低浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种硫横回收工艺，具体设及一种低浓度酸性气的低硫排放硫横回收 工艺。
【背景技术】
[0002] 石油化工、煤化工、煤气化过程中，原料所含的一部分硫通常会转化成&S，经分离 形成含HzS的酸性气，该酸性气一般经硫横回收工艺进行处理，将&S尽可能多地转化为单 质硫。
[0003] 所述硫横回收装置，在运营过程中，还存在排空尾气和固体废物两个问题。经 烟画排空的尾气，其中，S〇2浓度为连续监测项目，虽然现行大气污染物综合排放标准 GB16297-1996的上限值如700mg/m3不难达到，但所在行业或所在地区还可能存在更为严格 的排放标准；&S是恶臭污染物排放标准GB14554-93所包括的恶臭污染物质之一，排放限 值更为严格，厂界标准上限值如S级为0. 45/0. 80mg/m3,100米烟画排放量上限值为14kg/ h。所述固体废物主要是硫横回收装置中所用多种催化剂、吸附剂失效后卸出的废剂，由于 运类废剂品种、成分复杂，不仅处理难度大，还存在报废、运输、处理的一系列环境污染和法 律风险。
[0004] 工业上对&S含量小于5%的低浓度酸性气，常通过选择性氧化工艺生产硫横进行 处理，其主要反应为：
阳0化] (1;
[0006] 通常还有生成S化的副反应：
[0007] (2)
[0008] S+〇2一SO 2
[0009] 受催化剂反应性能和工艺条件的限制，低&S浓度酸性气选择性氧化反应器的出 口气中总会含有较低浓度的S〇2和/或HzS,因而还要经过进一步的脱硫处理才能达到进一 步的工业应用或排放要求。通过选择所需反应性能催化剂和工艺条件，可W使选择性氧化 反应器出口气中主要含S〇2,不含&S或浓度较低，也可W使选择性氧化反应器出口气中主 要含HzS,不含S〇2或浓度较低，分别需要相应的脱硫剂和处理条件。其中，后一工艺较为方 便，有很多应用，即在选择性氧化反应器后串接催化氧化吸附脱硫塔，适当控制操作条件， 使选择性氧化反应器出口气中主要含HzS,不含S〇2或浓度较低，配入适量空气，脱硫塔中的 催化氧化吸附脱硫剂将少量S〇2与H 2S转化为单质硫，将其余&S氧化为单质硫，脱硫后的 尾气总硫含量较低，能够达到GB16297-1996国家排放要求通过烟画排空，但实践中，该工 艺常有W下S个缺陷：
[0010] A、没有充分发挥催化氧化吸附脱硫剂的脱硫精度 1] 常用的催化氧化吸附脱硫剂如NazOV活性炭、化OH/活性炭、K2CO3/活性炭、KOH/ 活性炭、Fe2〇3/活性炭、NazCOs/氧化侣、K2CO3/氧化侣等，在溫度不太高、适量〇2和水分的条 件下，能够将工艺气中的少量S〇2和过量H 2S反应转化为单质硫，将其余的&S催化氧化为 单质硫，从而具有很高的脱硫精度，如低于lOmg/m3,乃至低于5mg/m 3、2mg/m3、Img/m3;
[0012] 但该工艺所给出的操作工艺条件不够具体，如果催化氧化吸附脱硫塔入口气SO2/ 的浓度比例高于生成单质硫所需要的1:2,脱硫塔出口气的S〇2浓度就可能高于IOmg/ m3,运一点在选择性氧化反应器入口 〇2含量过高、溫度过高时容易发生，因SO 2是HzS选择 氧化反应生成为单质硫的副反应产物；或者选择性加氨还原反应器入口气的溫度不够高、 &的量不足，致使SO 2无法全部还原，运部分SO2也会进入催化氧化吸附脱硫塔，可能造成脱 硫塔出口气即工艺尾气的S〇2含量远高于lOmg/m 3,不能发挥催化氧化吸附脱硫剂的脱硫精 度；
[0013] B、所述工艺没有发挥催化氧化吸附脱硫剂的可再生性能
[0014] 常用的催化氧化吸附脱硫剂如NazOV活性炭、化OH/活性炭、K2CO3/活性炭、KOH/ 活性炭、Fe2〇3/活性炭、NazCCV氧化侣、K2CO3/氧化侣等，低溫吸附硫横后经180-300°C惰性 气吹扫，硫横可蒸发去除，脱硫剂的催化氧化吸附脱硫性能可得W较大程度的恢复；在该工 艺基本正常的运转条件下，由于脱硫塔入口气中不含可能明显降低上述催化氧化吸附脱硫 剂再生性能的物质，需要脱硫剂催化氧化吸附处理的含硫物质主要是HzS, W及少量S〇2和 微量单质硫，因而经180-300°C惰性气热再生，可能达到较好的再生效果，若能通过再生处 理，达到单次硫容2-3倍W上的总脱硫量，就有工业价值；
