Swsr-6硫磺回收工藝及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硫磺回收及尾氣處理的工藝及裝置，具體涉及一種SWSR-6硫磺回收工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)一直倡導(dǎo)節(jié)能減排工作，嚴(yán)格控制大氣二氧化硫排放量，2012年以前，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二氧化硫排放濃度為不高于960mg/Nm3。2015年7月1日實(shí)施的GB31570-2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，硫磺回收裝置S02的排放限值為400mg/Nm3，特定地區(qū)S02的排放限值為100mg/Nm3。中國(guó)石化積極實(shí)施綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，把降低硫磺裝置煙氣二氧化硫排放濃度作為煉油板塊爭(zhēng)創(chuàng)世界一流的重要指標(biāo)之一，要求2015年二氧化硫排放濃度達(dá)到世界先進(jìn)水平(200mg/Nm3)、部分企業(yè)達(dá)到世界領(lǐng)先水平(100mg/Nm3)。
[0003]目前國(guó)內(nèi)的硫磺回收及尾氣處理工藝技術(shù)采用高溫?zé)岱磻?yīng)和兩級(jí)催化反應(yīng)的克勞斯(Claus)硫磺回收工藝，制硫尾氣中含有少量的H2S、S02、COS、Sx等有害物質(zhì)，直接焚燒后排放達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的環(huán)保要求。硫磺回收尾氣處理方法主要有低溫克勞斯法、選擇氧化法、還原吸收法。加氫還原吸收工藝是將硫磺回收尾氣中的元素S、S02、COS和CS等，在很小的氫分壓和極低的操作壓力下(約0.0lMPa?0.06MPa)，用特殊的尾氣處理專(zhuān)用加氫催化劑，將其還原或水解為H2S，再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循環(huán)使用。吸收了 H2S的富液經(jīng)再生處理，富含H2S氣體返回上游單元，經(jīng)吸收處理后的凈化氣中的總硫< 300ppm，凈化氣送尾氣焚燒爐焚燒后煙氣S02濃度< 960mg/Nm3經(jīng)煙囪排放。
[0004]該工藝流程長(zhǎng)，裝置安全控制要求較高；再生醇胺溶液需消耗大量蒸汽，裝置能耗較高，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，且硫磺回收效果滿足不了環(huán)保要求進(jìn)一步提高的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種SWSR-6硫磺回收工藝，在盡可能提高裝置硫磺回收率的同時(shí)，并能使排放氣中二氧化硫含量降到最低，脫硫工序產(chǎn)出符合GB 1894的無(wú)水亞硫酸鈉產(chǎn)品，裝置硫回收率接近100 %，脫硫效率接近100 %，保證硫磺回收裝置排放氣中S02濃度< 50mg/Nm3;本發(fā)明還提供SWSR-6硫磺回收裝置。
[0006]本發(fā)明所述的SWSR-6硫磺回收工藝，含硫化氫酸性氣經(jīng)克勞斯反應(yīng)生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣進(jìn)行焚燒，所有含硫介質(zhì)均轉(zhuǎn)化為S02，形成含S02煙氣，含S02煙氣在煙氣凈化塔中與吸收劑接觸，煙氣中的S0 2被吸收劑吸收，煙氣凈化塔中生成的鹽溶液與堿液反應(yīng)，經(jīng)結(jié)晶、離心后得到亞硫酸鈉，脫除S02后的凈化煙氣排放。
[0007]其中:
[0008]堿液為氫氧化鈉溶液。
[0009]吸收劑為亞硫酸鈉溶液。
[0010]通過(guò)添加氫氧化鈉調(diào)節(jié)煙氣凈化塔內(nèi)的pH值在5.5?7。
[0011]煙氣凈化塔的溫度為40?270°C。
[0012]本發(fā)明所述的煙氣凈化塔為傳統(tǒng)的填料塔，為公知設(shè)備。主要包括煙氣急冷區(qū)、吸收區(qū)、濾清模塊、氣液分離器、煙囪等部分。
