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一种硫磺回收尾气处理工艺及系统

阅读：901发布：2020-10-13

IPRDB可以提供一种硫磺回收尾气处理工艺及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种硫磺回收尾气脱硫工艺及系统，含硫化氢的酸性气经克劳斯+SCOT工艺回收硫磺后，制硫尾气与尾气余热锅炉出口的中温烟气进行换热，节约了尾气炉的燃料消耗量，提高余热利用效率，同时进一步降低烟气温度，实现了与半干法脱硫工艺有效的结合。含SO2烟气进入循环流化床脱硫塔，SO2与吸收剂在雾化水的作用下发生中和反应，排放烟气中SO2含量低于50mg/Nm3。本发明脱硫过程无废水排放、无腐蚀、无白雾现象、投资和运行费用低。，下面是一种硫磺回收尾气处理工艺及系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种硫磺回收尾气处理工艺，其特征在于：含H2S酸性气经过克劳斯反应和SCOT工艺处理后，制硫尾气与中温烟气进行热交换，换热后的尾气经焚烧，回收热量后，含SO2的低温烟气经过半干法脱硫装置净化后排放至大气。

2.如权利要求1所述一种硫磺回收尾气处理工艺，其特征在于：含H2S酸性气经酸性气燃烧炉焚烧后进入两级克劳斯反应系统，生成液硫和克劳斯尾气，克劳斯尾气和还原性气体进入加氢反应器，加氢反应后的尾气依次进入急冷塔、吸收塔和再生塔，再生塔顶气体返回酸性气燃烧炉进一步回收硫磺，吸收塔顶制硫尾气与中温烟气换热后进入尾气焚烧炉进行焚烧，焚烧换热后的含SO2中温烟气从循环硫化床脱硫塔下部文丘里进入，在喉部加速扰流后，在渐扩段与吸收剂接触，其中SO2被吸收剂吸收，夹带大量粉尘的烟气进入布袋除尘器中，被除尘器收集下来的固体颗粒一部分返回循环流化床脱硫塔中循环利用，另一部分输送至灰库，净化烟气排放至大气。

3.如权利要求2所述一种硫磺回收尾气处理工艺，其特征在于：所述中温烟气与制硫尾气换热后温度降至150-200℃。

4.如权利要求2所述一种硫磺回收尾气处理工艺，其特征在于：所述吸收剂为300-400目、纯度90%以上的消石灰粉末。

5.如权利要求2所述一种硫磺回收尾气处理工艺，其特征在于：所述循环硫化床脱硫塔的文丘里出口扩压管段上设置有喷嘴，工艺水通过喷嘴雾化后，与烟气和吸收剂接触。

6.如权利要求5所述一种硫磺回收尾气处理工艺，其特征在于：调整喷水量，使脱硫烟气温度控制在80℃。

7.一种硫磺回收尾气处理系统，其特征在于：包括酸性气体燃烧炉、酸性气余热锅炉、一级克劳斯反应器、二级克劳斯反应器、加氢反应器、急冷塔、吸收塔、再生塔、尾气焚烧炉、尾气余热锅炉、尾气-烟气换热器和循环流化床脱硫塔，酸性气余热锅炉连接至一级硫冷凝器，一级硫冷凝器的气体与酸性气体燃烧炉排出的高温过程气掺和后进入一级克劳斯反应器和二级硫冷凝器，二级硫冷凝器出来的低温过程气与一级克劳斯反应器出来的中温过程气在气气换热器中进行换热，然后进入二级克劳斯反应器和三级硫冷凝器，三级硫冷凝器出来的低温过程气进入尾气捕集器后经过程气换热器与加氢反应后的过程气换热，与H2混合进入加氢反应器，加氢后的气体经过程气换热器降温后进入急冷塔、吸收塔和再生塔，再生塔顶气体返回酸性气燃烧炉，吸收塔顶制硫尾气经过尾气-烟气换热器与中温烟气换热升温后，进入尾气焚烧炉，焚烧换热后的含SO2烟气从循环硫化床脱硫塔下部文丘里进入，在喉部加速扰流后，在渐扩段与吸收剂接触，夹带大量粉尘的烟气进入除尘器中，被除尘器收集下来的固体颗粒返回循环流化床脱硫塔中循环利用，净化烟气经过布袋除尘器排烟囱。

8.如权利要求1所述一种硫磺回收尾气处理系统，其特征在于：所述尾气-烟气换热器为弧形板式换热器或全焊接金属板式换热器。

说明书全文

一种硫磺回收尾气处理工艺及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及硫磺回收尾气处理技术领域，具体涉及一种硫磺回收尾气处理工艺及系统。

