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硫回收尾气液相处理工艺

阅读：712发布：2020-10-14

IPRDB可以提供硫回收尾气液相处理工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于硫磺回收技术领域，具体涉及一种硫回收尾气液相处理工艺。按以下步骤进行：酸性气经克劳斯硫回收装置回收硫磺后产生制硫尾气；制硫尾气进入水膜反应器，全部二氧化硫和过量硫化氢反应生成硫磺，产生含H2S尾气；含H2S尾气与水直接接触降温，凝结的工艺废水外排处理；含H2S尾气进入氧化反应器氧化，产生过程气；过程气进入硫冷器冷却，然后进入水膜反应器进一步反应；废气焚烧后排放。本工艺利用水膜反应器解决了硫雾捕集的难题，将水膜反应首次应用在制硫尾气处理中，大大提高了硫磺转化率；流程大大缩短，建设投资、运行成本和能耗大幅减少。，下面是硫回收尾气液相处理工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种硫回收尾气液相处理工艺，其特征在于：按以下步骤进行：（1）酸性气经克劳斯硫回收装置回收硫磺后产生制硫尾气；

（2）制硫尾气进入水膜反应器，全部二氧化硫和过量硫化氢反应生成硫磺，产生含H2S尾气；

（3）含H2S尾气与水直接接触降温，凝结的工艺废水外排处理；

（4）含H2S尾气进入氧化反应器氧化，产生过程气；

（5）过程气进入硫冷器冷却，然后进入水膜反应器进一步反应；

（6）废气焚烧后排放。

2.根据权利要求1所述的硫回收尾气液相处理工艺，其特征在于：步骤（2）中硫化氢和二氧化硫的摩尔比在3～4：1。

3.根据权利要求1所述的硫回收尾气液相处理工艺，其特征在于：步骤（2）水膜反应器的温度控制在160～170℃。

4.根据权利要求1所述的硫回收尾气液相处理工艺，其特征在于：步骤（4）中含H2S尾气加热至190～210℃后进入直接氧化反应器。

5.根据权利要求1所述的硫回收尾气液相处理工艺，其特征在于：步骤（5）水膜反应器的温度控制在160～170℃。

说明书全文

硫回收尾气液相处理工艺

技术领域

[0001] 本发明属硫磺回收技术领域，具体涉及一种硫回收尾气液相处理工艺。

背景技术

[0002] 克劳斯硫回收装置的原料主要含H2S酸性气。进入克劳斯硫回收装置回收硫磺，克劳斯装置的总硫收率在95～97%wt左右；制硫尾气再经过加氢还原-吸收-焚烧后排放，总硫收率可以达到99.8%以上。

[0003] 根据现有技术，酸性气先经克劳斯硫回收装置回收硫磺产生制硫尾气的具体过程为：上游装置含硫化氢气体与空气混合后进入制硫燃烧炉火嘴燃烧，经余热锅炉发生中压饱和蒸汽回收余热后进入一级冷凝冷却器，使反应生成的元素硫凝为液态，液硫被捕集分离进入液硫产品池；根据反应温度要求，一级冷凝冷却器出来的过程气经一级高温掺合阀与制硫燃烧炉中的一部分高温气流混合升温，进入一级转化器，在催化剂的作用下，过程气中的H2S和SO2进行Claus反应，转化为元素硫，自一级转化器出来的高温过程气进入过程气换热器管程，再进入二级冷凝冷却器，过程气经二级冷凝冷却器发生低压饱和蒸汽并使元素硫凝为液态，液硫捕集分离后进入硫封罐；由二级冷凝冷却器出来的过程气再经过过程气换热器壳程升温后进入二级转化器，使过程气中剩余的H2S和SO2进一步发生催化转化，二级转化器出口过程气经三级冷凝冷却器发生低压饱和蒸汽并使元素硫凝为液态，液硫被捕集分离进入液硫产品池；三级冷凝冷却器出来的制硫尾气进入尾气分液罐进一步捕集液硫后进入尾气处理部分。从硫磺回收部分排出的制硫尾气中,仍含有少量的H2S、SO2、COS、Sx等物质，直接焚烧后排放达不到国家规定的环保要求。为此，制硫部分的尾气需要继续进行尾气处理。现有克劳斯尾气加氢还原-吸收处理技术工艺流程如下：由尾气分液罐出来的制硫尾气，经换热、混氢后进入加氢反应器，在低温加氢催化剂的作用下SO2及COS等被加氢水解，还原为H2S。从加氢反应器出来的气流进入蒸汽发生器回收余热，发生低压蒸汽之后进入急冷塔与急冷水直接接触降温冷却至常温。急冷降温后的尾气自塔顶出来进入尾气吸收塔，用再生部分送来的胺液（～25％的MDEA胺液）吸收其中的H2S，尾气吸收塔顶出来的净化气进入尾气焚烧炉焚烧。在尾气焚烧炉570～600℃炉膛温度下，净化气中残余的H2S被燃烧为SO2，剩余H2和烃类燃烧成CO2和H2O，自尾气焚烧炉出来的高温烟气经尾气废热锅炉回收余热后由烟囱排放。尾气吸收塔使用后的富液用富液泵送至胺液再生部分进行溶剂再生。