[0013]進(jìn)入煙氣凈化塔的含S02煙氣水平地進(jìn)入到煙氣凈化塔的急冷區(qū)，在此部分由噴嘴噴淋循環(huán)液(也就是吸收劑亞硫酸鈉溶液)，形成與煙氣進(jìn)入方向垂直的高密度水簾，當(dāng)煙氣進(jìn)入急冷區(qū)時(shí)，與循環(huán)液充分接觸，大大降低煙氣溫度并使之飽和至50?80°C。煙氣上升到吸收區(qū)，吸收區(qū)設(shè)置噴嘴4層，循環(huán)液的pH值控制在5.5?7，循環(huán)液通過(guò)循環(huán)栗送入噴嘴進(jìn)行噴淋。噴淋液和煙氣充分混合，煙氣中的二氧化硫以及其他酸性氣體被吸收，煙氣得到凈化。脫硫后的煙氣上升進(jìn)入濾清模塊部分，濾清模塊內(nèi)部設(shè)有文丘里管，并在每個(gè)文丘里管出口配有一個(gè)噴嘴，向文丘里管發(fā)散段噴水，以進(jìn)一步收集煙氣中含有的酸霧。經(jīng)過(guò)濾清模塊的煙氣上升進(jìn)入氣液分離區(qū)，煙氣經(jīng)氣液分離后，分離水從氣液分離器底部落入濾清模塊區(qū)，脫水后的凈化煙氣經(jīng)上部煙囪排入大氣。
[0014]為保證塔底液相的PH值，需不斷補(bǔ)充氫氧化鈉溶液，為保證塔底液相平衡，塔底不平衡部分的溶液經(jīng)過(guò)栗送入中和槽中，經(jīng)過(guò)與堿溶液反應(yīng)，經(jīng)結(jié)晶、離心后得到亞硫酸鈉。
[0015]本發(fā)明所述的SWSR-6 (SWSR-SunWay Sulfur recovery)硫磺回收工藝是克勞斯工藝、加氫氧化工藝與鈉堿濕法硫磺煙氣脫硫技術(shù)優(yōu)化組合形成的硫磺回收及尾氣處理新工
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[0016]本發(fā)明所述的SWSR-6硫磺回收工藝，包括以下步驟:
[0017](1)含硫化氫酸性氣經(jīng)制硫燃燒爐和克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)后生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣送入尾氣焚燒系統(tǒng)；
[0018](2)制硫尾氣與空氣混合一起送入尾氣焚燒系統(tǒng)進(jìn)行焚燒，所有含硫介質(zhì)均轉(zhuǎn)化為S02，形成含S02煙氣，然后經(jīng)熱能回收后進(jìn)入煙氣凈化塔；
[0019](3)含S02煙氣在煙氣凈化塔中與吸收劑接觸，煙氣中的S0 2被吸收劑吸收，脫除S02后的凈化煙氣送入煙囪排放；
[0020](4)在煙氣凈化塔內(nèi)生成的鹽溶液排入中和槽中與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，得到的中和液結(jié)晶后去離心設(shè)備進(jìn)行離心分離，固體經(jīng)干燥后得到符合標(biāo)準(zhǔn)要求的亞硫酸鈉產(chǎn)品，分離液送入煙氣凈化塔循環(huán)使用。
[0021]其中:
[0022]氫氧化鈉不斷補(bǔ)充到凈化塔和中和槽中，使凈化塔中pH值控制在5.5?7，中和槽中pH值控制在6?8。
[0023]為平衡吸收過(guò)程中蒸發(fā)的液體，煙氣凈化塔內(nèi)需要補(bǔ)充工藝水來(lái)滿足煙氣凈化塔中液相液位保持在50 %?80 %。
[0024]煙氣凈化塔中的吸收劑吸收302后儲(chǔ)存在凈化塔底部，由凈化塔底循環(huán)栗分別送往凈化塔急冷區(qū)冷卻噴嘴和凈化塔中部的噴嘴進(jìn)行循環(huán)使用。
[0025]步驟(2)中尾氣焚燒系統(tǒng)中的焚燒為過(guò)氧燃燒工藝，使為尾氣中的硫化物全部轉(zhuǎn)化為S02O
[0026]本發(fā)明脫硫機(jī)理是亞硫酸鈉溶液與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進(jìn)行反應(yīng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)氫氧化鈉溶液的加入量來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)液的pH值。吸收二氧化硫所需的液氣比是依據(jù)二氧化硫的入口濃度、排放的需求和飽和氣體的溫度來(lái)決定，液氣比優(yōu)選取3?5L/m3。
[0027]反應(yīng)化學(xué)式如下:
[0028]S02+H20 — H2S03
[0029]H2S03+Na2S03— 2NaHS0 3
[0030]Na0H+NaHS03—Na2S03+H20。
[0031]作為一種優(yōu)選的方案，本發(fā)明所述的SWSR-6硫磺回收工藝，具體步驟如下:
[0032]①含硫化氫酸性氣發(fā)生克勞斯反應(yīng)及加氫、氧化反應(yīng)，回收其中的硫磺及熱能。