背景技术

[0002] 环境问题是我国重视的突出问题，2015年7月1日实施的GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》规定，特殊地区酸性气处理装置SO2的排放限值为100mg/Nm3，比之前国家规定的SO2排放浓度不高于960mg/Nm3降低-90%，表明我国治理环境污染问题的决心。目前国内硫磺回收尾气处理方法主要有低温克劳斯、选择性催化氧化法和还原吸收法。还原吸收工艺对克劳斯硫回收装置适应性强、净化度高，硫回收率可达到99.8%，经尾气焚烧炉焚烧后烟气中SO2浓度＜960mg/Nm3，但已不能满足新环保标准＜100mg/Nm3的要求。其他工艺方法末端烟气中SO2浓度更高，因此需要对烟气中的SO2进行进一步处理。对硫磺尾气中SO2处理的方法有几种，专利ZL201510633242.9采用钠碱湿法硫磺烟气脱硫技术，以亚硫酸钠溶液为吸收剂吸收SO2。专利ZL201510401950.X采用钠镁湿法硫磺烟气脱硫技术，吸收剂为Mg(OH)2和NaOH，都为湿法脱硫工艺，会消耗大量的水，且运行费用比较高，系统易腐蚀，后期运行维护复杂。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为解决上述技术问题，提供一种硫磺回收尾气处理工艺及系统。

[0004] 本发明为解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种硫磺回收尾气处理工艺，含H2S酸性气经过克劳斯反应和SCOT工艺处理后，制硫尾气与中温烟气进行热交换，换热后的尾气经焚烧，回收热量后，含SO2的低温烟气经过半干法脱硫装置净化后排放至大气。

[0005] 作为本发明一种硫磺回收尾气处理工艺的进一步优化：含H2S酸性气经酸性气燃烧炉焚烧后进入两级克劳斯反应系统，生成液硫和克劳斯尾气，克劳斯尾气和还原性气体进入加氢反应器，加氢反应后的尾气依次进入急冷塔、吸收塔和再生塔，再生塔顶气体返回酸性气燃烧炉进一步回收硫磺，吸收塔顶制硫尾气与中温烟气换热后进入尾气焚烧炉进行焚烧，焚烧换热后的含SO2中温烟气从循环硫化床脱硫塔下部文丘里进入，在喉部加速扰流后，在渐扩段与吸收剂接触，其中SO2被吸收剂吸收，夹带大量粉尘的烟气进入布袋除尘器中，被除尘器收集下来的固体颗粒一部分返回循环流化床脱硫塔中循环利用，另一部分输送至灰库，净化烟气排放至大气。

[0006] 作为本发明一种硫磺回收尾气处理工艺的进一步优化：所述中温烟气与制硫尾气换热后温度降至150-200℃。

[0007] 作为本发明一种硫磺回收尾气处理工艺的进一步优化：所述吸收剂为300-400目、纯度90%以上的消石灰粉末。

[0008] 作为本发明一种硫磺回收尾气处理工艺的进一步优化：所述循环硫化床脱硫塔的文丘里出口扩压管段上设置有喷嘴，工艺水通过喷嘴雾化后，与烟气和吸收剂接触。

[0009] 作为本发明一种硫磺回收尾气处理工艺的进一步优化：调整喷水量，使脱硫烟气温度控制在80℃。

[0010] 一种硫磺回收尾气处理系统，包括酸性气体燃烧炉、酸性气余热锅炉、一级克劳斯反应器、二级克劳斯反应器、加氢反应器、急冷塔、吸收塔、再生塔、尾气焚烧炉、尾气余热锅炉、尾气-烟气换热器和循环流化床脱硫塔，酸性气余热锅炉连接至一级硫冷凝器，一级硫冷凝器的气体与酸性气体燃烧炉排出的高温过程气掺和后进入一级克劳斯反应器和二级硫冷凝器，二级硫冷凝器出来的低温过程气与一级克劳斯反应器出来的中温过程气在气气换热器中进行换热，然后进入二级克劳斯反应器和三级硫冷凝器，三级硫冷凝器出来的低温过程气进入尾气捕集器后经过程气换热器与加氢反应后的过程气换热，与H2混合进入加氢反应器，加氢后的气体经过程气换热器降温后进入急冷塔、吸收塔和再生塔，再生塔顶气体返回酸性气燃烧炉，吸收塔顶制硫尾气经过尾气-烟气换热器与中温烟气换热升温后，进入尾气焚烧炉，焚烧换热后的含SO2烟气从循环硫化床脱硫塔下部文丘里进入，在喉部加速扰流后，在渐扩段与吸收剂接触夹带大量粉尘的烟气进入除尘器中，被除尘器收集下来的固体颗粒返回循环流化床脱硫塔中循环利用，净化烟气经过布袋除尘器排烟囱。

