一種用MgO做脫硫劑的Claus尾氣處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用氧化鎂做脫硫劑的Claus尾氣處理工藝，屬于硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]Claus工藝是煤化工中必不可少的單元之一，主要用于處理煤化工過程中產(chǎn)生的H2S氣體。Claus工藝的原理是將H2S與一定比例的空氣或氧氣混合燃燒，部分生成SO2，然后使SO2與未反應(yīng)的H 2S在Claus反應(yīng)器中在催化劑作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成單質(zhì)硫。由于Claus反應(yīng)受化學(xué)平衡的限制，以及初始階段加入空氣量無法精確控制，常規(guī)的Claus反應(yīng)硫回收率不超過97%，因此尾氣中仍含有部分未反應(yīng)的SOjP H2S,以及發(fā)生副反應(yīng)生成的少量COS和CS2，必須通過后續(xù)處理才可以排放。
[0003]目前使用的Claus尾氣處理技術(shù)主要有超級Claus工藝、超優(yōu)Claus工藝。還原吸收法工藝等。超級Claus工藝是在傳統(tǒng)的Claus工藝末端增加H2S選擇氧化反應(yīng)器，使H2S在催化劑作用下形成單質(zhì)硫而回收；超優(yōu)Claus工藝是在Claus工藝最后一級轉(zhuǎn)化器內(nèi)加入加氫還原催化劑，使SO2還原為H 2S或S ;還原吸收工藝將含硫化合物如S02、COS等經(jīng)過加氫水解生成H2S,通過吸收-解吸富集H2S進(jìn)入循環(huán)Claus轉(zhuǎn)化器。盡管這些工藝都可以降低排放，達(dá)到回收硫的效果，但工藝過程流程長、建設(shè)投資大、運行費用及能耗較高，在運用上有一定的局限性。
[0004]氧化鎂法是目前廣受關(guān)注的脫硫方法之一，其基本原理是將氧化鎂乳液加入吸收塔中使其與含SO2的廢氣逆流接觸，生成亞硫酸鎂及亞硫酸氫鎂，吸收液經(jīng)過氧化、提濃、過濾、干燥結(jié)晶等工序可以得到七水硫酸鎂晶體，后者可作為化工原料出售。
[0005]相比于現(xiàn)有的Claus尾氣脫硫工藝，氧化鎂法工藝有很大優(yōu)勢:1)我國氧化鎂資源豐富，且鎂礦礦石品位高，生產(chǎn)的氧化鎂品質(zhì)好，價格低，可以為鎂法脫硫工藝保證物美價廉的原料；2)鎂法脫硫副產(chǎn)物可用于制革、炸藥、肥料、造紙、瓷器、印染料、鉛酸蓄電池等工業(yè)及作為肥料和飼料使用，增加了脫硫工藝的經(jīng)濟(jì)效益；3)在保證脫硫效率的前提下，鎂法脫硫工藝相對催化法和還原吸收法，其工藝流程較短、建設(shè)投資小、運行成本低，運行過程能耗更小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種新的Claus尾氣處理方法，在保證脫硫效率的同時可以有效簡化工藝過程、節(jié)省建設(shè)投資、減少運行費用和能耗。
[0007]本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種用氧化鎂做脫硫劑的Claus尾氣處理工藝，屬于硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域，其特征是，包括如下步驟:
[0009]I)氧化鎂粉末通過輸送設(shè)備送至消解槽內(nèi)，加水溶解及加熱攪拌制成Mg (OH) 2乳液；
[0010]2)Claus硫磺回收裝置的尾氣經(jīng)過焚燒，將尾氣中全部非SO2硫化物氧化為SO2;
[0011]3)焚燒后的尾氣進(jìn)入逆流式噴淋塔內(nèi)，與Mg (OH) 2乳液逆向接觸，脫除SO 2后的尾氣經(jīng)吸收塔頂部排入大氣，凈化尾氣排放，SO# Mg (OH) 2反應(yīng)生成MgSO 3/Mg (HSO3) 2，通過控制脫硫液PH、脫硫液溫度、液氣比實現(xiàn)SO2的完全吸收，提濃步驟產(chǎn)生的水回收進(jìn)入吸收裝置內(nèi)，并通過控制尾氣出口溫度，實現(xiàn)吸收裝置內(nèi)的水平衡，無需額外補充新鮮水；
[0012]4)調(diào)節(jié)MgS03/Mg (HSO3) 2混合液pH至6?6.5，通入空氣繼續(xù)氧化生成MgSO 4，經(jīng)提濃、過濾、結(jié)晶析出粗晶粒的MgSO4.7H20o
[0013]主要反應(yīng)如下:
[0014]Mg0+H20 — Mg (OH) 2......................................(I)
[0015]H2S/Sx/C0S/CS2......+02— SO2............................(2)
[0016]S02+Mg (OH) 2— MgSO 3....................................(3)
[0017]MgS03+S02+H20 — Mg (HSO3) 2..............................(4)
[0018]MgS03/Mg (HSO3) 2+02— MgSO 4+H20.........................(5)
[0019]本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵點:
[0020]I)反應(yīng)過程中應(yīng)通過控制溶液的pH，盡可能多地獲得Mg (HSO3) 2，減少MgO的消耗量;
[0021]2)正確地控制反應(yīng)后的排煙溫度，實現(xiàn)系統(tǒng)中H2O的平衡，不需額外補充新鮮水；
[0022]3)控制空氣流量，保證MgS03/Mg (HSO3) 2完全氧化；
[0023]4)控制脫硫液濃度、冷卻速率、攪拌速率、結(jié)晶終止溫度等，保證結(jié)晶速率及MgSO4.7H20結(jié)晶符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0025]I)不受平衡吸收的限制，可以獲得理論上的100%硫吸收率；
[0026]2)作為脫硫劑的MgO在吸收后通過氧化、結(jié)晶工序合成MgSO4.7H20結(jié)晶，可作為農(nóng)業(yè)肥料或用于造紙、制革印染料等工業(yè)；
[0027]3)提濃步驟產(chǎn)生的水回收進(jìn)入吸收裝置內(nèi)，并通過控制尾氣出口溫度，實現(xiàn)吸收裝置內(nèi)的水平衡，無需額外補充新鮮水。
[0028]4)與現(xiàn)有技術(shù)冗長的工藝過程相比，流程大大縮短、建設(shè)投資、運行成本和能耗降低。
【具體實施方式】
[0029]一種用氧化鎂做脫硫劑的Claus尾氣處理工藝，其特征是，包括如下步驟:
[0030]I)氧化鎂粉末通過輸送設(shè)備送至消解槽內(nèi)，加水溶解及加熱攪拌制成Mg (OH) 2溶液；
[0031]2)Claus硫磺回收裝置的尾氣經(jīng)過焚燒，將尾氣中全部非SO2硫化物氧化為SO2;
[0032]3)焚燒后的尾氣進(jìn)入逆流式噴淋塔內(nèi)，與Mg(OH)^L液逆向接觸，脫除SO2后的尾氣經(jīng)吸收塔頂部排入大氣，凈化尾氣排放，SO# Mg (OH) 2反應(yīng)生成MgSO 3/Mg (HSO3) 2，通過控制脫硫液PH、脫硫液溫度、液氣比實現(xiàn)SO2的完全吸收，提濃步驟產(chǎn)生的水回收進(jìn)入吸收裝置內(nèi)，并通過控制尾氣出口溫度，實現(xiàn)吸收裝置內(nèi)的水平衡，無需額外補充新鮮水；
[0033]4)調(diào)節(jié)MgS03/Mg (HSO3) 2混合液pH至6?6.5，通入空氣繼續(xù)氧化生成MgSO 4，經(jīng)提濃、過濾、結(jié)晶析出粗晶粒的MgSO4.7H20o
[0034]主要反應(yīng)如下:
[0035]Mg0+H20 — Mg (OH) 2......................................(I)
[0036]H2S/Sx/C0S/CS2......+02— SO2............................(2)
[0037]S02+Mg (OH) 2— MgSO 3....................................(3)
[0038]MgS03+S02+H20 — Mg (HSO3) 2.............................(4)
[0039]MgS03/Mg (HSO3) 2+02— MgSO 4+H20.........................(5)。
【主權(quán)項】
1.一種用MgO做脫硫劑的Claus尾氣處理工藝，屬于硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域，主要用于Claus尾氣治理。2.如權(quán)利I所述的Claus尾氣處理工藝，其特征是:提濃步驟產(chǎn)生的水回收進(jìn)入吸收裝置內(nèi)，并通過控制尾氣出口溫度，實現(xiàn)吸收裝置內(nèi)的水平衡，無需額外補充新鮮水。3.如權(quán)利I所述的Claus尾氣處理工藝，其特征是:控制脫硫液pH為6-6.5，從而實現(xiàn)對尾氣中SO2的吸收，尾氣排放符合標(biāo)準(zhǔn)，同時最大程度節(jié)約脫硫劑的使用。4.如權(quán)利I所述的Claus尾氣處理工藝，其特征是:控制脫硫液濃度、冷卻速率、攪拌速率、結(jié)晶終止溫度等，保證結(jié)晶速率及MgSO4.7H20結(jié)晶符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
【專利摘要】一種用氧化鎂做脫硫劑的Claus尾氣處理工藝，屬于硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域。本方法將Claus硫磺回收裝置的尾氣焚燒，使尾氣中全部非SO2硫化物氧化為SO2，利用氧化鎂乳液吸收SO2，經(jīng)逆流吸收過程凈化尾氣排放；脫硫液通過pH調(diào)節(jié)、氧化、提濃、過濾、結(jié)晶步驟生成副產(chǎn)物MgSO4·7H2O晶體，作為工業(yè)原料或農(nóng)業(yè)肥料。相對于其他Claus尾氣處理方法，本方法工藝流程較短、建設(shè)投資小、運行成本低，運行過程能耗更小。
【IPC分類】B01D53/50, B01D53/80
【公開號】CN105032159
【申請?zhí)枴緾N201510388382
【發(fā)明人】郝鄭平, 唐鈺茵, 張鑫
【申請人】中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月3日