一種克勞斯加hov尾氣處理的硫磺回收工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，其是一種低能耗、高尾氣凈化率的硫磺回收工藝：包括二級(jí)克勞斯反應(yīng)、中溫?fù)胶?，克勞斯尾氣加氫還原-空氣直接氧化。硫回收率達(dá)99.7％以上，氧化尾氣經(jīng)濕法洗滌凈化后排大氣，尾氣中SO2濃度低于50mg/Nm3-dry，洗滌部分外排污水達(dá)到直排標(biāo)準(zhǔn)，裝置能耗為負(fù)值，約-100kgEO/t硫～-300kgEO/t硫。
【專利說(shuō)明】—種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種兩級(jí)克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，用于硫磺回收裝置設(shè)計(jì)，屬于硫磺回收及廢氣凈化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】 [0002]傳統(tǒng)的克勞斯工藝主要包括制硫反應(yīng)爐、廢熱鍋爐、兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器及冷凝冷卻器、捕集器等設(shè)備組成，一般兩級(jí)克勞斯反應(yīng)總硫轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到94~96%。為達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)克勞斯尾氣進(jìn)行進(jìn)一步的凈化處理。目前采用的主流工藝為尾氣加氫還原工藝，總硫回收率可以達(dá)到99.5%~99.8%。該工藝是采用氫氣將克勞斯尾氣中的非H2S的含硫化合物如S02/C0S/S等全部加氫為H2S，然后通過(guò)甲基二乙醇胺(MDEA)將H2S吸收并通過(guò)加熱解吸后循環(huán)回到硫磺回收裝置。從吸收塔頂部排出的尾氣僅含有少量的硫化物，通過(guò)焚燒爐高溫焚燒后排入大氣。
[0003]按照現(xiàn)行的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，硫磺回收裝置尾氣中SO2的排放濃度小于960mg/m3，而即將實(shí)施的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見(jiàn)稿)規(guī)定:硫磺回收裝置尾氣中SO2的排放濃度小于400mg/m3，特別限制區(qū)尾氣排放濃度小于300mg/m3，這是尾氣加氫還原工藝難以達(dá)到的，另外該工藝需要加氫、胺吸收、富胺液解吸、尾氣焚燒等操作過(guò)程，消耗H2、MDEA胺液、蒸汽以及燃料氣，操作費(fèi)用高，能耗高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種低能耗，高尾氣凈化率，能夠長(zhǎng)周期穩(wěn)定操作運(yùn)行的硫磺回收工藝。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，步驟為:
[0006]第一步、按照常規(guī)克勞斯工藝流程對(duì)原料酸性廢氣進(jìn)行處理，反應(yīng)生成的尾氣進(jìn)入第二步的加氫-直接氧化部分處理，其特征在于:
[0007]第二步、加氫-直接氧化部分:經(jīng)過(guò)克勞斯工藝流程生成的尾氣被加熱后送至加氫反應(yīng)器，在加氫反應(yīng)器內(nèi)送入氫氣，根據(jù)S02+3H2 = H2S+2H20,尾氣中的SO2被還原為H2S,從加氫反應(yīng)器出來(lái)的過(guò)程氣經(jīng)冷卻后進(jìn)入直接氧化反應(yīng)器，在直接氧化反應(yīng)器內(nèi)同步通入空氣，通過(guò)H2S+l/202 = S+H20反應(yīng)，95%以上H2S生成單質(zhì)硫，其余H2S通過(guò)H2S+3/202 =S02+H20反應(yīng)生成SO2,從直接氧化反應(yīng)器出來(lái)的含有微量H2S和SO2的過(guò)程氣經(jīng)過(guò)冷卻后進(jìn)入第三步的濕法洗滌部分；
