一种硫磺回收装置的制作方法

技术领域

本发明涉及一种硫磺回收装置。

背景技术：

随着采油技术的发展，先进采油技术得到应用，能够将稠油、油页岩、甚至吸附在沙子缝隙里的固化油都能采出来，这些油田的油品相比以前有较大程度的降低，油品里的含硫量较高，炼油厂的老设备无法适应这个情况。

目前国内外都发现了高硫油田，而且储量较大，开采和炼化高硫油是大势所趋。而一些煤化工，特别是煤化工的深加工后续产业链中，多数的炼油系统以煤或者以含硫高的原油为基础化工，由于含硫量较高，如何提高油品品质和降低硫排放减少大气污染、回收利用硫磺降低成本成为煤化工和石油炼化研究的重点之一。

目前的硫磺回收系统中，废热锅炉多采用分体式汽包结构，在自然动力循环建立后，上汽包和下废锅之间形成一个动力平衡，靠压差动力推进水自下而上流动。但是随着水自下而上的流动且不断的蒸发，废锅上部气体较多，有些蒸汽来不及从上升管上升到上汽包，便会在废锅上部形成积气，积气的形成导致管板长时间处在高温状态下，容易造成管头裂纹而影响系统的运行。而且分体式汽包结构，由于设置独立的汽包实现汽液分离，增加了设备投资。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种硫磺回收装置，分离并回收尾气中的硫，同时利用分离时产生的热值，提高资源利用率，减少了大气污染。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种硫磺回收装置，用于燃烧含硫的废气，以收集燃烧后产生的硫，所述硫磺回收装置包括：

一次燃烧室，所述一次燃烧室包括用于通入含硫的废气的燃烧器、与所述燃烧器连通的用于通入空气的配风器；

一体式废锅系统，所述一体式废锅系统，与所述一次燃烧室相连通，用于接收所述一次燃烧室燃烧后产生的高温烟气，所述一体式废锅系统包括用于储水的筒体、设于所述筒体中的用于通入通出高温烟气的换热管束、设于所述筒体上方的气液分离器、与所述气液分离器相连通的用于接收分离后蒸汽的过热器；

处理系统，所述处理系统，与所述一体式废锅系统相连通，用于接收所述换热管束中换热后的高温烟气，所述处理系统包括硫冷器、与所述硫冷器连通的硫分离器、分别与所述硫分离器连通的液硫收集器和出气口。

优选地，所述配风器的一端与所述燃烧器相连通，所述配风器贴设于所述一体式废锅系统的外壁上，所述配风器，用于将经过所述一体式废锅系统的所述外壁预热后的空气通入所述燃烧器中。

优选地，所述硫磺回收装置还包括设于所述一次燃烧室和所述一体式废锅系统之间的二次燃烧室，所述二次燃烧室包括用于向其中通入含有热值的尾气的燃气分配器。

更优选地，所述二次燃烧室也与所述配风器相连通。

优选地，所述一体式废锅系统还包括高温抽气器，所述高温抽气器设于所述一体式废锅系统靠近所述一次燃烧室的一侧。

优选地，所述换热管束的中心设有用于通入通出高温烟气的中心管，所述一体式废锅系统还包括与所述中心管连通的用于调节其中高温烟气流量的调节阀组，所述调节阀组设于所述中心管靠近所述处理系统的一侧。

更优选地，所述中心管沿靠近所述处理系统的方向延伸形成一段延伸管，所述调节阀组包括阀杆，所述阀杆滑动的设于所述延伸管中。

优选地，所述换热管束整体浸没在水中。

优选地，所述硫磺回收装置还包括设于所述一次燃烧室和所述一体式废锅系统之间的阻火器。

优选地，所述处理系统还包括用于连通所述硫分离器和所述液硫收集器的液硫管道、用于连通所述硫分离器和所述出气口的气路管道。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种硫磺回收装置，通过设置一体式废锅系统，不仅造价低、投资少，汽水分离效率高，还保证运行时换热管束完全浸在水中，避免出现由于气阻导致的局部高温、管头裂纹等问题，提高了设备的安全性。

附图说明

附图1为本发明装置的结构示意图；

附图2为本发明装置中调节阀组与中心管的连接结构示意图。

其中：1、一次燃烧室；11、燃烧器；12、配风器；2、一体式废锅系统；21、筒体；22、换热管束；221、中心管；222、延伸管；23、气液分离器；24、过热器；25、高温抽气器；26、调节阀组；261、阀杆；3、处理系统；31、硫冷器；32、硫分离器；33、液硫收集器；34、出气口；35、液硫管道；36、气路管道；4、二次燃烧室；41、燃气分配器；5、阻火器。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

参见图1-2所示，上述一种硫磺回收装置，用于燃烧含硫的废气，以收集燃烧后产生的硫。

在本实施例中，该硫磺回收装置包括依次连通的用于燃烧含硫废气的一次燃烧室1、用于对燃烧后生成的高温烟气进行换热的一体式废锅系统2、用于收集硫的处理系统3。

该一次燃烧室1包括用于通入含硫的废气的燃烧器11、与该燃烧器11连通的配风器12，该配风器12用于向燃烧器11中通入空气，使其与含硫的废气一起燃烧形成高温烟气。该配风器12的一端与燃烧器11相连通，该配风器12贴设于一体式废锅系统2的外壁上。该配风器12用于将经过一体式废锅系统2的外壁预热后的空气通入燃烧器11中。具体的可以在一体式废锅系统2的外面设计一个罩壳，空气经过一体式废锅系统2的外壁进行加热，温度从正常环境温度20度能够加热到50-80度，预热后的空气通过配风器12送入燃烧器11中。一方面提高了含硫的废气的充分燃烧程度，避免含硫的废气不完全燃烧就排入空气造成环境污染；另一方面也提高了一体式废锅系统2的产气量，使一体式废锅系统2的效率提高3-5%。

