一種處理低濃度硫化氫酸性尾氣的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種處理低濃度硫化氫酸性尾氣的裝置，硫化氫酸性尾氣與空氣在原料氣混合器內(nèi)進行混合，原料混合器、原料氣凈化器、原料氣預(yù)熱器、無焰催化氧化反應(yīng)器、反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器、產(chǎn)品分離器依次連通，產(chǎn)品分離器的出液口通過硫封罐與液硫槽的進液口連通，產(chǎn)品分離器的出氣口與尾氣洗滌塔的進氣口連通，尾氣洗滌塔的洗滌液出口與洗滌液富硫槽的進液口連通，洗滌液富硫槽的溢流口與尾氣洗滌塔流通，洗滌液富硫槽的出料口依次與連續(xù)熔硫釜、循環(huán)洗滌水槽連通，連續(xù)熔硫釜的硫磺出口與液硫槽的進液口連通。本實用新型具有安全性高、能耗低、裝置投資及日常運行維護成本低少、副產(chǎn)品品質(zhì)高、環(huán)境友好、工藝適應(yīng)性強，工藝調(diào)整靈活的特點。
【專利說明】
一種處理低濃度硫化氫酸性尾氣的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于天然氣、石油化工、煤化工尾氣凈化領(lǐng)域，涉及石油化工、煤化工領(lǐng)域加工低含硫原料采用低溫甲醇洗工序凈化產(chǎn)生低含硫化氫酸性尾氣凈化脫除領(lǐng)域，特別是涉及一種處理低濃度硫化氫酸性尾氣的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫甲醇洗工藝是一種脫除原料氣中酸性氣體的物理脫硫方法，是利用甲醇溶劑對各種氣體組分溶解度的顯著差別，可分別脫除H2SXO2和各種有機硫等雜質(zhì)，具有氣體凈化度高，選擇性好、溶劑吸收能力強、操作費用低等特點，被石油化工、煤化工領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
[0003]低溫甲醇洗工藝吸收了H2S的甲醇經(jīng)過閃蒸、氣提、熱再生等方法進行再生循環(huán)利用，同時解析出的含硫化氫酸性尾氣被送往硫回收工序進行凈化處理，在實際的生產(chǎn)過程中，從低溫甲醇洗工序送出來的含硫化氫的酸性尾氣存在H2S含量低0.5-15%、尾氣氣量大等問題，如果采用低含硫原料進行加工生產(chǎn)，這些問題將更加突出。而常規(guī)硫回收工藝通常采用的克勞斯硫回收工藝系列、克勞斯+尾氣處理硫回收工藝等脫硫工藝技術(shù)普遍要求待處理的入口原料氣中硫化氫含量高于15-30%，才能滿足正常生產(chǎn)運行。
[0004]為解決上述矛盾，通常做法是對上游低溫甲醇工藝進行改造，增加硫化氫提濃過程和設(shè)備，以適應(yīng)常規(guī)硫回收入口濃度的工藝要求。這樣做增加裝置投資，增加工藝操作的復(fù)雜性，降低了裝置運行的經(jīng)濟性，同時還需要考慮原有低溫甲醇洗裝置是否有足夠大的地方安置新增的裝置和設(shè)備。
[0005]此外，現(xiàn)在普遍采用的克勞斯系列硫回收工藝針對這種大氣量、低硫化氫濃度的酸性尾氣，普遍采用富氧燃燒氧化，以提高其脫硫率。一方面需要增設(shè)空分裝置提供氧氣，增加了裝置投資和工藝復(fù)雜性。另一方面，富氧有焰燃燒大大增加了裝置的安全風險。另外克勞斯系列硫回收工藝是國外引進技術(shù)，其催化劑及工藝專利技術(shù)引進費用較高，項目的投資較高。
[0006]另外一些采用濕法脫硫，包括超重力脫硫法、氨法尾氣脫硫、堿洗脫硫法等方法的硫回收裝置，需要消耗大量PDS脫硫劑、氨水、堿液等原輔材料，裝置運行成本較高的問題，現(xiàn)場運行過程存在著設(shè)備腐蝕、裝置管線堵塞嚴重的情況。隨著國家對硫排放指標的要求越來越嚴格，如何實現(xiàn)這些脫硫裝置低成本，長周期和穩(wěn)定運行，已經(jīng)成為這些企業(yè)硫回收工藝技術(shù)裝備升級改造過程亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型公開了一種處理低濃度硫化氫酸性尾氣的裝置，具有安全性高、能耗低、裝置投資及日常運行維護成本低少、副產(chǎn)品品質(zhì)高、排放氣可達標排放、環(huán)境友好、工藝適應(yīng)性強，工藝調(diào)整靈活的特點。
