一種克勞斯加hov尾氣處理的硫磺回收工藝的製作方法
2023-06-02 12:56:36
一種克勞斯加hov尾氣處理的硫磺回收工藝的製作方法
【專利摘要】本發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、高尾氣淨化率的硫磺回收工藝：包括二級克勞斯反應、中溫摻和，克勞斯尾氣加氫還原-空氣直接氧化。硫回收率達99.7％以上，氧化尾氣經溼法洗滌淨化後排大氣，尾氣中SO2濃度低於50mg/Nm3-dry，洗滌部分外排汙水達到直排標準，裝置能耗為負值，約-100kgEO/t硫～-300kgEO/t硫。
【專利說明】—種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種兩級克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，用於硫磺回收裝置設計，屬於硫磺回收及廢氣淨化領域。
【背景技術】 [0002]傳統的克勞斯工藝主要包括制硫反應爐、廢熱鍋爐、兩級克勞斯反應器及冷凝冷卻器、捕集器等設備組成，一般兩級克勞斯反應總硫轉化率可以達到94~96%。為達到環保標準，必須對克勞斯尾氣進行進一步的淨化處理。目前採用的主流工藝為尾氣加氫還原工藝，總硫回收率可以達到99.5%~99.8%。該工藝是採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，然後通過甲基二乙醇胺(MDEA)將H2S吸收並通過加熱解吸後循環回到硫磺回收裝置。從吸收塔頂部排出的尾氣僅含有少量的硫化物，通過焚燒爐高溫焚燒後排入大氣。
[0003]按照現行的《大氣汙染物綜合排放標準》，硫磺回收裝置尾氣中SO2的排放濃度小於960mg/m3，而即將實施的《石油煉製工業汙染物排放標準》(徵求意見稿)規定:硫磺回收裝置尾氣中SO2的排放濃度小於400mg/m3，特別限制區尾氣排放濃度小於300mg/m3，這是尾氣加氫還原工藝難以達到的，另外該工藝需要加氫、胺吸收、富胺液解吸、尾氣焚燒等操作過程，消耗H2、MDEA胺液、蒸汽以及燃料氣，操作費用高，能耗高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種低能耗，高尾氣淨化率，能夠長周期穩定操作運行的硫磺回收工藝。
[0005]為了達到上述目的，本發明的技術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、按照常規克勞斯工藝流程對原料酸性廢氣進行處理，反應生成的尾氣進入第二步的加氫-直接氧化部分處理，其特徵在於:
[0007]第二步、加氫-直接氧化部分:經過克勞斯工藝流程生成的尾氣被加熱後送至加氫反應器，在加氫反應器內送入氫氣，根據S02+3H2 = H2S+2H20,尾氣中的SO2被還原為H2S,從加氫反應器出來的過程氣經冷卻後進入直接氧化反應器，在直接氧化反應器內同步通入空氣，通過H2S+l/202 = S+H20反應，95%以上H2S生成單質硫，其餘H2S通過H2S+3/202 =S02+H20反應生成SO2,從直接氧化反應器出來的含有微量H2S和SO2的過程氣經過冷卻後進入第三步的溼法洗滌部分；
[0008]第三步、溼法洗滌部分:含有微量H2S和SO2的過程氣進入文丘裡混合器後與同步通入的自洗滌塔泵出的循環鹼液充分混合，將過程氣中的H2S和SO2吸收到液相中，過程氣出文丘裡混合器後進入洗滌塔，經洗滌塔內填料分液淨化後，生成的淨化尾氣直排大氣，洗滌塔同時收集吸收了 H2S和SO2的鹼液作為循環鹼液，大部分循環鹼液泵回文丘裡混合器，剩餘部分循環回位於洗滌塔底部的噴射曝氣器，與風機來的空氣混合，以降低循環鹼液的COD。
[0009]優選地，在所述第一步的克勞斯工藝流程中採用中溫摻合工藝，具體為:
