熱氮吹掃硫磺回收裝置的製作方法

2023-09-18 05:42:15

熱氮吹掃硫磺回收裝置，屬於硫磺回收技術領域。

背景技術：

硫磺裝置傳統的停工瓦斯吹硫工藝，停工期間易析碳汙染催化劑，而且克勞斯尾氣通過跨線直接去焚燒爐，雖時間短，但由於系統內的殘硫和FeS發生反應，生成大量SO2直接排放煙囪，排放濃度高（ 30000mg/m3），對環境影響大。近幾年來新興的酸氣完全燃燒吹硫工藝生成大量的SO2，同時制硫爐中酸性氣與風量的配比控制困難，導致硫磺不斷生成，進入制硫反應器和加氫反應器，導致反應器溫度急劇上漲且控制困難，易造成催化劑失活。同時大量的SO2和S單質加氫進入吸收塔後達不到良好的吸收效果，導致排放濃度高（2000mg/m3），對環境影響也很大。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種熱氮吹掃硫磺回收裝置，降低熱氮吹掃硫磺回收裝置停工期間煙氣SO2排放，實現裝置停工期間全過程煙氣淨化和達標排放，保護環境。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：該熱氮吹掃硫磺回收裝置，包括制硫燃燒爐、餘熱鍋爐、一級反應器、二級反應器、一級硫冷凝器、二級硫冷凝器和三級硫冷凝器，制硫燃燒爐、餘熱鍋爐和一級硫冷凝器依次連接，二級硫冷凝器設置在一級反應器和二級反應器之間，三級硫冷凝器設置在二級反應器的出口，其特徵在於：所述三級硫冷凝器的液硫出口連接液硫池，三級硫冷凝器的氣體出口連接尾氣處理裝置；還包括一個氮氣加熱器，氮氣加熱器的熱氮出口分別連通餘熱鍋爐出口、一級反應器和二級反應器的入口，在一級反應器和/或二級反應器的入口還設有熱風吹掃管線。

優選的，所述氮氣加熱器為蒸汽換熱器。

優選的，所述一級硫冷凝器的氣體出口連通熱風吹掃管線。

優選的，所述一級硫冷凝器與二級硫冷凝器的液硫出口連接至液硫池。

優選的，所述三級硫冷凝器的氣體出口與尾氣處理裝置之間設有氣液分離單元，氣液分離單元的液硫出口連接液硫池，氣體出口連接尾氣處理裝置。

優選的，所述氣液分離單元為尾氣分液罐。

優選的，所述一級反應器的出口通過換熱器連接二級反應器的入口，所述二級硫冷凝器連接換熱器，二級硫冷凝器與換熱器之間設有氣體循環管線。

優選的，所述換熱器的液硫出口連接至液硫池。

與現有技術相比，該熱氮吹掃硫磺回收裝置的上述技術方案所具有的有益效果是：液硫池直接回收液硫，結構簡單，使用方便；氮氣加熱器的熱氮出口分別連通餘熱鍋爐出口、一級反應器和二級反應器的入口，利用熱氮將系統中的硫磺攜帶至液硫池和加氫反應器，在一級反應器和/或二級反應器的入口還設有熱風吹掃管線，配以合適的風量使反應器床層及系統管線積存的FeS自燃，吹硫後的氣體經過加氫、吸收、再生，送至其他正常生產的硫磺裝置處理，將停工期間煙氣SO2降低至100mg/m3以下，降低熱氮吹掃硫磺回收裝置停工期間煙氣SO2排放，實現裝置停工期間全過程煙氣淨化和達標排放，保護環境。

附圖說明

圖1為該熱氮吹掃硫磺回收裝置的流程圖。

其中：1、氮氣管路 2、淨化風管路 3、制硫風機 4、制硫燃燒爐 5、高溫摻合閥 6、餘熱鍋爐 7、一級硫冷凝器 8、一級反應器9、換熱器 10、二級反應器 11、二級硫冷凝器 12、氮氣加熱器 13、三級硫冷凝器 14、尾氣分液罐 15、尾氣焚燒爐 16、蒸汽過熱器 17、尾氣加熱器 18、煙囪19、加氫反應器 20、液硫池 21、蒸汽發生器 22、吸收塔 23、塔頂回流罐 24、急冷塔 25、再生塔 26、急冷水泵 27、富液泵 28、貧液泵29、熱風吹掃管線 30、氣體循環管線。

具體實施方式

圖1是該熱氮吹掃硫磺回收裝置的最佳實施例，下面結合附圖1對本實用新型做進一步說明。

參展圖1，該熱氮吹掃硫磺回收裝置，包括制硫燃燒爐4、餘熱鍋爐6、一級反應器8、二級反應器10、一級硫冷凝器7、二級硫冷凝器11和三級硫冷凝器13，還包括一個氮氣加熱器12，氮氣加熱器12的熱氮出口通過熱氮輸送管路分別連通一級硫冷凝器7、一級反應器8和二級反應器10的入口，在一級反應器8的入口連接有熱風吹掃管線29，一級反應器8的出口通過換熱器9連接二級反應器10的入口，二級硫冷凝器11連接換熱器9，在二級硫冷凝器11與換熱器9之間設有氣體循環管線30，二級反應器10的出口依次連接三級硫冷凝器13、尾氣分液罐14和液硫池20。一級硫冷凝器7、二級硫冷凝器11、三級硫冷凝器13、換熱器9以及尾氣分液罐14的液硫出口均連通液硫池20，氮氣加熱器12的熱氮出口通過管路連接至餘熱鍋爐6的出口，這樣可以對餘熱鍋爐6後面的管線進行吹掃。