[0008]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0009]一種處理低濃度硫化氫酸性尾氣的裝置，包括:原料氣混合器、原料氣凈化器、原料氣預(yù)熱器、無焰催化氧化反應(yīng)器、反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器、產(chǎn)品分離器、尾氣洗滌塔、洗滌液富硫槽、連續(xù)熔硫釜、循環(huán)洗滌水槽、硫封罐、液硫槽，上游低溫甲醇洗工序低濃度硫化氫酸性尾氣與空氣在原料氣混合器內(nèi)進行混合，原料混合器的出氣口與原料氣凈化器的進氣口連通，原料氣凈化器的出氣口與原料氣預(yù)熱器的進氣口連通，原料氣預(yù)熱器的出氣口與無焰催化氧化反應(yīng)器的進氣口連通，無焰催化氧化反應(yīng)器的出氣口通過反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器后與產(chǎn)品分離器的進料口連通，產(chǎn)品分離器的出液口通過硫封罐與液硫槽的進液口連通，產(chǎn)品分離器的出氣口與尾氣洗滌塔的進氣口連通，尾氣洗滌塔的洗滌液出口與洗滌液富硫槽的進液口連通，在尾氣洗滌塔上還設(shè)有尾氣出口和進水口，洗滌液富硫槽的溢流口與循環(huán)洗滌水槽的進液口流通，循環(huán)洗滌水槽的出液口通過循環(huán)洗滌水升壓栗與尾氣洗滌塔的進液口連通，洗滌液富硫槽的出料口與連續(xù)熔硫釜的進液口連通，連續(xù)熔硫釜的洗滌液出口與循環(huán)洗滌水槽的進液口流通，連續(xù)熔硫釜的硫磺出口與液硫槽的進液口連通。
[0010]作為一種優(yōu)選實施方式，該裝置還包括集液槽，所述連續(xù)熔硫釜為夾套熔硫釜，并在夾套熔硫釜上設(shè)有蒸汽進口和冷凝液出口，夾套熔硫釜的蒸汽進口與反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器的蒸汽出口連通，夾套熔硫釜的冷凝液出口與集液槽的進液口連通，集液槽的出液口通過冷卻循環(huán)水加壓栗與反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器的進液口連通。
[0011]優(yōu)選地，該裝置還設(shè)有空氣增壓設(shè)備，用于對進入原料混合器前的空氣進行增壓。當然，當工廠有富裕的裝置空氣的壓力大于本裝置的系統(tǒng)壓力時，還可以采用具有一定壓力的裝置空氣，利用裝置空氣(或裝置空氣與空氣按一定的比例混合)的壓力輸送進裝置并參與反應(yīng)，當裝置空氣的壓力和量合適時，也可以省去空氣增壓設(shè)備的配置，直接將裝置空氣配入原料氣混合器；當采用增設(shè)空氣增壓設(shè)備時，最好配置兩臺，并以并聯(lián)的方式連接，正常運行時實行一開一備，以保證該裝置的連續(xù)、穩(wěn)定運行。
[0012]較佳地，該裝置還設(shè)有原料氣增壓設(shè)備，用于對進入原料混合器前的上游低溫甲醇洗工序低濃度硫化氫酸性尾氣進行增壓。
[0013]本實用新型的有益效果為:
[0014]根據(jù)工廠后序配套水處理能力、本實用新型裝置投資及占地情況等綜合考慮，分離器分離出的尾氣可以通過洗滌水循環(huán)流程進行處理，使本實用新型具有適應(yīng)性強，調(diào)整靈活的優(yōu)點。
[0015]上述洗滌水循環(huán)流程是:產(chǎn)品分離器出來的尾氣在尾氣洗滌塔內(nèi)被洗滌液洗滌吸收氣相逃逸的硫粉，經(jīng)過處理的尾氣可以就地達標排放，吸收了硫粉的污洗滌液送入洗滌液再生系統(tǒng)(由洗滌液富硫槽、連續(xù)熔硫釜、循環(huán)洗滌水槽、循環(huán)洗滌水升壓栗、集液槽、冷卻循環(huán)水加壓栗、液硫槽的連通實現(xiàn))再生后，經(jīng)過循環(huán)洗滌水升壓栗提壓后，重新返回尾氣洗滌塔內(nèi)循環(huán)吸收產(chǎn)品分離器出來的尾氣。此流程具有洗滌水閉環(huán)運行，沒有廢水排放，并且裝置受外系統(tǒng)影響小的優(yōu)點。