[0015] C、所述工艺中催化氧化吸附脱硫剂的多次更换带来较多安全与环境污染隐患
[0016] 所述吸附脱硫塔中装填的催化氧化吸附脱硫剂饱和或穿透后，需要卸剂并更换新 的催化氧化吸附脱硫剂，因而存在次数较多的定期换剂问题；卸剂时上部脱硫剂床层常有 结块，较难卸出，上部脱硫剂床层物理吸附的&S放出，存在明显的异味，卸剂现场环境较 差，若不进行适当处理，储存、运输过程中仍会散发&S、s〇2的异味，污染环境，还影响操作 人员的安全；所卸出废脱硫剂中含硫横20% (质量）W上，储存、运输过程中有易燃的危 险，燃烧放出S〇2又会造成环境污染；处理厂家在废剂处理过程中，常因规模小、设施有限， 易造成严重的环境污染，废剂中所含硫横也基本不能得到有效的利用。
[0017] 因而，有必要对上述工艺做进一步完善。
【发明内容】
[0018] 为克服上述技术缺陷，本发明提供一种低浓度酸性气的低硫排放硫横回收工艺， &S含量小于5%的低浓度酸性气，经一台选择性氧化反应器和两台可并串联的吸附脱硫塔 处理，达到脱硫目的；
[0019] 其中，选择性氧化反应器装填&S选择性氧化催化剂，反应器中催化剂分多层装 填，层间设降溫盘管发生蒸汽或预热原料，该催化剂利用空气所引入的〇2将酸性气中的绝 大部分&S选择性氧化为单质硫，副产物为极少量S化;一部分空气和酸性气混合，经酸性气 加热器加热至180~210°C由反应器顶部进入，其余空气分多路分别进入各催化剂床层之 上，控制床层溫度200-230°C ;出口气中&S的体积含量0. 05-0. 1%，且&S的体积含量是 S〇2的体积含量的3倍W上；
[0020] 选择性氧化反应器出口气经中溫冷凝器冷却到140-160°c分离单质硫后，再经低 溫冷凝器冷却至10-50°C，冷凝除去大部分的水、剩余单质硫后，补入适量空气进入吸附脱 硫塔；
[0021] 吸附脱硫塔装填可热再生的催化氧化吸附脱硫剂，在10-50°c将S〇2和HzS反应转 化为单质硫，将残余的&S氧化为单质硫，生成的单质硫沉积于脱硫剂的内孔中；吸附脱硫 塔出口过程气总硫折为S化《lOmg/m 3,从吸附脱硫塔出来的过程气经烟画排空；
[0022] 当吸附脱硫塔出口过程气总硫折为S〇2快要超过lOmg/m3时，该吸附脱硫塔切出， 用250-300°C惰性气吹扫，进行原位热再生，硫横蒸发去除后催化氧化吸附脱硫性能基本恢 复；热再生完成后，降溫至80°C W下备用，或不经降溫立即切入进行脱硫；热再生出口气回 到中溫冷凝器，与选择性氧化反应器出口气混合，将再生气中的单质硫和&S、S〇2等硫化物 进行回收，脱硫塔再生期间排空尾气总硫折为S〇2《10mg/m3。
[0023] 本发明低浓度酸性气的低硫排放硫横回收工艺中，催化氧化吸附脱硫剂可采用 NazCOs/活性炭、化OH/活性炭、K2CO3/活性炭、KOH/活性炭、FezCV活性炭、NazOV氧化侣、 K2CO3/氧化侣、FezCV氧化侣、FezCV氧化娃W及氧化铁脱硫剂中的一种或多种，都可达到总 硫《IOppm的脱硫精度。W脱硫塔所装全部脱硫剂计，在该脱硫精度时的初次硫容> 100g 硫/1000 g脱硫剂，经250-300°C惰性气多次热再生可达到初次硫容3-5倍W上的总脱硫量。 本发明的低硫排放硫横回收工艺中，所用的催化氧化吸附脱硫剂，在总硫《IOppm穿透前 的初次硫容，优选> 200g硫/1000 g脱硫剂，优选> 300g硫/1000 g脱硫剂，更优选> 400g 硫/lOOOg脱硫剂，且经多次热再生可达到初次硫容3-5倍W上的总脱硫量。
[0024] 本发明低浓度酸性气的低硫排放硫横回收工艺中，采用脱硫精度《5ppm的催化 氧化吸附脱硫剂，排空尾气的总硫可W低至《5ppm，W脱硫塔所装全部脱硫剂计，在该脱 硫精度时，初次硫容优选> 100g硫/1000 g脱硫剂，优选> 200g硫/1000 g脱硫剂，更优选 > 300g硫/1000 g脱硫剂，且经多次热再生可达到初次硫容3-5倍W上的总脱硫量。
[00巧]本发明低浓度酸性气的低硫排放硫横回收工艺中，采用脱硫精度《化pm的催化 氧化吸附脱硫剂，排空尾气的总硫可W低至《化pm，W脱硫塔所装全部脱硫剂计，在该脱硫 精度时，初次硫容> 100g硫/1000 g脱硫剂，优选> 200g硫/1000 g脱硫剂，优选>