一種脫除硫化氫并回收硫磺的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種脫除煤化工裝置產(chǎn)生的廢液、廢氣中的硫化氫并回收硫磺的工藝方法，尤其適用于煤焦油加氫裝置出來的高含硫化氫的酸性水、酸性氣的脫除。該工藝主要由汽提吸收單元和再生、過濾、熔硫單元組成。首先用碳酸鈉溶液吸收汽提出來的硫化氫，生成碳酸氫鈉溶液，然后用氧氣再生，重新生成的碳酸鈉溶液可以反復(fù)使用，整個(gè)脫硫過程理論上僅消耗廉價(jià)的碳酸鈉和氧氣，不僅尾氣的脫硫效果好，而且脫硫成本低，適于在工業(yè)上大范圍推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種脫除硫化氫并回收硫磺的工藝【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及煤化工或焦化行業(yè)的一種濕法脫硫技術(shù)。具體的說，是將含硫廢液通過汽提后，將硫化氫氣體經(jīng)多級(jí)吸收及再生后轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫的工藝方法。本發(fā)明屬于含硫廢液、廢氣凈化處理【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]由于近年來煤化工行業(yè)的煤焦油大量采用加氫精制和加氫裂化的生產(chǎn)工藝，加氫產(chǎn)物經(jīng)高低壓分離罐分離后，罐底的污水溶有大量硫化氫氣體，而且加氫后的馳放氣和廢氣中也含有大量的硫化氫氣體，直接排放會(huì)造成嚴(yán)重的水體污染和空氣污染，需要進(jìn)行脫硫處理以達(dá)到排放要求，同時(shí)考慮使H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，避免造成二次污染。本發(fā)明可以將煤焦油加氫裝置出來的含硫污水和含硫化氫氣脫除到IOppm以下，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前旦-5^ O
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種能夠脫出硫化氫回收硫磺的工藝。[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種脫除硫化氫并回收硫磺的工藝，包括下列步驟:[0005]( I)酸性水汽提吸收單元:含硫化氫的酸性水先經(jīng)過汽提塔將硫化氫從塔頂蒸出， 并連同酸性氣進(jìn)入多級(jí)吸收塔用碳酸鈉溶液吸收，在吸收塔內(nèi)氣液逆流接觸，碳酸鈉溶液從塔頂噴淋流下，酸性氣由塔底往上流，控制氣液體積比為100~1500，經(jīng)吸收后富含硫化物的富液進(jìn)入富液槽；汽提塔塔釜溫度為120~150°C，汽提塔塔頂溫度為90~110°C，汽提塔壓力為0.2~0.5MPa ;吸收塔溫度為30~50°C，吸收塔壓力為0.1~0.4MPa ；[0006](2)再生、過濾、熔硫單元:富液槽出來的含硫富液進(jìn)入噴射再生槽，富液進(jìn)入噴射器壓力應(yīng)確保達(dá)到0.4~0.6MPa，被再生的溶液經(jīng)過濾機(jī)過濾后進(jìn)入貧液槽，然后貧液進(jìn)入脫硫塔循環(huán)使用，正常消耗的純堿及脫硫催化劑由補(bǔ)充罐補(bǔ)給；再生槽出來的硫泡沫先進(jìn)入到硫泡沫槽，再進(jìn)入連續(xù)熔硫釜，分離的清液回脫硫系統(tǒng)，硫下降至釜下部高溫區(qū)， 被熔融成液體硫流出釜外，形成產(chǎn)品單質(zhì)硫；再生槽溫度控制為30~50°C ;熔硫釜溫度為 100 ~140°C，壓力為 O ~0.4MPa。[0007]優(yōu)選的，步驟(1)中所述的多級(jí)吸收塔為2~4級(jí)。[0008]優(yōu)選的，步驟(1)中所述的吸收塔中逆流接觸的氣液體積比為500~800。[0009]優(yōu)選的，步驟(1)中所述的汽提塔塔釜溫度優(yōu)選為140~150°C，汽提塔塔頂溫度為 100 ~110°C。[0010]優(yōu)選的，步驟(1)中所述的吸收塔溫度為40~45°C。[0011]優(yōu)選的，步驟(2)中所述的再生槽噴射器壓力為0.45~0.5MPa。[0012]優(yōu)選的，步驟(2)中所述的再生槽溫度為35~40°C，熔硫釜溫度為120~130°C。[0013]本發(fā)明脫除硫化氫`并回收硫磺的工藝具體為:含硫廢水先進(jìn)入汽提塔汽提硫化氫，汽提塔頂出來的硫化氫氣體進(jìn)入一級(jí)脫硫塔，進(jìn)行一次脫硫。一級(jí)脫硫塔脫硫后的氣體進(jìn)入二級(jí)脫硫塔，這時(shí)99%以上的硫化氫已被脫除進(jìn)入富硫化液。二級(jí)脫硫塔塔頂出來的 符合排放要求的脫硫尾氣送出系統(tǒng)可作為燃料氣去燃?xì)夤芫W(wǎng)。二級(jí)脫硫溶液進(jìn)入富液槽由 富液泵打入噴射再生槽，被再生的溶液經(jīng)過濾機(jī)過濾后進(jìn)入貧液槽，然后由貧液泵打進(jìn)脫 硫塔循環(huán)使用。正常消耗的純堿及脫硫催化劑有補(bǔ)充罐補(bǔ)給。再生槽出來的硫泡沫進(jìn)入到 硫泡沫槽，經(jīng)由泡沫泵打進(jìn)連續(xù)熔硫釜，分離的清液回脫硫系統(tǒng)，硫下降至釜下部高溫區(qū)， 被熔融成液體硫流出爸外，形成產(chǎn)品單質(zhì)硫。[0014]上述脫除硫化氫并回收硫磺涉及的主要反應(yīng)為:[0015]H2S+Na2C03 — NaHC03+NaHS ；[0016]NaHS+l/202+C02 — S I +NaHCO3 ;[0017]H2S+l/202 — S02+H20 ;[0018]2H2S+S02 — 3S+2H20;[0019]2NaHC03 — Na2C03+H20+C02[0020]本發(fā)明工藝的特點(diǎn)如下:[0021](I)采用兩級(jí)吸收、自吸式噴射再生工藝。[0022](2)為了有效地降低貧液中懸浮元素硫和副反應(yīng)產(chǎn)物，設(shè)置了真空過濾機(jī)。[0023](3)選用操作彈性大、阻力少、吸收效率高、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的填料塔。[0024](4)采用高活性的脫硫催化劑，脫硫效率高，氧化速度快，既能脫除無機(jī)硫，也能脫 除部分有機(jī)硫，并且硫泡沫多，硫顆粒大、易分離、不易堵塞設(shè)備。【專利附圖】

【附圖說明】[0025]圖1為本發(fā)明脫除硫化氫并回收硫磺的流程示意圖；[0026]圖中I為汽提塔，2為汽提塔冷凝器，3為脫硫緩沖罐，4為一級(jí)噴射吸收器，5為富 液槽，6為二級(jí)吸收液罐，7為一級(jí)脫硫塔，8為二級(jí)脫硫塔，9為再生噴射吸收器，10為再生 槽，11為配料槽，12為儲(chǔ)料槽，13為貧液槽，14為硫泡沫槽，15為真空轉(zhuǎn)盤式過濾機(jī)，16為 熔硫釜配料槽，17為熔硫釜，18為含硫廢水，19為汽提蒸汽，20為排放廢水，21為含硫廢氣， 22為排放廢氣，23為壓縮空氣，24、25為脫離子水，26為催化劑，27為碳酸鈉，28、29為熔硫 爸加熱蒸汽，30為硫磺?！揪唧w實(shí)施方式】[0027]酸性水18進(jìn)入汽提塔I，經(jīng)過蒸汽19汽提其中的溶解硫化氫后，凈化后酸性水20 從汽提塔底部流出。汽提出的酸性氣從汽提塔頂部出塔，經(jīng)過汽提塔冷凝器2冷卻后和加 氫裝置來的含硫化氫的池放氣21混合，混合酸性氣進(jìn)入脫硫緩沖罐3 ;同時(shí)二級(jí)吸收液罐 6過來的循環(huán)貧液高速通過一級(jí)噴射吸收器4，并將緩沖罐3中的酸性氣吸入噴射吸收器4 混合吸收；氣液混合物然后進(jìn)入富液槽5，分離出沒有吸收的氣體；沒有被吸收的酸性氣從 富液槽5進(jìn)入一級(jí)脫硫塔7進(jìn)一步吸收，吸收硫化氫后的富液從一級(jí)脫硫塔7底部自流進(jìn) 入富液槽5 ;從7頂部出來的酸性氣進(jìn)入二級(jí)脫硫塔8再次吸收硫化氫，吸收硫化氫后的富 液從8底部自流進(jìn)入二級(jí)吸收液罐6，經(jīng)過再次吸收硫化氫的氣體22從二級(jí)脫硫塔8頂部 出來，經(jīng)過硫化氫在線分析儀在線檢測(cè)合格后排放或進(jìn)燃?xì)夤芫W(wǎng)。[0028]吸收硫化氫后的富液從富液槽5抽出送入再生槽10頂部再生噴射吸收器9，經(jīng)過噴射吸收空氣讓溶液中的催化劑充分吸收氧氣；在催化劑作用下氧氣在再生槽10內(nèi)(富液 一接觸空氣立即開始反應(yīng)生成單質(zhì)硫)將硫化氫氧化成單質(zhì)硫。再生槽10底部的壓縮空氣 分布管出來的空氣23和噴射吸收過程多余的空氣協(xié)同作用，將溶液中的單質(zhì)硫吹成硫泡 沫，再生槽10上部的齒型捕集器及溜槽迅速將硫泡沫導(dǎo)出，再生槽頂部設(shè)脫離子水24加入 口。再生槽的操作是本裝置的關(guān)鍵之一，應(yīng)確保富液進(jìn)入噴射器壓力達(dá)到0.45?0.5MPa， 保證空氣的吸氣量達(dá)到再生的要求。合理調(diào)整噴射器的使用，使其再生槽中的硫泡沫不因 為槽中液體的劇烈翻騰將浮選出的硫泡沫打破，硫泡沫不能正常溢出，造成懸浮硫超高，影 響脫硫效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成堵塔，系統(tǒng)壓差增大。[0029]從再生槽10導(dǎo)出的硫泡沫送入硫泡沫槽14，從再生槽10中部液位平衡器中導(dǎo)出 的清液(即貧液)送入貧液槽13循環(huán)使用，由于蒸發(fā)和氣體攜帶作用，貧液會(huì)減少；為了維 持足夠的循環(huán)貧液量，需補(bǔ)充的催化劑26、碳酸鈉27及脫離子水25由配料槽11和儲(chǔ)料槽 12配置并儲(chǔ)存，配好的脫硫溶液加入貧液槽13中。[0030]硫泡沫槽14中的硫泡沫送入真空轉(zhuǎn)盤式過濾機(jī)15濾出硫膏，硫膏送入熔硫釜配 料槽16中攪拌稀釋，用適量清水或熔硫釜上清液配置，配置濃度為30%左右。[0031]稀釋好的硫膏送入熔硫釜17，熔硫釜使用蒸汽28、29進(jìn)行夾套加熱，硫磺液經(jīng)加 熱后破乳，不再分散在清液中，不斷集聚下沉，根據(jù)密度不同得到分離，熔硫釜底部溫度一 般控制在120°C以上，從熔硫釜17底部放出單質(zhì)硫磺30 ;清液從上部清液口排出，返回熔硫 釜配料槽12做為稀釋液循環(huán)使用，熔硫釜17內(nèi)部壓力控制0.35MPa。[0032]以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任 何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0033]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但實(shí)施例并不限制本發(fā)明的范圍。[0034]實(shí)施例1[0035]酸性水18進(jìn)入汽提塔I，經(jīng)過蒸汽19汽提其中的溶解硫化氫后，凈化后酸性水20 從汽提塔底部流出。汽提出的酸性氣從汽提塔頂部出塔，經(jīng)過汽提塔冷凝器2冷卻后和加 氫裝置來的含硫化氫的池放氣21混合，混合酸性氣進(jìn)入脫硫緩沖罐3 ;同時(shí)二級(jí)吸收液罐 6過來的循環(huán)貧液高速通過一級(jí)噴射吸收器4，并將緩沖罐3中的酸性氣吸入噴射吸收器4 混合吸收；氣液混合物然后進(jìn)入富液槽5，分離出沒有吸收的氣體；沒有被吸收的酸性氣從 富液槽5進(jìn)入一級(jí)脫硫塔7進(jìn)一步吸收，吸收硫化氫后的富液從一級(jí)脫硫塔7底部自流進(jìn) 入富液槽5 ;從7頂部出來的酸性氣進(jìn)入二級(jí)脫硫塔8再次吸收硫化氫，吸收硫化氫后的富 液從8底部自流進(jìn)入二級(jí)吸收液罐6，經(jīng)過再次吸收硫化氫的氣體22從二級(jí)脫硫塔8頂部 出來，經(jīng)過硫化氫在線分析儀在線檢測(cè)合格后排放或進(jìn)燃?xì)夤芫W(wǎng)。[0036]吸收硫化氫后的富液從富液槽5抽出送入再生槽10頂部再生噴射吸收器9，經(jīng)過 噴射吸收空氣讓溶液中的催化劑充分吸收氧氣；在催化劑作用下氧氣在再生槽10內(nèi)(富液 一接觸空氣立即開始反應(yīng)生成單質(zhì)硫)將硫化氫氧化成單質(zhì)硫。再生槽10底部的壓縮空氣 分布管出來的空氣23和噴射吸收過程多余的空氣協(xié)同作用，將溶液中的單質(zhì)硫吹成硫泡 沫，再生槽10上部的齒型捕集器及溜槽迅速將硫泡沫導(dǎo)出，再生槽頂部設(shè)脫離子水24加入 口。再生槽的操作是本裝置的關(guān)鍵之一，應(yīng)確保富液進(jìn)入噴射器壓力達(dá)到0.45?0.5MPa， 保證空氣的吸氣量達(dá)到再生的要求。合理調(diào)整噴射器的使用，使其再生槽中的硫泡沫不因 為槽中液體的劇烈翻騰將浮選出的硫泡沫打破，硫泡沫不能正常溢出，造成懸浮硫超高，影響脫硫效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成堵塔，系統(tǒng)壓差增大。[0037]從再生槽10導(dǎo)出的硫泡沫送入硫泡沫槽14，從再生槽10中部液位平衡器中導(dǎo)出的清液(即貧液)送入貧液槽13循環(huán)使用，由于蒸發(fā)和氣體攜帶作用，貧液會(huì)減少；為了維持足夠的循環(huán)貧液量，需補(bǔ)充的催化劑26、碳酸鈉27及脫離子水25由配料槽11和儲(chǔ)料槽 12配置并儲(chǔ)存，配好的脫硫溶液加入貧液槽13中。[0038]硫泡沫槽14中的硫泡沫送入真空轉(zhuǎn)盤式過濾機(jī)15濾出硫膏，硫膏送入熔硫釜配料槽16中攪拌稀釋，用適量清水或熔硫釜上清液配置，配置濃度為30%左右。[0039]稀釋好的硫膏送入熔硫釜17，熔硫釜使用蒸汽28、29進(jìn)行夾套加熱，硫磺液經(jīng)加熱后破乳，不再分散在清液中，不斷集聚下沉，根據(jù)密度不同得到分離，熔硫釜底部溫度一般控制在120°C以上，從熔硫釜17底部放出單質(zhì)硫磺30 ;清液從上部清液口排出，返回熔硫釜配料槽12做為稀釋液循環(huán)使用，熔硫釜17內(nèi)部壓力控制0.35MPa。[0040]對(duì)處理之前的廢氣和處理之后的廢氣進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果如表1所示。表1為本發(fā)明實(shí)施例1~實(shí)施例4廢氣中硫化氫含量數(shù)據(jù)表。