[0011] 作为本发明一种硫磺回收尾气处理系统的进一步优化：所述尾气-烟气换热器为弧形板式换热器或全焊接金属板式换热器。

[0012] 有益效果（1）本发明将克劳斯+SCOT硫磺回收工艺、尾气焚烧和余热回收工艺、半干法烟气脱硫工艺相结合，使用在硫磺回收尾气治理领域，在不影响上游硫磺工艺的前提下，使烟气中SO2含量降到50mg/Nm3以下，达到甚至优于国家颁布的最新排放标准；
（2）本发明脱硫过程中无废水产生，减少废水的二次污染。脱硫副产品呈流动性能较好的干态，被定义为一般工业固体废物，可用作填埋、回填、筑路，也可作为免烧砖、砌筑料、肥料、盐碱地改良、水泥的混合材和缓凝剂，综合利用率高；
（3）本发明采用的脱硫剂主要原料为成品袋装或散装消石灰，资源丰富，价格低廉，运行成本低；
（4）本发明采用的半干法脱硫系统在高于酸露点温度运行，无须防腐；排烟温度80 90~
℃，高于烟气露点温度（45～50℃）30℃以上，无白雾现象；
（5）本发明解决了湿法脱硫工艺电耗、水耗高、易腐蚀、冒白烟的问题，工艺流程简单、维护和检修费用低。

[0013] （6）本发明将弧形板式换热器或全焊接金属板式换热器用在低温制硫尾气和中温烟气换热的场合，有效防止露点腐蚀，提高了烟气余热利用率，节约了尾气处理单元的燃料消耗量。

附图说明

[0014] 图1为本发明硫磺回收尾气处理系统的流程示意图；图中标记：1、酸性气体燃烧炉，2、酸性气余热锅炉，3、一级冷凝器，4、二级冷凝器，5、气气换热器，6、一级克劳斯反应器，7、二级克劳斯反应器，8、三级冷凝器，9、尾气捕集器，10、过程气换热器，11、加氢反应器，12、急冷塔，13、急冷水循环泵，14、吸收塔，15、富液-贫液换热器，16、富液循环泵，17、贫液循环泵，18、再生塔，19、再沸器，20、回流罐，21、尾气焚烧炉，
22、尾气余热锅炉，23、尾气-烟气换热器，24、消石灰料仓，25、水槽，26、循环流化床脱硫塔，
27、袋式除尘器，28、脱硫灰仓，29、脱硫风机，30、烟囱，31、液硫池。

具体实施方式

[0015] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：本发明不仅适用于二级克劳斯+SCOT硫磺回收工艺、尾气焚烧和余热回收工艺、与半干法烟气脱硫工艺相结合的工艺，还适用于其他克劳斯硫磺回收工艺尾气中SO2浓度≤1000mg/Nm3的流程，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和权利要求的保护范围。

[0016] 如图所示：一种硫磺回收尾气处理工艺系统：1）克劳斯+SCOT工艺
含H2S酸性气经酸性气体燃烧炉1欠氧燃烧后进入酸性气余热锅炉2副产中压蒸汽、并降低过程气温度、过程气进入一级硫冷凝器3使液硫冷凝，后与高温过程气掺和，进入一级克劳斯反应器6和二级硫冷凝器4，液硫进液硫池31，二级硫冷凝器4出来的低温过程气与一级克劳斯反应器6出来的中温过程气在气气换热器5中进行气气换热，后进入二级克劳斯反应器7和三级硫冷凝器8，液硫进液硫池31，此过程使大部分H2S等转化为S。

[0017] 克劳斯尾气经过程气换热器10与加氢反应后的过程气换热，与H2混合进入加氢反应器11，在加氢催化剂作用下，尾气中的S、SO2、COS、CS2等生成H2S，后经过程气换热器10降温至约 160℃后进入急冷塔12、为满足吸收要求，急冷塔12将过程气降温至 40℃后进入吸~ ~收塔14，吸收塔14中吸收剂为MDEA（N-甲基二乙醇胺）溶液，对H2S有很好的吸附效果。吸收完H2S的MDEA溶液经过富液-贫液换热器15升温后，进入再生塔18再生，循环使用。再生塔顶气体返回酸性气燃烧炉1进一步回收硫磺，提高整个工艺的硫磺回收率。