[0016]上述洗滌水循環(huán)流程中提及的洗滌液再生系統(tǒng)采用連續(xù)熔硫釜從而實現(xiàn)連續(xù)熔硫法，實現(xiàn)對洗滌液中硫磺的富集、熔融精制、分離回收過程，完成對富硫洗滌液的再生。
[0017]上述工藝過程和設(shè)備中的反應(yīng)產(chǎn)物通過一定的熱量回收方式，結(jié)合本次實用新型所選流程:可以選擇鍋爐水回收反應(yīng)產(chǎn)物熱量以副產(chǎn)低壓蒸汽，副產(chǎn)低壓蒸汽用于洗滌水循環(huán)再生系統(tǒng)的熔硫釜加熱分離熱源，實現(xiàn)實用新型工藝能量合理利用。
[0018]上述工藝技術(shù)方案中提到的尾氣吸收洗滌器使用的洗滌液，使用的是低溫甲醇洗裝置甲醇水精餾塔塔釜排放液，在洗滌水循環(huán)流程中，該甲醇水精餾塔塔釜排放液作為補充洗滌水使用，只在開車時和平時補充洗滌水時使用，而無需連續(xù)使用，通過上游低溫甲醇洗裝置廢水回用做本實用新型的尾氣洗滌水，實現(xiàn)了廢水循環(huán)回用，降低了實用新型工藝和裝置的原料消耗和成本。
[0019]為了實現(xiàn)上述設(shè)備發(fā)生故障時，可以在線隔離處理問題，而不影響裝置連續(xù)穩(wěn)定運行，可以對本裝置中的關(guān)鍵設(shè)備，如:原料氣凈化器、尾氣洗滌塔、連續(xù)熔硫釜等實行雙系列配置，采用并聯(lián)的連接方式，正常運行時實行一開一備。
【附圖說明】

[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021 ]圖1為本實用新型實施例的工藝流程圖。
[0022]圖中:la/b:空氣增壓設(shè)備，一開一備配置;2a/b:原料氣增壓設(shè)備，一開一備配置；3a/b:原料氣凈化器，一開一備配置;4:原料氣預(yù)熱器;5:原料氣混合器;6:無焰催化氧化反應(yīng)器;7:反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器;8:產(chǎn)品分離器;9:洗滌液富硫槽;10:硫封罐；11:液硫槽;12:冷卻循環(huán)水加壓栗；13a/b:尾氣洗滌塔，一開一備雙系列配置；15a/b:連續(xù)恪硫爸，一開一備雙系列配置;16:循環(huán)洗滌水槽;17:循環(huán)洗滌水升壓栗;18:集液槽。
【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
實施例
[0024]一種處理低濃度硫化氫酸性尾氣的裝置，包括:空氣增壓設(shè)備la/b、原料氣增壓設(shè)備2a/b、原料氣混合器5、原料氣凈化器3a/b、原料氣預(yù)熱器4、無焰催化氧化反應(yīng)器6、反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器7、產(chǎn)品分離器8、尾氣洗滌塔13a/b、洗滌液富硫槽9、連續(xù)熔硫釜15a/b、循環(huán)洗滌水槽16、循環(huán)洗滌水升壓栗17、硫封罐10、液硫槽11、集液槽18、冷卻循環(huán)水加壓栗12，通過原料氣增壓設(shè)備2a/b后的上游低溫甲醇洗工序低濃度硫化氫酸性尾氣與通過空氣增壓設(shè)備la/b的空氣在原料氣混合器5內(nèi)進行混合，原料混合器5的出氣口與原料氣凈化器3a/b的進氣口連通，原料氣凈化器3a/b的出氣口與原料氣預(yù)熱器4的進氣口連通，原料氣預(yù)熱器4的出氣口與無焰催化氧化反應(yīng)器6的進氣口連通，無焰催化氧化反應(yīng)器6的出氣口通過反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器7后與產(chǎn)品分離器8的進料口連通，產(chǎn)品分離器8的出液口通過硫封罐10與液硫槽11的進液口連通，產(chǎn)品分離器8的出氣口與尾氣洗滌塔13a/b的進氣口連通，尾氣洗滌塔13a/b的洗滌液出口與洗滌液富硫槽9的進液口連通，在尾氣洗滌塔13a/b上還設(shè)有尾氣出口和進水口，洗滌液富硫槽9的溢流口與循環(huán)洗滌水槽16的進液口流通，循環(huán)洗滌水槽16的出液口通過循環(huán)洗滌水升壓栗17與尾氣洗滌塔13a/b的進液口連通，洗滌液富硫槽9的出料口與連續(xù)熔硫釜15a/b的進液口連通，連續(xù)熔硫釜15a/b的洗滌液出口與循環(huán)洗滌水槽16的進液口流通，連續(xù)熔硫釜15a/b的硫磺出口與液硫槽11的進液口連通，所述連續(xù)熔硫釜15a/b為夾套熔硫釜，并在夾套熔硫釜上設(shè)有蒸汽進口和冷凝液出口，夾套熔硫釜的蒸汽進口與反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器7的蒸汽出口連通，夾套熔硫釜的冷凝液出口與集液槽18的進液口連通，集液槽18的出液口通過冷卻循環(huán)水加壓栗12與反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器7的進液口連通。
[0025]為了實現(xiàn)上述設(shè)備發(fā)生故障時，可以在線隔離處理問題，而不影響裝置連續(xù)穩(wěn)定運行，空氣增壓設(shè)備la/b、原料氣增壓設(shè)備2a/b、原料氣凈化器3a/b、尾氣洗滌塔13a/b、連續(xù)熔硫釜15a/b實行雙系列配置，采用并聯(lián)的連接方式，正常運行時實行一開一備。
[0026]來自上游低溫甲醇洗工序低濃度硫化氫酸性尾氣，與空氣或裝置空氣或裝置空氣與空氣按一定的比例混合后的空氣在原料氣混合器5中按照一定比例進行配比混合后，進入原料氣凈化器3a/b進行反應(yīng)前原料預(yù)處理，脫除上游低溫甲醇洗工序低濃度硫化氫酸性尾氣中帶進的甲醇、粉塵等雜質(zhì)，原料氣凈化器3a/b配備雙系列，正常工況下實行一開一備運行，當運行一定周期后，當原料氣凈化器3a/b進出口壓差逐漸增大，影響裝置運行負荷時，原料氣凈化器3a/b運行設(shè)備和備用設(shè)備可進行切換，以保證裝置連續(xù)穩(wěn)定運行，經(jīng)過預(yù)處理的反應(yīng)原料氣經(jīng)過原料氣預(yù)熱器4預(yù)熱升溫至(160-280)°C后，送入無焰催化氧化反應(yīng)器6進行無焰催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)過程產(chǎn)生的溫升通過反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器7與鍋爐給水完成熱量回收，并副產(chǎn)低壓蒸汽供連續(xù)熔硫釜15a/b使用，反應(yīng)產(chǎn)物溫度降低，其中產(chǎn)物硫磺由氣態(tài)變成液態(tài)，在產(chǎn)品分離器8中進行分離和收集過程，分離和捕集下來的硫磺液滴在產(chǎn)品分離器8底部出液口匯集并排出，通過自流進入硫封罐10，最后通過重力自流送到液硫槽11，完成產(chǎn)品硫磺收集、儲藏;產(chǎn)品分離器8分離的尾氣和廢水在尾氣洗滌塔13a/b逆向接觸，完成對反應(yīng)產(chǎn)物尾氣中逃逸硫粉的洗滌吸收過程;尾氣洗滌塔13a/b配備雙系列，正常工況下實行一開一備運行，但一臺發(fā)生阻力增大，硫粉堵塞嚴重時，可以實現(xiàn)在線切換;完成吸收洗滌收的尾氣可由尾氣洗滌塔13a/b頂部尾氣出口實現(xiàn)達標排放，在尾氣洗滌塔13a/b內(nèi)被廢水洗滌吸收的富含硫粉洗滌液由塔底洗滌液出口排出，送往洗滌液富硫槽9，在洗滌液富硫槽9進行富含硫粉洗滌液的收集和靜置，并實現(xiàn)洗滌液和硫磺粉初級分離，洗滌液富硫槽9液相中最頂層的靜置分離的澄清洗滌液通過溢流口進入到循環(huán)洗滌水槽16，底部