本實施例中在制硫燃燒爐4的入口處還連接有淨化風管路2、氮氣管路1和制硫風機3，淨化風混合氮氣後進入制硫燃燒爐4被加熱，制硫燃燒爐4的出風口連接有一高溫摻合閥5，高溫摻合閥5的入口還與一級硫冷凝器7的氣體出口連通，高溫摻合閥5的出口連通熱風吹掃管線29。

尾氣分液罐14的尾氣出口依次連接有加氫反應器19、急冷塔24、吸收塔22和再生塔25。在尾氣分液罐14與加氫反應器19之間設有尾氣加熱器17，對尾氣進一步加熱至300℃後再進入加氫反應器19，這樣使得尾氣在加氫反應器19內充分進行水解反應，使尾氣中的二氧化硫、元素硫、有機硫還原、水解為H2S。尾氣加熱器17的加熱介質入口通過蒸汽過熱器16連接尾氣焚燒爐15，尾氣焚燒爐15的入口連通吸收塔22的塔頂，尾氣加熱器17的加熱介質出口連接煙囪18。利用煙氣對進入加氫反應器19之前的尾氣進行加熱，充分利用煙氣的餘熱，同時降低煙氣的溫度，進一步保護環境。

加氫反應器19與急冷塔24之間還設有蒸汽發生器21，加氫反應器19內反應後的尾氣溫度很高，如果直接進入急冷塔24冷卻，既浪費了尾氣的溫度，又增加了急冷塔24冷卻水的用量，在加氫反應器19與急冷塔24之間增設蒸汽發生器21，有效降低尾氣溫度，同時產生蒸汽。

進一步的，還包括一個急冷水泵26，急冷水泵26的入口連通急冷塔24的底部，急冷水泵26的出口連通急冷塔24的上部。急冷塔24使用的急冷水，用急冷水泵26自急冷塔24底部抽出，經冷卻器冷卻至40℃後返回急冷塔24循環使用。吸收塔22的底部通過一個富液泵27連接再生塔25的上部。還包括一個貧液泵28，貧液泵28的入口連通再生塔25的底部，貧液泵28的出口連通吸收塔22的上部。再生塔25的出口連接有塔頂回流罐23，塔頂回流罐23的出口連接至其他正常生產的硫磺裝置。

工作過程：氮氣經過氮氣加熱器12加熱至230℃，被加熱的氮氣的35%進入餘熱鍋爐6後部，之後進入一級硫冷凝器7進行吹硫，將管束中殘存的硫磺吹掃至液硫池20；然後氮氣經過高溫摻合閥5與制硫燃燒爐4的爐頭注入的冷氮及淨化風摻和，與其餘被加熱的35%的氮氣混合進入一級反應器8進行吹硫及鈍化作業，之後氣體進入換熱器9降溫，然後進入二級硫冷凝器11冷凝，液硫通過液硫排出口進入液硫池20；之後氣體在經過換熱器9加熱與剩餘被加熱的30%的氮氣進入二級反應器10進行吹硫及鈍化作業，之後氣體進入三級硫冷凝器13降溫冷凝，液硫通過液硫排出口進入液硫池20。最後氣體進入尾氣分液罐14進一步捕集液硫。之後氣體經過混氫，進入尾氣加熱器17，與尾氣焚燒爐15出口的高溫煙氣換熱，溫度升到300℃後進入加氫反應器19，在催化劑的作用下進行加氫、水解反應，使尾氣中的二氧化硫、元素硫、有機硫還原、水解為H2S。反應後的高溫氣體，進入蒸汽發生器21降溫，被冷卻至160℃。再進入急冷塔24下部，急冷塔24使用的急冷水，用急冷水泵26自急冷塔24底部抽出，經冷卻器冷卻至40℃後返回急冷塔24上部循環使用。氣體經過急冷塔24後進入吸收塔22下部，貧液經貧液泵28抽出送至吸收塔22上部，在吸收塔22內尾氣與貧液逆流接觸，其中的H2S被吸收。自吸收塔22頂出來的淨化氣，進入尾氣焚燒爐15，將淨化氣中殘留的硫化物焚燒生成SO2。焚燒後的高溫煙氣經過蒸汽過熱器16和尾氣加熱器17回收熱量後，煙氣溫度降至250℃，最後經煙囪18排入大氣。

吸收H2S後的MDEA富液，由吸收塔22塔底經富液泵27升壓後，先經貧富液換熱器（圖中未畫出）換熱後進入再生塔25上部進行再生。再生塔25的熱源由再生塔25塔底的重沸器供給。再生塔25塔底貧液冷卻器冷卻，由富液泵27提供動力供吸收塔22循環使用。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍。