一种处理低浓度硫化氢酸性尾气的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种处理低浓度硫化氢酸性尾气的装置，硫化氢酸性尾气与空气在原料气混合器内进行混合，原料混合器、原料气净化器、原料气预热器、无焰催化氧化反应器、反应产物冷却器、产品分离器依次连通，产品分离器的出液口通过硫封罐与液硫槽的进液口连通，产品分离器的出气口与尾气洗涤塔的进气口连通，尾气洗涤塔的洗涤液出口与洗涤液富硫槽的进液口连通，洗涤液富硫槽的溢流口与尾气洗涤塔流通，洗涤液富硫槽的出料口依次与连续熔硫釜、循环洗涤水槽连通，连续熔硫釜的硫磺出口与液硫槽的进液口连通。本实用新型具有安全性高、能耗低、装置投资及日常运行维护成本低少、副产品品质高、环境友好、工艺适应性强，工艺调整灵活的特点。
【专利说明】
一种处理低浓度硫化氢酸性尾气的装置
技术领域
[0001]本实用新型属于天然气、石油化工、煤化工尾气净化领域，涉及石油化工、煤化工领域加工低含硫原料采用低温甲醇洗工序净化产生低含硫化氢酸性尾气净化脱除领域，特别是涉及一种处理低浓度硫化氢酸性尾气的装置。
【背景技术】
[0002]低温甲醇洗工艺是一种脱除原料气中酸性气体的物理脱硫方法，是利用甲醇溶剂对各种气体组分溶解度的显著差别，可分别脱除H2SXO2和各种有机硫等杂质，具有气体净化度高，选择性好、溶剂吸收能力强、操作费用低等特点，被石油化工、煤化工领域被广泛应用。
[0003]低温甲醇洗工艺吸收了H2S的甲醇经过闪蒸、气提、热再生等方法进行再生循环利用，同时解析出的含硫化氢酸性尾气被送往硫回收工序进行净化处理，在实际的生产过程中，从低温甲醇洗工序送出来的含硫化氢的酸性尾气存在H2S含量低0.5-15%、尾气气量大等问题，如果采用低含硫原料进行加工生产，这些问题将更加突出。而常规硫回收工艺通常采用的克劳斯硫回收工艺系列、克劳斯+尾气处理硫回收工艺等脱硫工艺技术普遍要求待处理的入口原料气中硫化氢含量高于15-30%，才能满足正常生产运行。
[0004]为解决上述矛盾，通常做法是对上游低温甲醇工艺进行改造，增加硫化氢提浓过程和设备，以适应常规硫回收入口浓度的工艺要求。这样做增加装置投资，增加工艺操作的复杂性，降低了装置运行的经济性，同时还需要考虑原有低温甲醇洗装置是否有足够大的地方安置新增的装置和设备。
[0005]此外，现在普遍采用的克劳斯系列硫回收工艺针对这种大气量、低硫化氢浓度的酸性尾气，普遍采用富氧燃烧氧化，以提高其脱硫率。一方面需要增设空分装置提供氧气，增加了装置投资和工艺复杂性。另一方面，富氧有焰燃烧大大增加了装置的安全风险。另外克劳斯系列硫回收工艺是国外引进技术，其催化剂及工艺专利技术引进费用较高，项目的投资较高。
[0006]另外一些采用湿法脱硫，包括超重力脱硫法、氨法尾气脱硫、碱洗脱硫法等方法的硫回收装置，需要消耗大量PDS脱硫剂、氨水、碱液等原辅材料，装置运行成本较高的问题，现场运行过程存在着设备腐蚀、装置管线堵塞严重的情况。随着国家对硫排放指标的要求越来越严格，如何实现这些脱硫装置低成本，长周期和稳定运行，已经成为这些企业硫回收工艺技术装备升级改造过程亟待解决的问题。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型公开了一种处理低浓度硫化氢酸性尾气的装置，具有安全性高、能耗低、装置投资及日常运行维护成本低少、副产品品质高、排放气可达标排放、环境友好、工艺适应性强，工艺调整灵活的特点。
[0008]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0009]一种处理低浓度硫化氢酸性尾气的装置，包括:原料气混合器、原料气净化器、原料气预热器、无焰催化氧化反应器、反应产物冷却器、产品分离器、尾气洗涤塔、洗涤液富硫槽、连续熔硫釜、循环洗涤水槽、硫封罐、液硫槽，上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气与空气在原料气混合器内进行混合，原料混合器的出气口与原料气净化器的进气口连通，原料气净化器的出气口与原料气预热器的进气口连通，原料气预热器的出气口与无焰催化氧化反应器的进气口连通，无焰催化氧化反应器的出气口通过反应产物冷却器后与产品分离器的进料口连通，产品分离器的出液口通过硫封罐与液硫槽的进液口连通，产品分离器的出气口与尾气洗涤塔的进气口连通，尾气洗涤塔的洗涤液出口与洗涤液富硫槽的进液口连通，在尾气洗涤塔上还设有尾气出口和进水口，洗涤液富硫槽的溢流口与循环洗涤水槽的进液口流通，循环洗涤水槽的出液口通过循环洗涤水升压栗与尾气洗涤塔的进液口连通，洗涤液富硫槽的出料口与连续熔硫釜的进液口连通，连续熔硫釜的洗涤液出口与循环洗涤水槽的进液口流通，连续熔硫釜的硫磺出口与液硫槽的进液口连通。
[0010]作为一种优选实施方式，该装置还包括集液槽，所述连续熔硫釜为夹套熔硫釜，并在夹套熔硫釜上设有蒸汽进口和冷凝液出口，夹套熔硫釜的蒸汽进口与反应产物冷却器的蒸汽出口连通，夹套熔硫釜的冷凝液出口与集液槽的进液口连通，集液槽的出液口通过冷却循环水加压栗与反应产物冷却器的进液口连通。
[0011]优选地，该装置还设有空气增压设备，用于对进入原料混合器前的空气进行增压。当然，当工厂有富裕的装置空气的压力大于本装置的系统压力时，还可以采用具有一定压力的装置空气，利用装置空气(或装置空气与空气按一定的比例混合)的压力输送进装置并参与反应，当装置空气的压力和量合适时，也可以省去空气增压设备的配置，直接将装置空气配入原料气混合器；当采用增设空气增压设备时，最好配置两台，并以并联的方式连接，正常运行时实行一开一备，以保证该装置的连续、稳定运行。
[0012]较佳地，该装置还设有原料气增压设备，用于对进入原料混合器前的上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气进行增压。
[0013]本实用新型的有益效果为:
[0014]根据工厂后序配套水处理能力、本实用新型装置投资及占地情况等综合考虑，分离器分离出的尾气可以通过洗涤水循环流程进行处理，使本实用新型具有适应性强，调整灵活的优点。
[0015]上述洗涤水循环流程是:产品分离器出来的尾气在尾气洗涤塔内被洗涤液洗涤吸收气相逃逸的硫粉，经过处理的尾气可以就地达标排放，吸收了硫粉的污洗涤液送入洗涤液再生系统(由洗涤液富硫槽、连续熔硫釜、循环洗涤水槽、循环洗涤水升压栗、集液槽、冷却循环水加压栗、液硫槽的连通实现)再生后，经过循环洗涤水升压栗提压后，重新返回尾气洗涤塔内循环吸收产品分离器出来的尾气。此流程具有洗涤水闭环运行，没有废水排放，并且装置受外系统影响小的优点。
[0016]上述洗涤水循环流程中提及的洗涤液再生系统采用连续熔硫釜从而实现连续熔硫法，实现对洗涤液中硫磺的富集、熔融精制、分离回收过程，完成对富硫洗涤液的再生。
[0017]上述工艺过程和设备中的反应产物通过一定的热量回收方式，结合本次实用新型所选流程:可以选择锅炉水回收反应产物热量以副产低压蒸汽，副产低压蒸汽用于洗涤水循环再生系统的熔硫釜加热分离热源，实现实用新型工艺能量合理利用。
[0018]上述工艺技术方案中提到的尾气吸收洗涤器使用的洗涤液，使用的是低温甲醇洗装置甲醇水精馏塔塔釜排放液，在洗涤水循环流程中，该甲醇水精馏塔塔釜排放液作为补充洗涤水使用，只在开车时和平时补充洗涤水时使用，而无需连续使用，通过上游低温甲醇洗装置废水回用做本实用新型的尾气洗涤水，实现了废水循环回用，降低了实用新型工艺和装置的原料消耗和成本。
[0019]为了实现上述设备发生故障时，可以在线隔离处理问题，而不影响装置连续稳定运行，可以对本装置中的关键设备，如:原料气净化器、尾气洗涤塔、连续熔硫釜等实行双系列配置，采用并联的连接方式，正常运行时实行一开一备。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021 ]图1为本实用新型实施例的工艺流程图。
[0022]图中:la/b:空气增压设备，一开一备配置;2a/b:原料气增压设备，一开一备配置；3a/b:原料气净化器，一开一备配置;4:原料气预热器;5:原料气混合器;6:无焰催化氧化反应器;7:反应产物冷却器;8:产品分离器;9:洗涤液富硫槽;10:硫封罐；11:液硫槽;12:冷却循环水加压栗；13a/b:尾气洗涤塔，一开一备双系列配置；15a/b:连续恪硫爸，一开一备双系列配置;16:循环洗涤水槽;17:循环洗涤水升压栗;18:集液槽。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