[0018] 2）尾气焚烧和余热回收利用工艺吸收塔顶14制硫尾气经过尾气-烟气换热器23与烟气换热升温后，进入尾气焚烧炉21，极大地节约了尾气焚烧消耗的燃料量，同时可将烟气温度降低至 200℃，充分提高了能源~
利用率，烟气中SO2含量为~1000mg/Nm3，然后进入循环流化床脱硫塔26。尾气烟气换热器21为弧形板式换热器或全焊接金属板式换热器，可有效防止露点腐蚀。

[0019] 3）半干法脱硫工艺含SO2烟气从循环硫化床脱硫塔26下部文丘里进入，在喉部加速扰流后，在渐扩段与吸收剂接触，其中SO2被吸收剂吸收，夹带大量粉尘的烟气进入除尘器27中，被除尘器27收集下来的固体颗粒返回循环流化床脱硫塔中循环利用，净化烟气经过布袋除尘器27排烟囱
30。

[0020] 脱硫反应如下：Ca(OH)2+ SO2→CaSO3+H2O
Ca(OH)2 + SO2+1/2O2→CaSO4+H2O
Ca(OH)2 + SO3→CaSO4+H2O
其中，半干法脱硫工艺包含以下步骤：
a）吸收剂料仓及输送系统
吸收剂采用消石灰，该系统由消石灰粉仓24、智能变量给料机和气力输送系统组成，消石灰仓底部设有流化装置，消石灰通过空气斜槽送入脱硫塔文丘里喉部的前端，使消石灰和烟气混合并剧烈搅动后进入脱硫塔。

[0021] 根据在烟囱出口处测量净化烟气中的SO2浓度来调节脱硫塔内吸收剂的量。

[0022] b）工艺水系统喷水装置设置在文丘里出口扩压管段上，通过喷嘴将水雾化后与烟气混合，降低脱硫塔内烟温的同时，使SO2与消石灰的反应转化为离子型反应，提高反应效率。

[0023] 根据脱硫塔出口温度控制喷嘴的回水量，从而控制脱硫塔26的喷水量，以使脱硫塔26出口烟温控制在 80℃左右。~

[0024] c）循环流化床脱硫塔脱硫塔26下部为文丘里喷嘴结构，烟气进口设有导流板，使得烟气均匀进入。工艺水注入到脱硫塔物料湍流最大、相对速度最大的地方，保证烟气能冷却，但物料又不会潮湿。烟气和吸收剂颗粒在流化床反应段里产生激烈的湍动，得以充分接触，上升过程中，不断形成絮状物向下返回，絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升；脱硫塔顶部结构的惯性分离进一步强化了絮状物的返回，进一步提高了塔内颗粒的床层密度及 Ca/S比，延长了吸收剂的反应时间。通过气固间的混合，极大地强化了气固间的传质与传热，为实现高脱硫率提供了根本的保证。

[0025] 脱硫塔底部设置紧急排灰系统，在脱硫系统紧急停止时，大量的灰会被引风机的抽头带走，小部分的灰会沉积到脱硫塔底部，通过排灰系统外排。

[0026] d）布袋除尘器系统反应后的烟气从脱硫塔26顶部排出，进入布袋除尘器27进行除尘，经除尘器27过滤下来的固体颗粒，大部分通过脱硫灰再循环系统返回到脱硫塔26继续参加反应。少量的脱硫灰则通过气力输送系统输送至脱硫灰仓28。

[0027] e）吸收剂再循环系统脱硫灰循环系统的目的是建立稳定的流化床、降低吸收剂消耗量，以满足脱硫反应的需要。在每一套脱硫灰循环系统内部设置两条空气斜槽，将由脱硫布袋除尘器各灰斗收集来的脱硫灰输送回脱硫塔，通过脱硫塔压降信号来调节控制阀开度从而改变循环流量，进而控制循环系统内循环的灰量。

[0028] f）烟气系统经尾气焚烧余热回收系统降温的烟气进入脱硫塔26经脱硫后，进入布袋除尘器27，之后经引风机29排烟囱30。

[0029] g）脱硫灰输送系统脱硫灰仓中的脱硫灰通过罐车运送到灰场或其他使用点。

[0030] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

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