一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法技术

本发明专利技术公开一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法，采用干法选择性氧化和湿式氧化法联合将硫化氢转化为硫磺，并做到超低排放的联合工艺，包括使用的催化剂及反应工艺，该催化剂及反应工艺方法可用于石油炼制、天然气净化及煤化工等行业的硫回收和酸性气处理中。含有硫化氢的酸性气首先经过干法选择性氧化工艺，将90％以上硫以硫磺形式回收，余下部分通过湿法氧化工艺进行处理，尾气能够满足超低排放要求，并且能够减少传统湿法氧化过程的催化剂、碱源消耗，并减少副产物硫饼的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法
本专利技术属于脱硫
，更加具体地说，涉及干法选择性氧化和湿式氧化法联合将硫化氢转化为硫磺，并做到超低排放的联合工艺，包括使用的催化剂及反应工艺，该催化剂及反应工艺方法可用于石油炼制、天然气净化及煤化工等行业的硫回收。
技术介绍
在硫回收工艺中，采用克劳斯和选择性氧化工艺可将工业气体中的硫化氢高进行回收，得到高质量的硫磺，但排放废气通常无法达标。克劳斯及其衍生工艺通常最后需要加焚烧炉和碱洗才能满足日益严格的排放要求，而另一种干法选择性氧化工艺则需要将硫回收后的尾气采用催化氧化的方法进行转化，最后用碱洗的方法进行处理。如中国专利CN201710794094.8中采用催化氧化催化剂和工艺，将未完全转化的硫化氢转为为二氧化硫，再用碱洗实现超净排放。湿法氧化脱硫技术在硫化氢转化及超净排放取得了非常多的成果，如美国清洁空气系统公司开发的LO-CAT工艺，中国专利CN105233649A中描述了一种采用以络合铁为主要成分的湿法脱硫催化剂，该催化剂，脱硫工艺简单，脱硫效率高，但存在再生速率慢、再生设备尺寸大、再生空气用量高、再生过程中风机电耗高的缺点，以及再生系统出来的硫磺产品品质差，难以对外销售的缺点。同时湿法氧化工艺催化剂成本受硫化氢流量影响，总硫量较大会直接导致运行成本偏高，影响湿法氧化工艺的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法，利用干法氧化和湿法氧化相结合，采用选择性氧化硫回收技术，在温和条件下将气体中大部分硫化氢回收为高品质硫磺，结合湿法氧化工艺，将前面干法硫回收的尾气(含有少量硫化氢、二氧化硫、硫磺)进行吸收转化，最终实现超净排放。采用两种方法结合工艺既能节省运行成本，同时生产高品质硫磺，还能满足严苛的排放要求，因此这是一条非常市场价值和环保意义的方法。本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实现。一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法，按照下述步骤进行：硫化氢管路和第一空气管路分别与混合气路相连，以实现含有硫化氢的气体与空气的混合，得到混合气体；混合气路与预热器相连，以使混合气体得到预热，以得到预热气体；预热器与绝热反应器通过预热气体管路相连，以将预热气体导入绝热反应器进行反应，以实现针对硫化氢的选择性氧化，得到含硫蒸汽的混合气体；绝热反应器与硫冷凝器通过含硫气体管路相连，以将含硫蒸汽的混合气体导入硫冷凝器中，以实现硫的冷凝和分离，得到的液相硫通过液相硫管路进行收集，并作为硫磺产品进行外售；硫冷凝器与吸收塔通过气相尾气管路进行相连，在硫冷凝器中得到的气相通过气相尾气管路进入吸收塔进行处理；在吸收塔的塔顶设置尾气排放管路，吸收塔的塔底通过脱硫液管路与再生反应器相连并在脱硫液管路中设置第一泵；再生反应器与第二空气管路相连，以实现空气的进入；再生反应器的底部通过硫磺颗粒管路与固液分离设备相连并在硫磺颗粒管路中设置第二泵，将反应后得到的固体硫磺颗粒从再生反应器送至固液分离设置；经固液分离设备分离处理后，以得到硫饼，作为硫磺产品进行外售；再生反应器通过再生脱硫液管路与吸收塔塔顶相连并在再生脱硫液管路中设置第三泵，再生反应器中经空气处理再生后的脱硫液经再生脱硫液管路送至吸收塔塔顶，进行再次吸收，以完成循环过程。而且，常温常压下含有硫化氢的气体(即酸性气体)与空气混合后，经过预热器预热至100—200℃，再进入绝热反应器中进行硫化氢和氧气的反应，通常绝热反应器温度控制在200～400℃，经过反应后，含硫气体进入硫冷凝器进行处理，得到高品质的液态硫磺，气相尾气冷却至120—140摄氏度，硫化氢含量在20—200ppm。而且，绝热反应器装填有选择性氧化催化剂(即干法选择性氧化催化剂)，催化剂为球形或条形，催化剂的主要成分是Fe、Ti和Al。而且，绝热反应器可以是列管式固定床反应器，也可以是内缠绕管式固定床反应器，并配合汽包使用，采用饱和热水进行换热，将氧化反应过程产生的热量移除，并副产蒸汽，通过调节汽包产蒸汽压力来调节绝热反应器床层温度。而且，空气流量与硫化氢流量的比例控制在0.5～1，以控制绝热反应器中的二氧化硫量到最低。将气体中的硫化氢转化为硫磺，硫化氢转化率为85～99％，硫化氢对硫磺的选择性为95～99.9％。而且，吸收塔为填料塔，采用含有络合铁催化剂的碱性溶液作为吸收剂，将未转化的硫化氢吸收后转化为硫磺，同时利用碱性溶液特性，将气体中的二氧化硫吸收转化，确保尾气中总硫小于10mg/m3，需要在运行过程中根据实际情况进行络合铁催化剂的补充。而且，在吸收塔中通常温度为40—60℃，压力为常压。而且，再生反应器为常压容器，再生反应器内温度控制在40—60℃，空气与脱硫液中的Fe2+反应，将Fe2+氧化为Fe3+，完成络合铁的氧化-还原循环过程，利用重力将硫磺等混合物质沉降富集，然后将这部分固液混合物自再生反应器底部，使用泵送至固液分离设备进行处理，如离心设备，将硫磺和溶液进行分离，分离出的硫磺可直接外送或间歇熔硫处理，分离后的溶液回到系统。与现有技术相比，本专利技术的一种干法氧化和湿法氧化脱硫工艺方法是在当前工业应用的干法硫回收工艺和湿法硫回收工艺基础上，利用了干法工艺运行陈本低、回收硫磺质量好和湿法工艺尾气中硫化氢含量低的特点进行集成，同时对干法排放高和湿法运行成本高、硫磺质量差的劣势进行了抑制，这是一条有经济性、同时又能够满足超净排放的工艺路线。附图说明图1是本专利技术干法氧化和湿法氧化工艺流程示意图，其中1为硫化氢管路，2为第一空气管路，3为混合气路，4为预热器，5为预热气体管路，6为绝热反应器，7为含硫气体管路，8为硫冷凝器，9为气相尾气管路，10为液相硫管路，11为吸收塔，12为脱硫液管路，13为第一泵(富液泵)，14为第二空气管路，15为再生反应器，16为第二泵(硫浆泵)，17为硫磺颗粒管路，18为固液分离设备，19为再生脱硫液管路，20为第三泵(贫液泵)，21为尾气排放管路。具体实施方式以下结合实施例进一步阐述本专利技术的技术方案，应理解，实例并非用于限制本专利技术的应用范围。如附图1所示，本专利技术干法氧化和湿法氧化工艺流程示意图，其中1为硫化氢管路，2为第一空气管路，3为混合气路，4为预热器，5为预热气体管路，6为绝热反应器，7为含硫气体管路，8为硫冷凝器，9为气相尾气管路，10为液相硫管路，11为吸收塔，12为脱硫液管路，13为第一泵(富液泵)，14为第二空气管路，15为再生反应器，16为第二泵(硫浆泵)，17为硫磺颗粒管路，18为固液分离设备，19为再生脱硫液管路，20为第三泵(贫液泵)，21为尾气排放管路。硫化氢管路和第一空气管路分别与混合气路相连，以实现含有硫化氢的气体与空气的混合，得到混合气体。混合气路与预热器相连，以使混合气体得到预热，以得到预热气体。预热器与绝热反应器通过预热气体管路相连，以将预热气体导入绝热反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法，其特征在于，按照下述步骤进行：/n硫化氢管路和第一空气管路分别与混合气路相连，以实现含有硫化氢的气体与空气的混合，得到混合气体；/n混合气路与预热器相连，以使混合气体得到预热，以得到预热气体；/n预热器与绝热反应器通过预热气体管路相连，以将预热气体导入绝热反应器进行反应，以实现针对硫化氢的选择性氧化，得到含硫蒸汽的混合气体；/n绝热反应器与硫冷凝器通过含硫气体管路相连，以将含硫蒸汽的混合气体导入硫冷凝器中，以实现硫的冷凝和分离，得到的液相硫通过液相硫管路进行收集，并作为硫磺产品进行外售；硫冷凝器与吸收塔通过气相尾气管路进行相连，在硫冷凝器中得到的气相通过气相尾气管路进入吸收塔进行处理；/n在吸收塔的塔顶设置尾气排放管路，吸收塔的塔底通过脱硫液管路与再生反应器相连并在脱硫液管路中设置第一泵；再生反应器与第二空气管路相连，以实现空气的进入；再生反应器的底部通过硫磺颗粒管路与固液分离设备相连并在硫磺颗粒管路中设置第二泵，将反应后得到的固体硫磺颗粒从再生反应器送至固液分离设置；经固液分离设备分离处理后，以得到硫饼，作为硫磺产品进行外售；/n再生反应器通过再生脱硫液管路与吸收塔塔顶相连并在再生脱硫液管路中设置第三泵，再生反应器中经空气处理再生后的脱硫液经再生脱硫液管路送至吸收塔塔顶，进行再次吸收，以完成循环过程。/n...

【技术特征摘要】
1.一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
硫化氢管路和第一空气管路分别与混合气路相连，以实现含有硫化氢的气体与空气的混合，得到混合气体；
混合气路与预热器相连，以使混合气体得到预热，以得到预热气体；
预热器与绝热反应器通过预热气体管路相连，以将预热气体导入绝热反应器进行反应，以实现针对硫化氢的选择性氧化，得到含硫蒸汽的混合气体；
绝热反应器与硫冷凝器通过含硫气体管路相连，以将含硫蒸汽的混合气体导入硫冷凝器中，以实现硫的冷凝和分离，得到的液相硫通过液相硫管路进行收集，并作为硫磺产品进行外售；硫冷凝器与吸收塔通过气相尾气管路进行相连，在硫冷凝器中得到的气相通过气相尾气管路进入吸收塔进行处理；
在吸收塔的塔顶设置尾气排放管路，吸收塔的塔底通过脱硫液管路与再生反应器相连并在脱硫液管路中设置第一泵；再生反应器与第二空气管路相连，以实现空气的进入；再生反应器的底部通过硫磺颗粒管路与固液分离设备相连并在硫磺颗粒管路中设置第二泵，将反应后得到的固体硫磺颗粒从再生反应器送至固液分离设置；经固液分离设备分离处理后，以得到硫饼，作为硫磺产品进行外售；
再生反应器通过再生脱硫液管路与吸收塔塔顶相连并在再生脱硫液管路中设置第三泵，再生反应器中经空气处理再生后的脱硫液经再生脱硫液管路送至吸收塔塔顶，进行再次吸收，以完成循环过程。


2.根据权利要求1所述的一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法，其特征在于，常温常压下含有硫化氢的气体与空气混合后，经过预热器预热至100—200℃，再进入绝热反应器中进行硫化氢和氧气的反应，通常绝热反应器温度控制在200～400℃，经过反应后，含硫气体进入硫冷凝器进行处理，得到高品质的液态硫磺，气相尾气冷却至120—140摄氏度，硫化氢含量在20—200ppm。


3.根据权利要求1所述的一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法，其特征在于，绝热反应器装填有选择性氧化催化剂，绝热反应器是列管式固定床反应器或者内缠绕管式固定床反应器。


4.根据权利要求1所述的一种干法氧化和湿法氧化结合的脱硫工艺方法，其特征在于，空气流量与硫化氢流量的比例控制在0.5～1，以控制绝热反应器中的二氧化硫量到最低；将气体中的硫化氢转化为硫磺，硫化氢转化率为85～99％，硫化氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕静，曹新原，翟瑞国，侯强，韩曙光，
申请(专利权)人：天津市众天科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12