硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统及方法，催化氧化吸附处理系统，包括呈串联设置的催化氧化反应器和氧化吸附反应器，且催化氧化反应器设置在氧化吸附反应器前端；所述催化氧化反应器通过管道第一加热器连接，所述催化氧化反应器与空气进管连接，所述催化氧化反应器中装填有氧化催化剂，用于将硫磺回收装置产生的含硫尾气中的硫化物氧化成二氧化硫；所述氧化吸附反应器装填了用于吸附二氧化硫的氧化吸附剂。经过本发明专利技术系统处理后的含硫尾气中的二氧化硫质量浓度小于50mg/m3，且没有废水产生，不会导致系统腐蚀、堵塞。堵塞。堵塞。

【技术实现步骤摘要】
硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及硫磺回收
，具体涉及硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，国内大型硫磺回收装置采用还原吸收类(如SCOT、SSR、HCR)实现二氧化硫排放浓度小于等于400mg/m3的标准要求，配套碱液洗涤工艺实现尾气二氧化硫小于100mg/m3的排放要求。天然气行业由于潜硫量小，酸气硫化氢浓度低，硫磺回收装置多采用两级或三级克劳斯工艺，由于化学平衡的限制，硫磺回收率一般只能达到97％左右，剩余的硫化物通过燃烧转化成二氧化硫排放，近两三年，国内天然气行业引进国外氧化吸收工艺处理天然气净化厂硫磺回收装置尾气中含硫化合物，使二氧化硫排放浓度小于100mg/m3。
[0003]氧化吸收法是加拿大Cansolv技术公司首先开发的，是利用专利技术的二元有机胺水溶液作为吸收剂在常温下吸收二氧化硫，然后在高温条件下将吸收剂中的二氧化硫解析并返回硫磺回收装置回收硫元素，从而达到脱除和回收烟气中二氧化硫的目的。该工艺脱除二氧化硫虽然效果显著，但是，存在以下技术问题：
[0004]1)、系统腐蚀问题严重，烟气洗涤中，利用循环水降温、除尘、洗涤酸雾，然后再与有机硫二元胺溶液接触吸收二氧化硫，烟气中强酸组分在洗涤过程中进入洗涤水和脱硫溶液中，造成管道、阀门、循环泵、吸收塔等设备腐蚀损坏。
[0005]2)、系统堵塞问题，吸收二氧化硫的专利有机二元胺溶液配方成分复杂，烟气中粉尘及烟气中大量水汽，洗涤、除尘和旋液分离效果不理想，生产装置工况情况波动等影响，使氧化吸收单元系统堵塞问题频繁发生。
[0006]3)、含硫尾气热焚烧炉操作温度通常为600～800℃，且由于难以精确控制焚烧温度等生成SO3含量较高，及烟气中大量水汽造成高温硫腐蚀。
[0007]4)、再生过程塔顶操作温度高造成气相夹带、化学降解，除尘效果不好及水汽等进入脱硫系统，与有机胺溶液形成热稳定盐，腐蚀产物进入脱硫溶液中造成溶液发泡等。
[0008]5)、烟气降温和除尘使用大量循环水，及为了控制脱硫溶液pH值为4～6而加入碱性物质，生产过程产生大量高盐废水，现有污水处理单元及工艺无法处理，污水处理单元无法接收大量废水等问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统及方法，经过该系统处理后的含硫尾气中的二氧化硫质量浓度小于50mg/m3，且没有废水产生，不会导致系统腐蚀、堵塞。
[0010]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0011]硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统，包括呈串联设置的催化氧化反应器和氧化吸附反应器，且催化氧化反应器设置在氧化吸附反应器前端；
[0012]所述催化氧化反应器通过管道第一加热器连接，所述催化氧化反应器与空气进管连接，所述催化氧化反应器中装填有氧化催化剂，用于将硫磺回收装置产生的含硫尾气中的硫化物氧化成二氧化硫；
[0013]所述氧化吸附反应器装填有用于吸附二氧化硫的氧化吸附剂。
[0014]本专利技术的处理对象为硫磺回收装置产生的含硫尾气，所述含硫尾气中含有少量硫化氢、二氧化硫、羰基硫和二硫化碳。
[0015]本专利技术所述催化氧化反应器中装填有氧化催化剂，能够将硫化氢、羰基硫和二硫化碳氧化为二氧化硫，且本专利技术催化氧化后的气体中硫化氢含量小于10ppm，其余硫化物只有二氧化硫，本专利技术所述第一加热器用于对含硫尾气进行预热处理。
[0016]本专利技术所述氧化吸附反应器装填的氧化吸附剂能够吸附大部分经过催化氧化反应器氧化产生的二氧化硫，经过氧化吸附的气体中的二氧化硫质量浓度小于50mg/m3，可直接通过烟囱排入大气。
[0017]采用本专利技术所述催化氧化吸附处理系统处理硫磺回收装置含硫尾气时，采用的固体催化氧化吸附，不会产生废水，也不会导致系统腐蚀和堵塞的问题。
[0018]同时，本专利技术再生出的气体组成为二氧化硫，返回硫磺回收装置克劳斯反应器参与硫化氢与二氧化硫的克劳斯反应，过程为化学再生方法。