[0033]含硫化氫酸性氣經(jīng)制硫燃燒爐、克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)、制硫過(guò)程氣加氫氧化系統(tǒng)，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收送入液硫儲(chǔ)存設(shè)施，制硫尾氣送入尾氣焚燒系統(tǒng)，其中制硫過(guò)程氣加氫氧化系統(tǒng)為可選項(xiàng)，可以有也可以沒(méi)有，不影響煙氣達(dá)標(biāo)排放；
[0034]②制硫尾氣送入尾氣焚燒系統(tǒng)
[0035]制硫尾氣與空氣混合送入尾氣焚燒系統(tǒng)進(jìn)行焚燒，所有含硫介質(zhì)均轉(zhuǎn)化為S02，形成含S02煙氣，然后經(jīng)回收熱能進(jìn)入煙氣凈化塔；
[0036]③含302煙氣經(jīng)煙氣凈化塔脫除S0 2
[0037]含S02煙氣在煙氣凈化塔中與吸收劑(亞硫酸鈉溶液)接觸，煙氣中的S0 2被吸收劑吸收，吸收劑液進(jìn)入塔底，脫除S02后的凈化煙氣送入煙囪排放；
[0038]④吸收液補(bǔ)充循環(huán)系統(tǒng)
[0039]吸收液的補(bǔ)充和循環(huán)部分主要包括水的補(bǔ)充、堿液(氫氧化鈉)的補(bǔ)充、循環(huán)液(吸收劑)的循環(huán)等。
[0040]a)水的補(bǔ)充
[0041]為平衡吸收過(guò)程中蒸發(fā)的液體，煙氣凈化塔內(nèi)需要補(bǔ)充工藝水來(lái)，通過(guò)液位計(jì)控制補(bǔ)充水管道上的調(diào)節(jié)閥，保持凈化塔底循環(huán)液的液位保持在50%?80%。
[0042]b)堿液的補(bǔ)充
[0043]本發(fā)明所使用的吸收劑為亞硫酸鈉溶液(循環(huán)液)，為保持煙氣凈化塔中吸收液的pH值，滿足吸收二氧化硫的要求，需連續(xù)不斷的將氫氧化鈉補(bǔ)充到凈化塔底吸收液和中和槽中以滿足結(jié)晶需要。通過(guò)堿液管道上的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入凈化塔和中和槽的堿液量，使凈化塔中pH值控制在5.5?7，中和槽中PH值控制在6?8 ;
[0044]氫氧化鈉溶液從上游裝置通過(guò)系統(tǒng)管道送入堿液罐，然后用堿液栗加壓后分為兩路，其中一路送往凈化塔底，一路送往中和槽；
[0045]c)吸收劑的循環(huán)
[0046]塔底循環(huán)液(吸收劑)是由循環(huán)栗完成循環(huán)的，煙氣凈化塔中的吸收劑吸收302后儲(chǔ)存在凈化塔底部，由凈化塔底循環(huán)栗分別送往凈化塔急冷區(qū)冷卻噴嘴和凈化塔中部的噴嘴進(jìn)行循環(huán)使用；
[0047]⑤溶液中和結(jié)晶系統(tǒng)
[0048]在煙氣凈化塔內(nèi)生成的鹽溶液連續(xù)排入中和槽與不斷補(bǔ)入氫氧化鈉溶液反應(yīng)，中和液結(jié)晶后去離心設(shè)備進(jìn)行連續(xù)離心分離，固體去干燥設(shè)備經(jīng)干燥后制造成符合標(biāo)準(zhǔn)要求的亞硫酸鈉產(chǎn)品，在提濃系統(tǒng)中濾出的液體送入煙氣凈化塔循環(huán)使用。
[0049]含硫化氫酸性氣通過(guò)制硫燃燒爐、克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)及制硫過(guò)程氣加氫氧化反應(yīng)后，硫磺回收率可達(dá)99%?99.7%，降低尾氣焚燒及煙氣凈化塔的負(fù)荷，減少裝置燃料氣及化學(xué)品的消耗。
[0050]一種SWSR-6硫磺回收裝置，包括通過(guò)管道依次連接的制硫燃燒爐、克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)、尾氣焚燒系統(tǒng)和煙氣凈化塔，制硫燃燒爐上設(shè)有含硫化氫酸性氣進(jìn)口，煙氣凈化塔頂部設(shè)有凈化煙氣出口，煙氣凈化塔底部出口通過(guò)管道連接煙氣凈化塔一側(cè)進(jìn)口，此管道上設(shè)有凈化塔底循環(huán)栗，煙氣凈化塔一側(cè)還設(shè)有氫氧化鈉進(jìn)口，煙氣凈化塔底部通過(guò)管道連接中和槽，中和槽上設(shè)有氫氧化鈉進(jìn)口，中和槽出口連接離心設(shè)備，離心設(shè)備的固體出口連接干燥設(shè)備，離心設(shè)備的液體出口連接煙氣凈化塔。
[0051]該裝置可用于本發(fā)明所述的SWSR-6硫磺回收工藝。
[0052]克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)和尾氣焚燒系統(tǒng)之間設(shè)有制硫過(guò)程氣加氫氧化系