沉積分離的硫磺進入連續(xù)恪硫Il15a/b進行硫磺的精制，最終硫磺通過液相重力自流的方式進入液硫槽11;連續(xù)熔硫釜15a/b頂部再生分離出的洗滌液送往循環(huán)洗滌水槽16，完成再生洗滌液的收集和儲存過程，通過循環(huán)洗滌水升壓栗17將再生后的洗滌液提壓后重新返回尾氣洗滌塔13a/b循環(huán)吸收洗滌尾氣;連續(xù)熔硫釜15a/b使用的熱源來自反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器7副產(chǎn)的低壓蒸汽，低壓蒸汽相變做功完成后產(chǎn)生的冷凝液，進入集液槽18收集儲存，通過冷卻循環(huán)水加壓栗12提壓后返回產(chǎn)物冷卻器7作為換熱介質(zhì)使用，實現(xiàn)裝置低壓蒸汽-冷凝液系統(tǒng)的閉環(huán)自給運行，洗滌水只有在原始開車和定期補充損耗時需要從外系統(tǒng)補給。
[0027]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種處理低濃度硫化氫酸性尾氣的裝置，其特征在于包括:原料氣混合器、原料氣凈化器、原料氣預(yù)熱器、無焰催化氧化反應(yīng)器、反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器、產(chǎn)品分離器、尾氣洗滌塔、洗滌液富硫槽、連續(xù)熔硫釜、循環(huán)洗滌水槽、硫封罐、液硫槽，上游低溫甲醇洗工序低濃度硫化氫酸性尾氣與空氣在原料氣混合器內(nèi)進行混合，原料混合器的出氣口與原料氣凈化器的進氣口連通，原料氣凈化器的出氣口與原料氣預(yù)熱器的進氣口連通，原料氣預(yù)熱器的出氣口與無焰催化氧化反應(yīng)器的進氣口連通，無焰催化氧化反應(yīng)器的出氣口通過反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器后與產(chǎn)品分離器的進料口連通，產(chǎn)品分離器的出液口通過硫封罐與液硫槽的進液口連通，產(chǎn)品分離器的出氣口與尾氣洗滌塔的進氣口連通，尾氣洗滌塔的洗滌液出口與洗滌液富硫槽的進液口連通，在尾氣洗滌塔上還設(shè)有尾氣出口和進水口，洗滌液富硫槽的溢流口與循環(huán)洗滌水槽的進液口流通，循環(huán)洗滌水槽的出液口通過循環(huán)洗滌水升壓栗與尾氣洗滌塔的進液口連通，洗滌液富硫槽的出料口與連續(xù)熔硫釜的進液口連通，連續(xù)熔硫釜的洗滌液出口與循環(huán)洗滌水槽的進液口流通，連續(xù)熔硫釜的硫磺出口與液硫槽的進液口連通。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括集液槽，所述連續(xù)熔硫釜為夾套熔硫釜，并在夾套熔硫釜上設(shè)有蒸汽進口和冷凝液出口，夾套熔硫釜的蒸汽進口與反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器的蒸汽出口連通，夾套熔硫釜的冷凝液出口與集液槽的進液口連通，集液槽的出液口通過冷卻循環(huán)水加壓栗與反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器的進液口連通。3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括:空氣增壓設(shè)備，用于對進入原料混合器前的空氣進行增壓。4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括:原料氣增壓設(shè)備，用于對進入原料混合器前的上游低溫甲醇洗工序低濃度硫化氫酸性尾氣進行增壓。
【文檔編號】B01D53/52GK205700142SQ201620635468
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】王建冬, 丁明公, 劉金亮, 李劍川, 王軼君, 康健, 王曉波, 王曉敏, 劉暢
【申請人】天脊煤化工集團股份有限公司