[0008]第三步、濕法洗滌部分:含有微量H2S和SO2的過(guò)程氣進(jìn)入文丘里混合器后與同步通入的自洗滌塔泵出的循環(huán)堿液充分混合，將過(guò)程氣中的H2S和SO2吸收到液相中，過(guò)程氣出文丘里混合器后進(jìn)入洗滌塔，經(jīng)洗滌塔內(nèi)填料分液凈化后，生成的凈化尾氣直排大氣，洗滌塔同時(shí)收集吸收了 H2S和SO2的堿液作為循環(huán)堿液，大部分循環(huán)堿液泵回文丘里混合器，剩余部分循環(huán)回位于洗滌塔底部的噴射曝氣器，與風(fēng)機(jī)來(lái)的空氣混合，以降低循環(huán)堿液的COD。
[0009]優(yōu)選地，在所述第一步的克勞斯工藝流程中采用中溫?fù)胶瞎に?，具體為:
[0010]原料酸性廢氣經(jīng)過(guò)制硫燃燒爐及廢熱鍋爐后，由廢熱鍋爐出口蘆生釣800°C的過(guò)程氣中的大部分進(jìn)入一級(jí)冷凝冷卻器被冷卻到160°C，在制硫燃燒爐中生成的單質(zhì)硫被冷凝冷卻后與過(guò)程氣分離，分離單質(zhì)硫后的過(guò)程氣送入兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器，同時(shí)，廢熱鍋爐出口產(chǎn)生的約800°C過(guò)程氣中的剩余部分從廢熱鍋爐的出口分為兩股，經(jīng)摻合閥加熱兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器入口的氣體，達(dá)到兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器要求的入口溫度，過(guò)程氣通過(guò)兩級(jí)克勞斯反應(yīng)、三級(jí)冷凝冷卻器后分離出單質(zhì)硫。
[0011]優(yōu)選地，在所述第二步中，經(jīng)過(guò)克勞斯工藝流程生成的尾氣被加熱至200°C~240 °C后送至加氫反應(yīng)器。
[0012]優(yōu)選地，在所述第二步中，從加氫反應(yīng)器出來(lái)的過(guò)程氣經(jīng)冷卻至150°C~180°C后進(jìn)入直接氧化反應(yīng)器。
[0013]與傳統(tǒng)的其它硫磺回收技術(shù)相比，本發(fā)明提供的兩級(jí)克勞斯+HOV尾氣處理的硫磺回收工藝具有如下創(chuàng)新點(diǎn):
[0014]I)克勞斯部分采用中溫?fù)胶瞎に?，保證摻合閥的工作壽命； [0015]2)HOV(Tail Gas Hydrogenation+Direct Oxidation+High Energy VenturiScrubbing,尾氣加氫-直接氧化-濕法洗滌)尾氣處理部分采用尾氣先加氫，然后直接氧化，累計(jì)硫收率達(dá)到99.7%以上；該技術(shù)成熟簡(jiǎn)單，低能耗，保證長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行；工藝過(guò)程無(wú)胺液循環(huán)、無(wú)含硫污水排放、無(wú)尾氣焚燒等。
[0016]3)HOV尾氣處理部分的尾氣最終采用濕法洗滌技術(shù)，將尾氣中的污染物控制在如下指標(biāo):S02 < 50mg/Nm3-dry ；H2S+C0S < 5mg/Nm3-dry,符合國(guó)內(nèi)外最嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)；濕法洗滌部分流程簡(jiǎn)單，洗滌塔內(nèi)集SO2吸收、分液、亞硫酸鹽氧化于一體，含鹽污水COD等指標(biāo)符合直排標(biāo)準(zhǔn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為兩級(jí)克勞斯部分工藝流程圖；
[0018]圖2為尾氣加氫-直接氧化部分工藝流程圖；
[0019]圖3為尾氣濕法洗滌部分工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0021]本發(fā)明提供了一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，其步驟為:
[0022]第一步、兩級(jí)克勞斯部分:結(jié)合圖1，與常規(guī)的克勞斯工藝類似，含有H2S的含氨酸性廢氣、化學(xué)計(jì)量的空氣或富氧空氣及清潔酸性氣體分別經(jīng)過(guò)含氨酸性廢氣加熱器、空氣加熱器及清潔酸性氣體加熱后再混合后進(jìn)入制硫燃燒爐4進(jìn)行燃燒。在制硫燃燒爐4內(nèi)，含有H2S的含氨酸性廢氣中的氨、烴類等被完全分解，約30%的H2S轉(zhuǎn)化為S02，生成的SO2繼續(xù)與其余的H2S通過(guò)高溫克勞斯反應(yīng)生成單質(zhì)硫，制硫燃燒爐4產(chǎn)生的含有單質(zhì)硫、H2S、SO2等組分的過(guò)程氣進(jìn)入廢熱鍋爐5后冷卻到約800°C，廢熱鍋爐5同時(shí)產(chǎn)生4.0Mpa蒸汽，大部分過(guò)程氣從廢熱鍋爐5出口進(jìn)入一級(jí)冷凝冷卻器6被冷卻到160°C，另外一部分過(guò)程氣從廢熱鍋爐5出口分為兩股，經(jīng)摻合閥加熱兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器7入口氣體。在制硫燃燒爐4中生成的單質(zhì)硫被冷凝冷卻后與過(guò)程氣分尚進(jìn)入經(jīng)由硫封-- 8后進(jìn)入液硫儲(chǔ)--。單質(zhì)硫被分離后的過(guò)程氣經(jīng)過(guò)兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器7及二級(jí)冷凝冷卻器9，通過(guò)克勞斯反應(yīng)，生成單質(zhì)硫，二級(jí)冷凝冷卻器9出來(lái)的過(guò)程氣再進(jìn)入三級(jí)冷凝冷卻器10，三級(jí)冷凝冷卻器10出來(lái)的尾氣進(jìn)入第二步的加氫-直接氧化部分處理。
[0023]第二步、加氫-直接氧化部分處理:結(jié)合圖2，從三級(jí)冷凝冷卻器10頂部出來(lái)的尾氣先經(jīng)過(guò)尾氣氣-氣換熱器11再由電加熱器12被加熱到220°C左右，進(jìn)入加氫反應(yīng)器13，在加氫反應(yīng)器13內(nèi)同步通入氫氣，根據(jù)下述反應(yīng)S02+3H2 = H2S+2H20，尾氣中SO2被還原為H2S。從加氫反應(yīng)器13出來(lái)的過(guò)程氣經(jīng)第四冷卻器14，冷卻到150~180°C后進(jìn)入直接氧化反應(yīng)器15，在直接氧化反應(yīng)器15內(nèi)同步通入空氣，通過(guò)H2S+l/202 = S+H20反應(yīng)，95%以上H2S生成單質(zhì)硫，其余少量H2S通過(guò)H2S+3/202 = S02+H20反應(yīng)生成SO2。從直接氧化反應(yīng)器15出來(lái)的過(guò)程氣進(jìn)入第五冷凝冷卻器16后進(jìn)入加氫尾氣分液罐17，生成的單質(zhì)硫與過(guò)程氣分離后進(jìn)入液硫儲(chǔ)罐，過(guò)程氣出加氫尾氣分液罐17后進(jìn)入第三步的濕法洗滌部分。
[0024]第三步、濕法洗滌部分:結(jié)合圖3，從加氫尾氣分液罐17出來(lái)的過(guò)程氣僅含有微量的H2S和SO2，進(jìn)入濕法洗滌部分。過(guò)程氣經(jīng)由緩沖罐18后通過(guò)高能文丘里管19與自洗滌塔20泵入的循環(huán)堿液充分混合，將過(guò)程氣中的H2S和SO2吸收到液相中，同時(shí)發(fā)生S02+2Na0H=Na2S03+H20、2HS-+S0廣+4H+ = 3H20+3S等反應(yīng)。H2S和SO2吸收后的過(guò)程氣再經(jīng)洗滌塔20填料分液凈化后，直排大氣，排入大氣的氣體中SO2的排放濃度小于50mg/m3。高能文丘里管19中吸收H2S和SO2后的堿液自流回洗滌塔20底部作為循環(huán)堿液重復(fù)利用。大部分循環(huán)堿液經(jīng)循環(huán)泵21返回高 能文丘里管19，剩余部分循環(huán)堿液循環(huán)回洗滌塔20塔底噴射曝氣器，與風(fēng)機(jī)來(lái)的空氣混合，發(fā)生Na2S03+l/202 = Na2SO4反應(yīng)，降低循環(huán)堿液的C0D，使經(jīng)由過(guò)濾器22外排含鹽水符合直排標(biāo)準(zhǔn)。洗滌塔20適時(shí)補(bǔ)充堿液及新鮮水。
【權(quán)利要求】
1.一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，步驟為: 第一步、按照常規(guī)克勞斯工藝流程對(duì)含氨酸性廢氣進(jìn)行處理，反應(yīng)生成的尾氣進(jìn)入第二步的加氫-直接氧化部分處理，其特征在于: 第二步、加氫-直接氧化部分:經(jīng)過(guò)克勞斯工藝流程生成的尾氣被加熱后送至加氫反應(yīng)器，在加氫反應(yīng)器內(nèi)送入氫氣，根據(jù)S02+3H2 = H2S+2H20，尾氣中的SO2被還原為H2S,從加氫反應(yīng)器出來(lái)的過(guò)程氣經(jīng)冷卻后進(jìn)入直接氧化反應(yīng)器，在直接氧化反應(yīng)器內(nèi)同步通入空氣，通過(guò)H2S+l/202 = S+H20反應(yīng)，95%以上H2S生成單質(zhì)硫，其余H2S通過(guò)H2S+3/202 =S02+H20反應(yīng)生成SO2,從直接氧化反應(yīng)器出來(lái)的含有微量H2S和SO2的過(guò)程氣經(jīng)過(guò)冷卻后進(jìn)入第三步的濕法洗滌部分； 第三步、濕法洗滌部分:含有微量H2S和SO2的過(guò)程氣進(jìn)入文丘里混合器后與同步流入的自洗滌塔泵出的循環(huán)堿液充分混合，將過(guò)程氣中的H2S和SO2吸收到液相中，過(guò)程氣出文丘里混合器后進(jìn)入洗滌塔，經(jīng)洗滌塔內(nèi)填料分液凈化后，生成的凈化尾氣直排大氣，洗滌塔同時(shí)收集吸收了 H2S和SO2的堿液作為循環(huán)堿液，大部分循環(huán)堿液泵回文丘里混合器，剩余部分循環(huán)回位于洗滌塔底部的噴射曝氣器，與風(fēng)機(jī)來(lái)的空氣混合，以降低循環(huán)堿液的C0D。
2.如權(quán)利要求1所述的一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，其特征在于，在所述第一步的克勞斯工藝流程中采用中溫?fù)胶瞎に嚕唧w為: 原料酸性廢氣經(jīng)過(guò)制硫燃燒爐及廢熱鍋爐后，由廢熱鍋爐出口約800°C的過(guò)程氣中的大部分進(jìn)入一級(jí)冷凝冷卻器被冷卻到160°C，在制硫燃燒爐中生成的單質(zhì)硫被冷凝冷卻后與過(guò)程氣分離，分離單質(zhì)硫后的過(guò)程氣送入兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器，同時(shí)，廢熱鍋爐出口產(chǎn)生的約800°C過(guò)程氣中的剩余部分從廢熱鍋爐的出口分為兩股，經(jīng)摻合閥加熱兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器入口的氣體，達(dá)到兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器要求的入口溫度，過(guò)程氣通過(guò)兩級(jí)克勞斯反應(yīng)、三級(jí)冷凝冷卻器后分離出單質(zhì)硫。
3.如權(quán)利要求1所述的一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，其特征在于，在所述第二步中，經(jīng)過(guò)克勞斯工藝流程生成的尾氣被加熱至200°C~240°C后送至加氫反應(yīng)器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，其特征在于，在所述第二步中，從加氫反應(yīng)器出來(lái)的過(guò)程氣經(jīng)冷卻至150°C~180°C后進(jìn)入直接氧化反應(yīng)器。
【文檔編號(hào)】B01D53/75GK103950900SQ201410186024
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】田曉良 申請(qǐng)人:田曉良