[0010]原料酸性廢氣經過制硫燃燒爐及廢熱鍋爐後，由廢熱鍋爐出口蘆生釣800°C的過程氣中的大部分進入一級冷凝冷卻器被冷卻到160°C，在制硫燃燒爐中生成的單質硫被冷凝冷卻後與過程氣分離，分離單質硫後的過程氣送入兩級克勞斯反應器，同時，廢熱鍋爐出口產生的約800°C過程氣中的剩餘部分從廢熱鍋爐的出口分為兩股，經摻合閥加熱兩級克勞斯反應器入口的氣體，達到兩級克勞斯反應器要求的入口溫度，過程氣通過兩級克勞斯反應、三級冷凝冷卻器後分離出單質硫。
[0011]優選地，在所述第二步中，經過克勞斯工藝流程生成的尾氣被加熱至200°C~240 °C後送至加氫反應器。
[0012]優選地，在所述第二步中，從加氫反應器出來的過程氣經冷卻至150°C~180°C後進入直接氧化反應器。
[0013]與傳統的其它硫磺回收技術相比，本發明提供的兩級克勞斯+HOV尾氣處理的硫磺回收工藝具有如下創新點:
[0014]I)克勞斯部分採用中溫摻合工藝，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-溼法洗滌)尾氣處理部分採用尾氣先加氫，然後直接氧化，累計硫收率達到99.7%以上；該技術成熟簡單，低能耗，保證長周期穩定運行；工藝過程無胺液循環、無含硫汙水排放、無尾氣焚燒等。
[0016]3)HOV尾氣處理部分的尾氣最終採用溼法洗滌技術，將尾氣中的汙染物控制在如下指標:S02 < 50mg/Nm3-dry ；H2S+C0S < 5mg/Nm3-dry,符合國內外最嚴格的環保排放標準；溼法洗滌部分流程簡單，洗滌塔內集SO2吸收、分液、亞硫酸鹽氧化於一體，含鹽汙水COD等指標符合直排標準。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為兩級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為尾氣溼法洗滌部分工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0020]為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。
[0021]本發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、兩級克勞斯部分:結合圖1，與常規的克勞斯工藝類似，含有H2S的含氨酸性廢氣、化學計量的空氣或富氧空氣及清潔酸性氣體分別經過含氨酸性廢氣加熱器、空氣加熱器及清潔酸性氣體加熱後再混合後進入制硫燃燒爐4進行燃燒。在制硫燃燒爐4內，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轉化為S02，生成的SO2繼續與其餘的H2S通過高溫克勞斯反應生成單質硫，制硫燃燒爐4產生的含有單質硫、H2S、SO2等組分的過程氣進入廢熱鍋爐5後冷卻到約800°C，廢熱鍋爐5同時產生4.0Mpa蒸汽，大部分過程氣從廢熱鍋爐5出口進入一級冷凝冷卻器6被冷卻到160°C，另外一部分過程氣從廢熱鍋爐5出口分為兩股，經摻合閥加熱兩級克勞斯反應器7入口氣體。在制硫燃燒爐4中生成的單質硫被冷凝冷卻後與過程氣分尚進入經由硫封-- 8後進入液硫儲--。單質硫被分離後的過程氣經過兩級克勞斯反應器7及二級冷凝冷卻器9，通過克勞斯反應，生成單質硫，二級冷凝冷卻器9出來的過程氣再進入三級冷凝冷卻器10，三級冷凝冷卻器10出來的尾氣進入第二步的加氫-直接氧化部分處理。
[0023]第二步、加氫-直接氧化部分處理:結合圖2，從三級冷凝冷卻器10頂部出來的尾氣先經過尾氣氣-氣換熱器11再由電加熱器12被加熱到220°C左右，進入加氫反應器13，在加氫反應器13內同步通入氫氣，根據下述反應S02+3H2 = H2S+2H20，尾氣中SO2被還原為H2S。從加氫反應器13出來的過程氣經第四冷卻器14，冷卻到150~180°C後進入直接氧化反應器15，在直接氧化反應器15內同步通入空氣，通過H2S+l/202 = S+H20反應，95%以上H2S生成單質硫，其餘少量H2S通過H2S+3/202 = S02+H20反應生成SO2。從直接氧化反應器15出來的過程氣進入第五冷凝冷卻器16後進入加氫尾氣分液罐17，生成的單質硫與過程氣分離後進入液硫儲罐，過程氣出加氫尾氣分液罐17後進入第三步的溼法洗滌部分。