硫磺回收装置还包括设于一次燃烧室1和一体式废锅系统2之间的二次燃烧室4，该二次燃烧室4包括用于向其中通入含有热值的尾气的燃气分配器41。该含有热值的尾气主要来自石油化工生产工艺中。该二次燃烧室4也与配风器12相连通。即经过一体式废锅系统2的外壁加热后的空气，也会进入二次燃烧室4中助燃。通过这个设置，含有热值的尾气和预热过的空气混合进入二次燃烧室4，与来自一次燃烧室1的高温烟气共同在二次燃烧室4中燃烧，预热过的空气为二次燃烧提供了充足的氧气。该结构一方面利用了含有热值的其他尾气中的残余热值；另一方面也使一次燃烧室1内未燃烬的含硫气体得到充分燃烧，增加产气量，并通过一体式废锅系统2转化为蒸汽得到合理、有效的利用。该结构实现了废气利用，提高了能源利用率，降低硫磺的排放。

该一体式废锅系统2与二次燃烧室4相连通，用于接收经过二次燃烧室4二次充分燃烧后产生的高温烟气。该一体式废锅系统2包括用于储水的筒体21、设于该筒体21中的换热管束22，该换热管束22用于通入通出高温烟气，且该换热管束22整体浸没在筒体21中的水中。该换热管束22还包括设于其中心的与其同轴分布的中心管221，该中心管221也用于通入通出高温烟气。该一体式废锅系统2还包括设于该筒体21上方的气液分离器23、与该气液分离器23相连通的用于接收分离后蒸汽的过热器24。该气液分离器23用于对筒体21中换热后蒸发上升的水蒸汽进行气液分离。该一体式废锅系统2还包括高温抽气器25，该高温抽气器25设于该一体式废锅系统2靠近该二次燃烧室4的一侧。通过将换热管束22浸在一个大容积筒体21中，筒体21上面为敞开式的汽液分离面，将换热管束22完全浸没在水中，避免出现由于气阻导致的管头裂纹。该高温抽气器25用于保证高负荷时换热管束22前端高强度换热区中的蒸汽迅速排出。当高温烟气进入换热管束22前端的冷水区中时，温差最大，换热强度也最大，在此处产生的蒸汽的量最多。该高温抽气器25能够使高温蒸汽及时排出，并保证了管板及换热管束22与管板的焊接接头的及时冷却，避免了管板和焊接接头长期处在高温工况下，大大延长了设备的使用寿命。

该一体式废锅系统2还包括与中心管221连通的用于调节其中高温烟气流量的调节阀组26，该调节阀组26设于中心管221靠近处理系统3的一侧。该中心管221沿靠近处理系统3的方向延伸形成一段延伸管222，该延伸管222与该中心管221同轴分布，该调节阀组26包括阀杆261，该阀杆261滑动的设于该延伸管222中，用于调节中心管221中高温烟气的流量。由于硫磺回收装置受生产工艺影响较大，导致一体式废锅系统2中工况不稳定，尾部容易产生露点腐蚀，影响其使用寿命。通过设置中心管221与其尾部的调节阀组26，能够调节整个换热管束22中的换热强度，以保证尾部的温度。当系统负荷较低时，调节阀组26开度增大，使通过中心管221的高温烟气量增加，而通过换热管束22的高温烟气量则减少，从而减少高温烟气与换热管束22外水的热量交换；反之，当系统负荷较高时，调节阀组26开度减小，使通过中心管221的高温烟气量减少，而通过换热管束22的高温烟气量增多，从而增加高温烟气与换热管束22外水的热量交换。该结构保证了尾部烟气的温度，减少了露点腐蚀的发生，适应了不断变化的工况，对系统的稳定性起到了重要的作用。

该处理系统3与该一体式废锅系统2相连通，用于接收经过换热管束22中换热后的高温烟气。该处理系统3包括硫冷器31、与该硫冷器31连通的硫分离器32、分别与该硫分离器32连通的液硫收集器33和出气口34、用于连通硫分离器32和液硫收集器33的液硫管道35、用于连通硫分离器32和出气口34的气路管道36。该出气口34为烟囱，该气路管道36为烟道。

该硫磺回收装置还包括设于二次燃烧室4和一体式废锅系统2之间的阻火器5。通过设置该阻火器5，可以防止二次燃烧室4的火焰过长，烧到过热器24的管道。

以下具体阐述下本实施例的工作过程：

含硫的废气，从燃烧器11进入一次燃烧室1中燃烧，预热过的空气从配风器12进入燃烧器11中与含硫的废气一起燃烧；燃烧后产生的气体进入二次燃烧室4中，与从燃气分配器41中进来的其它尾气混合后再次燃烧，为了保证废气的充分燃烧，从配风器12中补充部分预热空气进入二次燃烧室4中，使氧气充足火焰稳定，废气中的硫化物全部转变为硫，从而提高硫磺的转化率（大约提高3-5%）。

二次燃烧室4中的火焰通过阻火器5后，火焰熄灭成为高温烟气，高温烟气进入一体式废锅系统2中的换热管束22内，与筒体21中的水进行换热，将热量转换为高温蒸汽，高温蒸汽上升经过汽液分离器，分离蒸汽中携带的水份，使蒸汽更纯净，然后进入过热器24中，成为高品质蒸汽。

高温烟气经过一体式废锅系统2放出热量后，进入硫冷器31中进一步冷却降温，其中的硫冷凝后顺着液硫管道35进入液硫收集器33中，其中的烟气则顺着烟道进入烟囱中排出。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。