[0019]进一步地，还包括第二加热器，所述第二加热器的两端分别与还原气提供系统和氧化吸附反应器连接，所述氧化吸附反应器通过管道与硫磺回收装置连接，将还原产生的二氧化硫导入一级克劳斯反应器。
[0020]本专利技术所述第二加热器用于对还原性气体进行预热处理，所述还原气提供系统用于向氧化吸附反应器提供还原性气体，所述还原性气体包括氢气、一氧化碳、硫化氢、甲烷等，优选氢气。
[0021]本专利技术的氧化吸附反应器运行一定时间后利用还原性气体再生出二氧化硫并返回硫磺回收装置一级预热器入口，然后通过克劳斯反应转化成硫磺，实现硫资源回收的同时降低烟气二氧化硫排放。
[0022]进一步地，氧化吸附反应器并联设置有两个，其中一个氧化吸附反应器处于氧化吸附状态，另一个氧化吸附反应器处于还原再生状态。
[0023]当其中一个氧化吸附反应器吸附二氧化硫的能力使排出的气体中二氧化硫含量大于50mg/m3时，对其进行还原再生，而利用另一个氧化吸附反应器进行吸附处理，两个氧化吸附反应器交替使用，避免停机进行还原再生。
[0024]进一步地，氧化吸附反应器通过管道与烟囱连通，该管道上设置有二氧化硫检测器，该二氧化硫检测器用于检测经过氧化吸附反应器吸附处理后排出气体中二氧化硫的含量。
[0025]进一步地，还包括含硫尾气收集器，所述含硫尾气收集器与第一加热器连接，所述含硫尾气收集器用于收集硫磺回收装置产生的含硫尾气。
[0026]基于上述催化氧化吸附处理系统的处理方法，包括以下步骤：
[0027]S1、硫磺回收装置产生的含硫尾气预热后，与空气混合后进入催化氧化反应器，或含硫尾气与空气混合后再预热进入催化氧化反应器，使含硫尾气中的硫化物催化氧化成二氧化硫；
[0028]S2、步骤S1获得的二氧化硫进入氧化吸附反应器，氧化吸附剂吸附二氧化硫。
[0029]步骤S1中的化学反应式包括：
[0030]H2S+O2→
SO2+H2O、COS+O2→
SO2+CO2、CS2+O2→
SO2+CO2、S+O2→
SO2。
[0031]步骤S2中化学反应式为：MxO+SO2+1/2O2→
MxSO4(吸附时)、MxSO4+H2
→
MxO+SO2+H2O(再生时)。
[0032]本专利技术的处理对象为硫磺回收装置产生的含硫尾气，所述含硫尾气中含有少量硫化氢、二氧化硫、羰基硫和二硫化碳，由于大部分含硫物质已经在硫磺回收装置中处理回收，含硫尾气的含硫尾气相对较少，因此，本专利技术根据此处理对象的组成特点，采用催化氧化吸附处理技术，先将含硫尾气的含硫化合物(硫化氢、羰基硫、二硫化碳)氧化成二氧化硫，然后采用氧化吸附剂吸附二氧化硫，生产过程为气固相反应，使排出的气体的二氧化硫质量浓度小于50mg/m3，达到直接排放的标准。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统，其特征在于，包括呈串联设置的催化氧化反应器(3)和氧化吸附反应器(5)，且催化氧化反应器(3)设置在氧化吸附反应器(5)前端；所述催化氧化反应器(3)通过管道第一加热器(2)连接，所述催化氧化反应器(3)与空气进管连接，所述催化氧化反应器(3)中装填有氧化催化剂，用于将硫磺回收装置产生的含硫尾气中的硫化物氧化成二氧化硫；所述氧化吸附反应器(5)装填有用于吸附二氧化硫的氧化吸附剂。2.根据权利要求1所述的硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统，其特征在于，还包括第二加热器(4)，所述第二加热器(4)的两端分别与还原气提供系统和氧化吸附反应器(5)连接，所述氧化吸附反应器(5)通过管道与硫磺回收装置连接，将还原产生的二氧化硫导入一级克劳斯反应器(11)。3.根据权利要求1所述的硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统，其特征在于，所述氧化吸附反应器(5)并联设置有两个。4.根据权利要求3所述的硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统，其特征在于，所述氧化吸附反应器(5)通过管道与烟囱(7)连通，该管道上设置有二氧化硫检测器(6)。5.根据权利要求1
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4任一项所述的硫磺回收装置含硫尾气的催化氧化吸附处理系统，其特征在于，还包括含硫尾气收集器(1)，所述含硫尾气收集器(1)与第一加热器(2)连接，所述含硫尾气收集器(1)用于收集硫磺回收装置产生的含硫尾气。6.基于权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗社，熊钢，范锐，王小强，倪伟，刘其松，许娟，张小兵，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：