排放浓度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属硫磺回收技术领域，具体涉及一种硫磺回收装置降低烟气SO2排放浓度 的方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，环境污染问题已成为经济高速发展的制约因素，是各国政府立 法必不可少的重要内容。工业发达国家对硫排放要求非常严格，美国联邦政府环境保护 局法规规定石油炼制工业加热炉烟气、硫磺尾气和催化裂化再生烟气SO 2排放浓度限值为 50ppm(v)，约折合143mg/m3。目前中国硫磺回收装置烟气SO 2排放浓度执行GB16297-1996 《大气污染物综合排放标准》，标准规定SO2排放浓度小于960mg/m 3。2014年即将执行的新 的环保标准，规定硫磺回收装置烟气SO2排放浓度小于400mg/m 3,特别地区排放小于200mg/ m3。目前中国大多数硫磺回收装置烟气中SO2含量虽在960mg/m3以下，但难以达到200mg/ m3标准要求。
[0003] 影响硫磺回收装置烟气SO2排放浓度的因素主要为Claus净化尾气和液流脱气废 气中残留的含硫化合物。
[0004] 净化尾气的总硫含量与脱硫剂的净化度和催化剂的转化率（特别是有机硫含量） 密切相关，净化尾气主要含有未被吸收的H 2S和有机硫，经焚烧炉焚烧后转化为SO2，增加烟 气302排放浓度150-500mg/m 3。使用高效脱硫剂将会显著降低净化尾气的总硫含量，如美 国亨斯迈公司开发的MS-300复配型高效脱硫剂，可使净化尾气的H 2S含量降至10mg/m3以 下，对烟气SO2排放浓度贡献值为10-20m g/m3。
[0005] 液硫脱气是硫回收装置安全生产的一个十分重要的措施，克劳斯法生产的硫磺通 常H2S在300-500ppm，如不进行液硫脱气，溶解在液硫中的多硫化物（H 2Sx)和H2S在液硫储 存、运输和加工过程中多硫化物（H2S x)就会分解生成H2S并释放出来，当H2S积聚达到一定 浓度时，就会发生毒害甚至有爆炸危险。另一方面，未脱气硫磺成型的固体硫磺的易碎性 商，在装卸和运输过程中会广生更多的硫横细粒和粉尘。液硫脱气的基本原理是释放溶解 的H 2S气体，并让多硫化物按H2SX\H2S+SX快速分解，最后从液硫中脱除残余的H 2S，脱气后液 硫中的总H2S含量达到0.0 OIwt %。
[0006] 国内外常用的液硫脱气工艺包括：Shell脱气工艺、Aquisulf脱气工艺、Exxon 脱气工艺、Amoco(BP)脱气工艺、D'GAASS脱气工艺和HySpec脱气工艺。在由Jaeobs Engineeirng提供的Shelll工艺中，液硫池中设置汽提塔，空气通过汽提塔，液硫在空气流 的强力搅拌下，溶解的多硫化氢（H 2Sx)分解成H2S, H2S随空气一起进入气相空间。分出H2S 的气体经蒸汽喷射器抽送至尾气焚烧炉；A quisulf工艺目前由Lurgi公司颁发许可证。液 硫在泵作用下循环通过布置在气相空间的喷嘴雾化，被引入的环境空气或克劳斯尾气逆 流吹扫而脱气。脱硫废气经蒸汽喷射器抽送至尾气焚烧炉，该工艺需要使用Aquisulf液体 催化剂；KTI采用BP公司Amoco专有液硫脱气技术，汽提塔为一台催化填料塔，塔置于液硫 池上方，液硫池中液硫经泵升压后与空气一起从下部进入汽提塔。液硫与空气通过填料层 后，溶解的多硫化氢（H2Sx)分解成H2S, H2S随空气一起进入气相空间，混合气送至焚烧炉； Exxon脱气工艺使用专利空气喷嘴将液硫吸入后喷出，对池内液硫进彳丁揽动，促进硫化氧脱 出。利用蒸汽喷射器来回收脱气空气，同时抽出辅助的液硫池吹扫空气，将混合气流送至 焚烧炉或反应炉。当停留时间超过20h时，无需使用催化剂；D'GAASS工艺采用一个立式 容器进行脱气，未脱气的硫磺与预热后的干燥空气在填料床中于50-100Pa压力下逆流接 触。空气由一个特殊设计的分布器引入后向上流动，为多硫化物的分解反应提供所需的氧 气，并对液硫进行搅动，气提出游离KH 2S。脱气后废气引入焚烧炉；Hyspee工艺通常是 采用2-4个标高依次降低的搅拌槽式反应器，液硫靠重力阶梯式自流，未处理的硫磺从收 集池或容器泵入第一反应器底部，随后通过一根立管溢流进入与下一级反应器底部入口 连接的排液管混合气送至焚烧炉或反应炉。几种液硫脱气工艺都是将废气抽送至焚烧炉或 是加热炉处理，废气中的硫元素最终以二氧化硫的形式排放到大气中，污染环境，增加二氧 化硫排放 150-200mg/m3。
