT工藝、RAR工藝和SSR工藝。
[0010]1)SC0T工藝為荷蘭殼牌公司技術(shù)，自1973年投入工業(yè)化應(yīng)用以來(lái)，迄今為止已有近200套SCOT工藝裝置投產(chǎn)，居所有尾氣處理工藝裝置之首。該工藝成熟、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、操作彈性大、抗干擾能力強(qiáng)，總硫回收率達(dá)到99.8%，排放指標(biāo)能滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。但該工藝裝置投資高，尤其是加氫反應(yīng)器所需熱源由在線加熱爐提供，氫源需外供，造成操作復(fù)雜和操作費(fèi)用增加,并且占地面積較大。
[0011]2)RAR工藝是由意大利國(guó)際動(dòng)力學(xué)技術(shù)公司(KTI)開(kāi)發(fā)，我國(guó)于20世紀(jì)90年代引進(jìn)該工藝，茂名石化和天津石化等采用此技術(shù)。該工藝與同屬于尾氣加氫還原吸收類工藝的SCOT工藝相比，主要區(qū)別是:無(wú)在線加熱爐，加氫反應(yīng)器所需熱源由反應(yīng)器進(jìn)出口物流換熱或其他外部熱源(蒸汽、電等)提供。由于無(wú)在線加熱爐使得過(guò)程氣總量較SCOT工藝減少10%，從而具有設(shè)備規(guī)模小，尾氣排放量相對(duì)較少的特點(diǎn)?？偭蚧厥章释瑯涌蛇_(dá)到99.8%以上，排放指標(biāo)能夠滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。但該工藝流程復(fù)雜，裝置投資高，造成操作復(fù)雜和操作費(fèi)用增加，并且占地面積較大。
[0012]3)SSR工藝為山東三維工程有限公司所開(kāi)發(fā)技術(shù)，最近幾年市場(chǎng)占有率逐年提高，特別是在煤化工領(lǐng)域占60%左右。SSR工藝同樣屬于尾氣加氫還原吸收類工藝，工藝總硫回收率可達(dá)到99.8%以上。SSR工藝的特點(diǎn)是利用裝置自身熱源作為反應(yīng)器和加氫反應(yīng)器熱源，用外供氫作氫源，利用高溫?fù)胶祥y和換熱器而取消了傳統(tǒng)的在線加熱爐。SSR工藝同樣具有設(shè)備規(guī)模小，尾氣排放量相對(duì)較少的特點(diǎn)。但該工藝流程復(fù)雜，裝置投資高，造成操作復(fù)雜和操作費(fèi)用增加，并且占地面積較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是提供一種利用鍋爐煙氣氨法脫硫處理硫回收尾氣的方法，該方法不僅能夠更好的保證硫回收率，尾氣排放達(dá)到環(huán)保要求，同時(shí)降低了投資和操作難度，減少了占地面積，提高了能量綜合利用效率，還可以起到以廢治廢的良好效果。
[0014]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0015]本發(fā)明提供了一種利用鍋爐煙氣氨法脫硫處理硫回收尾氣的方法，所述方法包括以下步驟:
[0016](I)將硫回收尾氣進(jìn)行焚燒，其中，硫回收尾氣中的硫化物轉(zhuǎn)化為二氧化硫；
[0017](2)使焚燒后的硫回收尾氣與鍋爐煙氣匯合形成匯合煙氣，匯合煙氣進(jìn)入吸收塔，在吸收塔中，匯合煙氣經(jīng)吸收液逆流吸收后排放；其中，所述吸收液為含有銨鹽的水溶液，所述銨鹽為硫酸銨與亞硫酸銨的混合物。
[0018]本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“硫回收尾氣”主要指克勞斯(Claus)反應(yīng)的過(guò)程氣(或尾氣)，例如，兩級(jí)克勞斯反應(yīng)的過(guò)程氣(或尾氣)。
[0019]硫回收尾氣中的硫化物主要包括H2S和SO2,同時(shí)還可含有COS (羰基硫)和CS2等，例如，來(lái)自遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司的過(guò)程氣的主要成分見(jiàn)表I。
[0020]表I克勞斯反應(yīng)的過(guò)程氣的成分及其含量
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種利用鍋爐煙氣氨法脫硫處理硫回收尾氣的方法，所述方法包括以下步驟: (1)將硫回收尾氣進(jìn)行焚燒，其中，硫回收尾氣中的硫化物轉(zhuǎn)化為二氧化硫； (2)使焚燒后的硫回收尾氣與鍋爐煙氣匯合形成匯合煙氣，匯合煙氣進(jìn)入吸收塔，在吸收塔中，匯合煙氣經(jīng)吸收液逆流吸收后排放；其中，所述吸收液為含有銨鹽的水溶液，所述銨鹽為硫酸銨與亞硫酸銨的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(I)還包括:采用廢熱鍋爐回收焚燒后的硫回收尾氣的熱量，使焚燒后的硫回收尾氣的溫度降至28(T320°C ； 優(yōu)選地，所述步驟(I)還包括:將焚燒后的硫回收尾氣通入鍋爐給水預(yù)熱器中與鍋爐給水換熱而進(jìn)一步回收熱量，使焚燒后的硫回收尾氣的溫度降至12(T16(TC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述步驟(2)還包括以下步驟: (a)使焚燒后的硫回收尾氣與鍋爐煙氣匯合形成匯合煙氣，匯合煙氣進(jìn)入吸收塔的濃縮段； (b)將吸收液加入吸收塔，在吸收塔的吸收段，吸收液對(duì)匯合煙氣進(jìn)行逆流吸收，得到凈煙氣，凈煙氣從吸收塔的頂部排出； (c)吸收液從吸收段的底部溢流至循環(huán)槽，向循環(huán)槽中送入氧化空氣對(duì)吸收液進(jìn)行強(qiáng)制氧化，循環(huán)槽中的吸收液通過(guò)一級(jí)循環(huán)泵加入吸收塔對(duì)匯合煙氣進(jìn)行逆流吸收； (d)使吸收塔底部的吸收液通過(guò)二級(jí)循環(huán)泵進(jìn)入吸收塔的濃縮段與匯合煙氣進(jìn)行傳質(zhì)和/或傳熱而得到濃縮，形成硫銨漿液，硫銨漿液通過(guò)硫銨排出泵引出，而匯合煙氣進(jìn)入吸收塔的吸收段進(jìn)行逆流吸收。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述步驟(b)還包括:所述凈煙氣經(jīng)除霧器除霧后，由吸收塔的頂部引入煙囪排放。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述步驟(d)還包括:將硫銨漿液經(jīng)硫銨排出泵引出后進(jìn)入旋流器和離心機(jī)進(jìn)行固液分離，分離得到的母液回流至循環(huán)槽，分離得到的硫銨物料進(jìn)入振動(dòng)流化床進(jìn)行干燥制得副產(chǎn)品硫銨； 優(yōu)選地，所述步驟(d)還包括:使溫度為13(Tl50°C的熱風(fēng)進(jìn)入振動(dòng)流化床對(duì)硫銨物料進(jìn)行干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟(2)還包括:從吸收塔的頂部加入水以保持系統(tǒng)的水平衡。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟(2)還包括:向循環(huán)槽中補(bǔ)入氨水； 優(yōu)選地，所述氨水的濃度為15?25重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述氨水為煤化工副產(chǎn)物廢氨水。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述吸收液中硫酸銨的濃度為22?26重量％，亞硫酸銨的濃度為3飛重量％。
【文檔編號(hào)】B01D53/48GK103521060SQ201210229836
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月4日
【發(fā)明者】楊瑞華, 肖春輝, 姜成旭, 李安學(xué), 劉永健, 閆立娜, 史書(shū)彬, 王季秋 申請(qǐng)人:遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司