[0024]第三步、溼法洗滌部分:結合圖3，從加氫尾氣分液罐17出來的過程氣僅含有微量的H2S和SO2，進入溼法洗滌部分。過程氣經由緩衝罐18後通過高能文丘裡管19與自洗滌塔20泵入的循環鹼液充分混合，將過程氣中的H2S和SO2吸收到液相中，同時發生S02+2Na0H=Na2S03+H20、2HS-+S0廣+4H+ = 3H20+3S等反應。H2S和SO2吸收後的過程氣再經洗滌塔20填料分液淨化後，直排大氣，排入大氣的氣體中SO2的排放濃度小於50mg/m3。高能文丘裡管19中吸收H2S和SO2後的鹼液自流回洗滌塔20底部作為循環鹼液重複利用。大部分循環鹼液經循環泵21返回高 能文丘裡管19，剩餘部分循環鹼液循環回洗滌塔20塔底噴射曝氣器，與風機來的空氣混合，發生Na2S03+l/202 = Na2SO4反應，降低循環鹼液的C0D，使經由過濾器22外排含鹽水符合直排標準。洗滌塔20適時補充鹼液及新鮮水。
【權利要求】
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、按照常規克勞斯工藝流程對含氨酸性廢氣進行處理，反應生成的尾氣進入第二步的加氫-直接氧化部分處理，其特徵在於: 第二步、加氫-直接氧化部分:經過克勞斯工藝流程生成的尾氣被加熱後送至加氫反應器，在加氫反應器內送入氫氣，根據S02+3H2 = H2S+2H20，尾氣中的SO2被還原為H2S,從加氫反應器出來的過程氣經冷卻後進入直接氧化反應器，在直接氧化反應器內同步通入空氣，通過H2S+l/202 = S+H20反應，95%以上H2S生成單質硫，其餘H2S通過H2S+3/202 =S02+H20反應生成SO2,從直接氧化反應器出來的含有微量H2S和SO2的過程氣經過冷卻後進入第三步的溼法洗滌部分； 第三步、溼法洗滌部分:含有微量H2S和SO2的過程氣進入文丘裡混合器後與同步流入的自洗滌塔泵出的循環鹼液充分混合，將過程氣中的H2S和SO2吸收到液相中，過程氣出文丘裡混合器後進入洗滌塔，經洗滌塔內填料分液淨化後，生成的淨化尾氣直排大氣，洗滌塔同時收集吸收了 H2S和SO2的鹼液作為循環鹼液，大部分循環鹼液泵回文丘裡混合器，剩餘部分循環回位於洗滌塔底部的噴射曝氣器，與風機來的空氣混合，以降低循環鹼液的C0D。
2.如權利要求1所述的一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，其特徵在於，在所述第一步的克勞斯工藝流程中採用中溫摻合工藝，具體為: 原料酸性廢氣經過制硫燃燒爐及廢熱鍋爐後，由廢熱鍋爐出口約800°C的過程氣中的大部分進入一級冷凝冷卻器被冷卻到160°C，在制硫燃燒爐中生成的單質硫被冷凝冷卻後與過程氣分離，分離單質硫後的過程氣送入兩級克勞斯反應器，同時，廢熱鍋爐出口產生的約800°C過程氣中的剩餘部分從廢熱鍋爐的出口分為兩股，經摻合閥加熱兩級克勞斯反應器入口的氣體，達到兩級克勞斯反應器要求的入口溫度，過程氣通過兩級克勞斯反應、三級冷凝冷卻器後分離出單質硫。
3.如權利要求1所述的一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，其特徵在於，在所述第二步中，經過克勞斯工藝流程生成的尾氣被加熱至200°C~240°C後送至加氫反應器。
4.如權利要求1所述的一種克勞斯加HOV尾氣處理的硫磺回收工藝，其特徵在於，在所述第二步中，從加氫反應器出來的過程氣經冷卻至150°C~180°C後進入直接氧化反應器。
【文檔編號】B01D53/75GK103950900SQ201410186024
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】田曉良 申請人:田曉良