[0007] 现有硫回收工艺技术可满足GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》，但无法 满足即将执行的新环保标准要求。现有液硫脱气技术液硫脱气的汽提气通常为空气、蒸 汽、Claus尾气和氮气，蒸汽容易导致管线和设备腐蚀，外供气源会增加过程气的气量，从而 增加管线和设备尺寸；Claus尾气所含H 2S会使液硫游离H2S趋近平衡，液硫无法满足H2S 小于IOppm的指标要求。现有液流脱气的处理采用焚烧炉焚烧技术，废气含有H2S和硫蒸 汽等含硫物质，直接引入焚烧炉处理，含硫物质燃烧转化为SO 2，使烟气SO2排放浓度增加 150-200mg/m3,无法满足即将实施的排放标准。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种硫磺回收装置降低烟气SO2排放 浓度的方法，可将液硫中硫化氢脱除至IOppm以下，达到高效净化的目的；装置SO 2排放浓 度可以实现降至lOOmg/m3以下。
[0009] 本发明所述的硫磺回收装置降低烟气SO2排放浓度的方法，包括热反应单元、催化 反应单元和净化尾气单元，其特征在于 ：
[0010] 尾气净化单元为：来自催化反应单元的克劳斯尾气经Claus尾气再热器加热后， 进入加氢反应器内发生加氢反应，转化为硫化氢，含硫化氢的加氢尾气经急冷塔降温，进入 胺液吸收塔，硫化氢被胺液脱硫剂吸收，吸收硫化氢后的部分净化尾气引入液硫池底部，作 为液硫脱气的气提气对液硫进行鼓泡脱气，脱出溶解在液硫中的微量硫化氢，其余净化尾 气引入焚烧炉焚烧后排放；
[0011] 其中：液硫脱气的废气抽出后按照以下所述方案之一进行硫回收处理：
[0012] (1)液硫脱气的废气抽出后与一级冷凝器出口过程气混合后进入一级硫捕集器进 行硫回收处理；
[0013] (2)液硫脱气的废气抽出后与二级冷凝器出口过程气混合后进入二级硫捕集器进 行硫回收处理；
[0014] (3)液硫脱气的废气抽出后与Claus尾气混合后进入三级硫捕集器进行硫回收处 理。
[0015] 优选第三种硫回收处理方式，即硫回收处理液硫脱气的废气抽出后与Claus尾气 混合后进入三级硫捕集器进行硫回收处理。
[0016] 其中：热反应单元为：含硫化氢的酸性气在反应炉中部分燃烧转化为二氧化硫， 燃烧温度900-140(TC，硫化氢与二氧化硫发生克劳斯反应生成元素硫和反应炉尾气，元素 硫和反应炉尾气进入一级冷凝器进行冷凝，冷凝下来的液体硫磺与反应炉尾气分离后进入 液硫池，一级冷凝器出口过程气进入一级硫捕集器捕集硫颗粒和硫蒸气后进入催化反应单 元；
[0017] 催化反应单元为：过程气进入一级转化器，在催化剂作用下发生反应，生成元素硫 和一级转化器尾气，元素硫和一级转化器尾气进入二级冷凝器进行冷凝，元素硫进入液硫 池得到液体硫磺，二级冷凝器出口过程气进入二级硫捕集器捕集硫颗粒和硫蒸气后进入二 级转化器反应，在催化剂作用下经Claus催化转化后，生成元素硫和Claus尾气，元素硫和 Claus尾气进入三级冷凝器进行冷凝，冷凝后生成的液硫进入液硫池，冷凝后的Claus尾气 进入三级硫捕集器捕集硫颗粒和硫蒸气后进入尾气净化单元。
[0018] 尾气净化单元为：Claus尾气被加热到200-300°C进入加氢反应器，在加氢催化剂 的作用下，尾气中携带的元素硫、SO 2加氢全部转化为H2S, COSXS2水解转化为H2S，含H2S的 加氢尾气经急冷塔降温至25-42°C，进入装有复配高效脱硫剂的胺液吸收塔，H 2S被胺液吸 收，吸收H2S后的净化尾气中H2S含量小于50ppm ;将部分净化尾气引入液硫池底部，作为液 硫脱气的气提气对液硫进行鼓泡脱气，脱出溶解在液硫中的微量H2S，使液硫中溶解的H 2S 的量小于lOppm，含有H2S及硫蒸汽的液硫脱气的废气经蒸汽喷射器抽出。
[0019] 吸收硫化氢的胺液进入再生塔进行再生，再生酸性气重新返回热反应段进一步回 收元素硫。