排放濃度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫磺回收裝置降低煙氣SO2排放濃度 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的發(fā)展，環(huán)境污染問題已成為經(jīng)濟高速發(fā)展的制約因素，是各國政府立 法必不可少的重要內(nèi)容。工業(yè)發(fā)達國家對硫排放要求非常嚴(yán)格，美國聯(lián)邦政府環(huán)境保護 局法規(guī)規(guī)定石油煉制工業(yè)加熱爐煙氣、硫磺尾氣和催化裂化再生煙氣SO 2排放濃度限值為 50ppm(v)，約折合143mg/m3。目前中國硫磺回收裝置煙氣SO 2排放濃度執(zhí)行GB16297-1996 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定SO2排放濃度小于960mg/m 3。2014年即將執(zhí)行的新 的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定硫磺回收裝置煙氣SO2排放濃度小于400mg/m 3,特別地區(qū)排放小于200mg/ m3。目前中國大多數(shù)硫磺回收裝置煙氣中SO2含量雖在960mg/m3以下，但難以達到200mg/ m3標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0003] 影響硫磺回收裝置煙氣SO2排放濃度的因素主要為Claus凈化尾氣和液流脫氣廢 氣中殘留的含硫化合物。
[0004] 凈化尾氣的總硫含量與脫硫劑的凈化度和催化劑的轉(zhuǎn)化率（特別是有機硫含量） 密切相關(guān)，凈化尾氣主要含有未被吸收的H 2S和有機硫，經(jīng)焚燒爐焚燒后轉(zhuǎn)化為SO2，增加煙 氣302排放濃度150-500mg/m 3。使用高效脫硫劑將會顯著降低凈化尾氣的總硫含量，如美 國亨斯邁公司開發(fā)的MS-300復(fù)配型高效脫硫劑，可使凈化尾氣的H 2S含量降至10mg/m3以 下，對煙氣SO2排放濃度貢獻值為10-20m g/m3。
[0005] 液硫脫氣是硫回收裝置安全生產(chǎn)的一個十分重要的措施，克勞斯法生產(chǎn)的硫磺通 常H2S在300-500ppm，如不進行液硫脫氣，溶解在液硫中的多硫化物（H 2Sx)和H2S在液硫儲 存、運輸和加工過程中多硫化物（H2S x)就會分解生成H2S并釋放出來，當(dāng)H2S積聚達到一定 濃度時，就會發(fā)生毒害甚至有爆炸危險。另一方面，未脫氣硫磺成型的固體硫磺的易碎性 商，在裝卸和運輸過程中會廣生更多的硫橫細粒和粉塵。液硫脫氣的基本原理是釋放溶解 的H 2S氣體，并讓多硫化物按H2SX\H2S+SX快速分解，最后從液硫中脫除殘余的H 2S，脫氣后液 硫中的總H2S含量達到0.0 OIwt %。
[0006] 國內(nèi)外常用的液硫脫氣工藝包括：Shell脫氣工藝、Aquisulf脫氣工藝、Exxon 脫氣工藝、Amoco(BP)脫氣工藝、D'GAASS脫氣工藝和HySpec脫氣工藝。在由Jaeobs Engineeirng提供的Shelll工藝中，液硫池中設(shè)置汽提塔，空氣通過汽提塔，液硫在空氣流 的強力攪拌下，溶解的多硫化氫（H 2Sx)分解成H2S, H2S隨空氣一起進入氣相空間。分出H2S 的氣體經(jīng)蒸汽噴射器抽送至尾氣焚燒爐；A quisulf工藝目前由Lurgi公司頒發(fā)許可證。液 硫在泵作用下循環(huán)通過布置在氣相空間的噴嘴霧化，被引入的環(huán)境空氣或克勞斯尾氣逆 流吹掃而脫氣。脫硫廢氣經(jīng)蒸汽噴射器抽送至尾氣焚燒爐，該工藝需要使用Aquisulf液體 催化劑；KTI采用BP公司Amoco專有液硫脫氣技術(shù)，汽提塔為一臺催化填料塔，塔置于液硫 池上方，液硫池中液硫經(jīng)泵升壓后與空氣一起從下部進入汽提塔。液硫與空氣通過填料層 后，溶解的多硫化氫（H2Sx)分解成H2S, H2S隨空氣一起進入氣相空間，混合氣送至焚燒爐； Exxon脫氣工藝使用專利空氣噴嘴將液硫吸入后噴出，對池內(nèi)液硫進彳丁攬動，促進硫化氧脫 出。利用蒸汽噴射器來回收脫氣空氣，同時抽出輔助的液硫池吹掃空氣，將混合氣流送至 焚燒爐或反應(yīng)爐。當(dāng)停留時間超過20h時，無需使用催化劑；D'GAASS工藝采用一個立式 容器進行脫氣，未脫氣的硫磺與預(yù)熱后的干燥空氣在填料床中于50-100Pa壓力下逆流接 觸?？諝庥梢粋€特殊設(shè)計的分布器引入后向上流動，為多硫化物的分解反應(yīng)提供所需的氧 氣，并對液硫進行攪動，氣提出游離KH 2S。脫氣后廢氣引入焚燒爐；Hyspee工藝通常是 采用2-4個標(biāo)高依次降低的攪拌槽式反應(yīng)器，液硫靠重力階梯式自流，未處理的硫磺從收 集池或容器泵入第一反應(yīng)器底部，隨后通過一根立管溢流進入與下一級反應(yīng)器底部入口 連接的排液管混合氣送至焚燒爐或反應(yīng)爐。幾種液硫脫氣工藝都是將廢氣抽送至焚燒爐或 是加熱爐處理，廢氣中的硫元素最終以二氧化硫的形式排放到大氣中，污染環(huán)境，增加二氧 化硫排放 150-200mg/m3。
[0007] 現(xiàn)有硫回收工藝技術(shù)可滿足GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，但無法 滿足即將執(zhí)行的新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。現(xiàn)有液硫脫氣技術(shù)液硫脫氣的汽提氣通常為空氣、蒸 汽、Claus尾氣和氮氣，蒸汽容易導(dǎo)致管線和設(shè)備腐蝕，外供氣源會增加過程氣的氣量，從而 增加管線和設(shè)備尺寸；Claus尾氣所含H 2S會使液硫游離H2S趨近平衡，液硫無法滿足H2S 小于IOppm的指標(biāo)要求?，F(xiàn)有液流脫氣的處理采用焚燒爐焚燒技術(shù)，廢氣含有H2S和硫蒸 汽等含硫物質(zhì)，直接引入焚燒爐處理，含硫物質(zhì)燃燒轉(zhuǎn)化為SO 2，使煙氣SO2排放濃度增加 150-200mg/m3,無法滿足即將實施的排放標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種硫磺回收裝置降低煙氣SO2排放 濃度的方法，可將液硫中硫化氫脫除至IOppm以下，達到高效凈化的目的；裝置SO 2排放濃 度可以實現(xiàn)降至lOOmg/m3以下。
[0009] 本發(fā)明所述的硫磺回收裝置降低煙氣SO2排放濃度的方法，包括熱反應(yīng)單元、催化 反應(yīng)單元和凈化尾氣單元，其特征在于 ：
[0010] 尾氣凈化單元為：來自催化反應(yīng)單元的克勞斯尾氣經(jīng)Claus尾氣再熱器加熱后， 進入加氫反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生加氫反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為硫化氫，含硫化氫的加氫尾氣經(jīng)急冷塔降溫，進入 胺液吸收塔，硫化氫被胺液脫硫劑吸收，吸收硫化氫后的部分凈化尾氣引入液硫池底部，作 為液硫脫氣的氣提氣對液硫進行鼓泡脫氣，脫出溶解在液硫中的微量硫化氫，其余凈化尾 氣引入焚燒爐焚燒后排放；
[0011] 其中：液硫脫氣的廢氣抽出后按照以下所述方案之一進行硫回收處理：
[0012] (1)液硫脫氣的廢氣抽出后與一級冷凝器出口過程氣混合后進入一級硫捕集器進 行硫回收處理；
[0013] (2)液硫脫氣的廢氣抽出后與二級冷凝器出口過程氣混合后進入二級硫捕集器進 行硫回收處理；
[0014] (3)液硫脫氣的廢氣抽出后與Claus尾氣混合后進入三級硫捕集器進行硫回收處 理。
[0015] 優(yōu)選第三種硫回收處理方式，即硫回收處理液硫脫氣的廢氣抽出后與Claus尾氣 混合后進入三級硫捕集器進行硫回收處理。
[0016] 其中：熱反應(yīng)單元為：含硫化氫的酸性氣在反應(yīng)爐中部分燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化硫， 燃燒溫度900-140(TC，硫化氫與二氧化硫發(fā)生克勞斯反應(yīng)生成元素硫和反應(yīng)爐尾氣，元素 硫和反應(yīng)爐尾氣進入一級冷凝器進行冷凝，冷凝下來的液體硫磺與反應(yīng)爐尾氣分離后進入 液硫池，一級冷凝器出口過程氣進入一級硫捕集器捕集硫顆粒和硫蒸氣后進入催化反應(yīng)單 元；
[0017] 催化反應(yīng)單元為：過程氣進入一級轉(zhuǎn)化器，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，生成元素硫 和一級轉(zhuǎn)化器尾氣，元素硫和一級轉(zhuǎn)化器尾氣進入二級冷凝器進行冷凝，元素硫進入液硫 池得到液體硫磺，二級冷凝器出口過程氣進入二級硫捕集器捕集硫顆粒和硫蒸氣后進入二 級轉(zhuǎn)化器反應(yīng)，在催化劑作用下經(jīng)Claus催化轉(zhuǎn)化后，生成元素硫和Claus尾氣，元素硫和 Claus尾氣進入三級冷凝器進行冷凝，冷凝后生成的液硫進入液硫池，冷凝后的Claus尾氣 進入三級硫捕集器捕集硫顆粒和硫蒸氣后進入尾氣凈化單元。
[0018] 尾氣凈化單元為：Claus尾氣被加熱到200-300°C進入加氫反應(yīng)器，在加氫催化劑 的作用下，尾氣中攜帶的元素硫、SO 2加氫全部轉(zhuǎn)化為H2S, COSXS2水解轉(zhuǎn)化為H2S，含H2S的 加氫尾氣經(jīng)急冷塔降溫至25-42°C，進入裝有復(fù)配高效脫硫劑的胺液吸收塔，H 2S被胺液吸 收，吸收H2S后的凈化尾氣中H2S含量小于50ppm ;將部分凈化尾氣引入液硫池底部，作為液 硫脫氣的氣提氣對液硫進行鼓泡脫氣，脫出溶解在液硫中的微量H2S，使液硫中溶解的H 2S 的量小于lOppm，含有H2S及硫蒸汽的液硫脫氣的廢氣經(jīng)蒸汽噴射器抽出。
[0019] 吸收硫化氫的胺液進入再生塔進行再生，再生酸性氣重新返回?zé)岱磻?yīng)段進一步回 收元素硫。