[0041]實(shí)施例2[0042]與實(shí)施例1的操作步驟相同，區(qū)別在于，再生槽的溫度為30°C。[0043]實(shí)施例3[0044]與實(shí)施例1的操作步驟相同，區(qū)別在于，一級(jí)脫硫塔7與二級(jí)脫硫塔8的溫度為 40°C，酸性氣與吸收液的體積比為1000，再生槽的溫度為30°C。[0045]實(shí)施例4[0046]與實(shí)施例1的操作步驟相同，區(qū)別在于，一級(jí)脫硫塔7與二級(jí)脫硫塔8的溫度為 40°C，酸性氣與吸收液的體積比為1000，再生槽的溫度為40°C。[0047]表1實(shí)施例1~實(shí)施例4廢氣中硫化氫含量數(shù)據(jù)表[0048]
【權(quán)利要求】
1.一種脫除硫化氫并回收硫磺的工藝，其特征在于，包括下列步驟:(1)酸性水汽提吸收單元:含硫化氫的酸性水先經(jīng)過汽提塔將硫化氫從塔頂蒸出，并連 同酸性氣進(jìn)入多級(jí)吸收塔用碳酸鈉溶液吸收，在吸收塔內(nèi)氣液逆流接觸，碳酸鈉溶液從塔 頂噴淋流下，酸性氣由塔底往上流，控制氣液體積比為100?1500，經(jīng)吸收后富含硫化物的 富液進(jìn)入富液槽；汽提塔塔釜溫度為120?150°C，汽提塔塔頂溫度為90?110°C，汽提塔 壓力為0.2?0.5MPa ;吸收塔溫度為30?50°C，吸收塔壓力為0.1?0.4MPa ；(2)再生、過濾、熔硫單元:富液槽出來的含硫富液進(jìn)入噴射再生槽，富液進(jìn)入噴射器 壓力應(yīng)確保達(dá)到0.4?0.6MPa，被再生的溶液經(jīng)過濾機(jī)過濾后進(jìn)入貧液槽，然后貧液進(jìn)入 脫硫塔循環(huán)使用，正常消耗的純堿及脫硫催化劑由補(bǔ)充罐補(bǔ)給；再生槽出來的硫泡沫先進(jìn) 入到硫泡沫槽，再進(jìn)入連續(xù)熔硫釜，分離的清液回脫硫系統(tǒng)，硫下降至釜下部高溫區(qū)，被熔 融成液體硫流出釜外，形成產(chǎn)品單質(zhì)硫磺；再生槽溫度為30?50°C ;熔硫釜溫度為100? 140°C，壓力為 O ?0.4MPa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟(I)中所述的多級(jí)吸收塔為2?4級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟(I)中所述的吸收塔中逆流接觸的氣 液體積比為500?800。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟(I)中所述的汽提塔塔釜溫度優(yōu)選為 140?150°C，汽提塔塔頂溫度為100?110°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟(I)中所述的吸收塔溫度為40? 45。。。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟(2)中所述的再生槽噴射器壓力為0.45 ?0.5MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟(2)中所述的再生槽溫度為35? 40°C，熔硫釜溫度為120?130°C。
【文檔編號(hào)】C01B17/04GK103495329SQ201310490922
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】顧志華, 郎瑩, 尚新立, 高敏, 吳建, 海軍 申請(qǐng)人:慶華集團(tuán)新疆和豐能源化工有限公司