[0004] 该工艺过程流程长、建设投资大、运行费用和能耗高，总硫磺回收率低。

发明内容

[0005] 针对上述问题，本发明提供一种硫回收尾气液相处理工艺，可以获得较高的总硫收率，达标排放，同时简化工艺过程、节省建设投资、减少运行费用和能耗。

[0006] 本发明提供的硫回收尾气液相处理工艺，按以下步骤进行：

[0007] （1）酸性气经克劳斯硫回收装置回收硫磺后产生制硫尾气；

[0008] （2）制硫尾气进入水膜反应器，全部二氧化硫和过量硫化氢反应生成硫磺，产生含H2S尾气；

[0009] （3）含H2S尾气与水直接接触降温，凝结的工艺废水外排处理；

[0010] （4）含H2S尾气进入氧化反应器氧化，产生过程气；

[0011] （5）过程气进入硫冷器冷却，然后进入水膜反应器进一步反应；

[0012] （6）废气焚烧后排放。

[0013] 其中：

[0014] 酸性气采用成熟的一级高温反应、两级催化转化的克劳斯硫回收工艺，将酸性气中95%的硫化物生产元素硫加以回收，产生的制硫尾气中含有H2S、SO2、N2、CO2等物质。

[0015] 克劳斯硫回收总的反应可以表示为：

[0016]

[0017] 由于复杂的酸性气组成，反应炉内可能发生以下副反应：

[0018]

[0019]

[0020]

[0021]

[0022] 由于氧化反应器可以将过程气中的硫化氢直接氧化生成硫磺，但是对二氧化硫无能为力，所以本发明克劳斯反应的控制要求与常规不同，要求硫化氢微过量，保证经过一级水膜反应器之后的过程气中不再含有二氧化硫，由于2mol的硫化氢可以与1mol的二氧化硫完全反应，所以将步骤（2）中硫化氢和二氧化硫的摩尔比控制在3～4：1。在制硫部分二级转化器出口设置硫化氢/二氧化硫在线分析仪表，参照该设备对过程气中硫化氢、二氧化硫含量分析，通过控制制硫部分的空气量实现对硫化氢和二氧化硫的摩尔比的控制。水膜反应器是利用硫化氢与二氧化硫可以在水膜内发生迅速彻底的反应，将过程气中的二氧化硫去除。

[0023] 为保证水膜反应彻底而且迅速，步骤（2）中水膜反应器的温度控制在160～170℃。

[0024] 水膜反应器的主要反应如下：

[0025] 2H2S＋SO2＝3S＋2H2O……………………………………………………………(6)[0026] 步骤（3）中降温的目的是将在水膜反应中生成的液体硫磺冷却形成微粒固体硫磺，降温后通过压滤器或真空抽滤机回收。

[0027] 步骤（4）中含H2S尾气加热至190～210℃后进入装填有直接氧化催化剂的氧化反应器。直接氧化催化剂为市购，国内催化剂供应商现货，该催化剂将硫化氢直接氧化成硫磺，为现有成熟技术，其中95%左右的硫化氢直接氧化成为硫磺，2%左右转化生成二氧化硫。步骤（4）产生的过程气主要成分为未氧化的H2S和过量氧化的SO2。

[0028] 氧化反应器的主要反应如下：

[0029] 2H2S＋O2＝2S＋2H2O……………………………………………………………(7)[0030] 步骤（5）中水膜反应器的温度控制在160～170℃。

[0031] 步骤（6）废气经焚烧炉焚烧后排放。

[0032] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0033] （1）利用水膜反应器解决了硫雾捕集的难题，将水膜反应首次应用在制硫尾气处理中，硫磺回收率高达99.98%以上，大大提高了硫磺回收率；

[0034] （2）与现有克劳斯尾气加氢还原－吸收处理技术的冗长工艺过程相比，流程大大缩短，建设投资、运行成本和能耗减少30%以上。

附图说明

[0035] 图1是克劳斯硫磺回收尾气处理工艺示意图。

[0036] 图中：1-制硫尾气；2-水膜反应器；3-加热器；4-氧化反应器；5-硫冷器；6-循环水泵；7-焚烧炉；8-烟囱。

具体实施方式

[0037] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。

[0038] 实施例1

[0039] 酸性气经克劳斯硫回收装置回收硫磺后产生制硫尾气；控制硫化氢和二氧化硫的摩尔比在3：1，制硫尾气进入水膜反应器，反应器的温度控制在160±3℃，反应生成硫磺，产生含H2S尾气；含H2S尾气与水直接接触降温，凝结的工艺废水外排处理；含H2S尾气加热至190±3℃进入氧化反应器氧化，产生过程气；过程气进入硫冷器冷却，然后进入水膜反应器进一步反应，水膜反应器的温度控制在160±3℃；废气焚烧后排放。硫磺回收率为99.98%。

[0040] 实施例2

[0041] 酸性气经克劳斯硫回收装置回收硫磺后产生制硫尾气；控制硫化氢和二氧化硫的摩尔比在4：1，制硫尾气进入水膜反应器，反应器的温度控制在170±3℃，反应生成硫磺，产生含H2S尾气；含H2S尾气与水直接接触降温，凝结的工艺废水外排处理；含H2S尾气加热至210±3℃进入氧化反应器氧化，产生过程气；过程气进入硫冷器冷却，然后进入水膜反应器进一步反应，水膜反应器的温度控制在170±3℃；废气焚烧后排放。硫磺回收率为99.99%。

[0042] 实施例3

[0043] 酸性气经克劳斯硫回收装置回收硫磺后产生制硫尾气；控制硫化氢和二氧化硫的摩尔比在3：1，制硫尾气进入水膜反应器，反应器的温度控制在165±3℃，反应生成硫磺，产生含H2S尾气；含H2S尾气与水直接接触降温，凝结的工艺废水外排处理；含H2S尾气加热至200±3℃进入氧化反应器氧化，产生过程气；过程气进入硫冷器冷却，然后进入水膜反应器进一步反应，水膜反应器的温度控制在165±3℃；废气焚烧后排放。硫磺回收率为99.98%。

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