[0024]一种处理低浓度硫化氢酸性尾气的装置，包括:空气增压设备la/b、原料气增压设备2a/b、原料气混合器5、原料气净化器3a/b、原料气预热器4、无焰催化氧化反应器6、反应产物冷却器7、产品分离器8、尾气洗涤塔13a/b、洗涤液富硫槽9、连续熔硫釜15a/b、循环洗涤水槽16、循环洗涤水升压栗17、硫封罐10、液硫槽11、集液槽18、冷却循环水加压栗12，通过原料气增压设备2a/b后的上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气与通过空气增压设备la/b的空气在原料气混合器5内进行混合，原料混合器5的出气口与原料气净化器3a/b的进气口连通，原料气净化器3a/b的出气口与原料气预热器4的进气口连通，原料气预热器4的出气口与无焰催化氧化反应器6的进气口连通，无焰催化氧化反应器6的出气口通过反应产物冷却器7后与产品分离器8的进料口连通，产品分离器8的出液口通过硫封罐10与液硫槽11的进液口连通，产品分离器8的出气口与尾气洗涤塔13a/b的进气口连通，尾气洗涤塔13a/b的洗涤液出口与洗涤液富硫槽9的进液口连通，在尾气洗涤塔13a/b上还设有尾气出口和进水口，洗涤液富硫槽9的溢流口与循环洗涤水槽16的进液口流通，循环洗涤水槽16的出液口通过循环洗涤水升压栗17与尾气洗涤塔13a/b的进液口连通，洗涤液富硫槽9的出料口与连续熔硫釜15a/b的进液口连通，连续熔硫釜15a/b的洗涤液出口与循环洗涤水槽16的进液口流通，连续熔硫釜15a/b的硫磺出口与液硫槽11的进液口连通，所述连续熔硫釜15a/b为夹套熔硫釜，并在夹套熔硫釜上设有蒸汽进口和冷凝液出口，夹套熔硫釜的蒸汽进口与反应产物冷却器7的蒸汽出口连通，夹套熔硫釜的冷凝液出口与集液槽18的进液口连通，集液槽18的出液口通过冷却循环水加压栗12与反应产物冷却器7的进液口连通。
[0025]为了实现上述设备发生故障时，可以在线隔离处理问题，而不影响装置连续稳定运行，空气增压设备la/b、原料气增压设备2a/b、原料气净化器3a/b、尾气洗涤塔13a/b、连续熔硫釜15a/b实行双系列配置，采用并联的连接方式，正常运行时实行一开一备。
[0026]来自上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气，与空气或装置空气或装置空气与空气按一定的比例混合后的空气在原料气混合器5中按照一定比例进行配比混合后，进入原料气净化器3a/b进行反应前原料预处理，脱除上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气中带进的甲醇、粉尘等杂质，原料气净化器3a/b配备双系列，正常工况下实行一开一备运行，当运行一定周期后，当原料气净化器3a/b进出口压差逐渐增大，影响装置运行负荷时，原料气净化器3a/b运行设备和备用设备可进行切换，以保证装置连续稳定运行，经过预处理的反应原料气经过原料气预热器4预热升温至(160-280)°C后，送入无焰催化氧化反应器6进行无焰催化氧化反应，反应过程产生的温升通过反应产物冷却器7与锅炉给水完成热量回收，并副产低压蒸汽供连续熔硫釜15a/b使用，反应产物温度降低，其中产物硫磺由气态变成液态，在产品分离器8中进行分离和收集过程，分离和捕集下来的硫磺液滴在产品分离器8底部出液口汇集并排出，通过自流进入硫封罐10，最后通过重力自流送到液硫槽11，完成产品硫磺收集、储藏;产品分离器8分离的尾气和废水在尾气洗涤塔13a/b逆向接触，完成对反应产物尾气中逃逸硫粉的洗涤吸收过程;尾气洗涤塔13a/b配备双系列，正常工况下实行一开一备运行，但一台发生阻力增大，硫粉堵塞严重时，可以实现在线切换;完成吸收洗涤收的尾气可由尾气洗涤塔13a/b顶部尾气出口实现达标排放，在尾气洗涤塔13a/b内被废水洗涤吸收的富含硫粉洗涤液由塔底洗涤液出口排出，送往洗涤液富硫槽9，在洗涤液富硫槽9进行富含硫粉洗涤液的收集和静置，并实现洗涤液和硫磺粉初级分离，洗涤液富硫槽9液相中最顶层的静置分离的澄清洗涤液通过溢流口进入到循环洗涤水槽16，底部沉积分离的硫磺进入连续恪硫Il15a/b进行硫磺的精制，最终硫磺通过液相重力自流的方式进入液硫槽11;连续熔硫釜15a/b顶部再生分离出的洗涤液送往循环洗涤水槽16，完成再生洗涤液的收集和储存过程，通过循环洗涤水升压栗17将再生后的洗涤液提压后重新返回尾气洗涤塔13a/b循环吸收洗涤尾气;连续熔硫釜15a/b使用的热源来自反应产物冷却器7副产的低压蒸汽，低压蒸汽相变做功完成后产生的冷凝液，进入集液槽18收集储存，通过冷却循环水加压栗12提压后返回产物冷却器7作为换热介质使用，实现装置低压蒸汽-冷凝液系统的闭环自给运行，洗涤水只有在原始开车和定期补充损耗时需要从外系统补给。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种处理低浓度硫化氢酸性尾气的装置，其特征在于包括:原料气混合器、原料气净化器、原料气预热器、无焰催化氧化反应器、反应产物冷却器、产品分离器、尾气洗涤塔、洗涤液富硫槽、连续熔硫釜、循环洗涤水槽、硫封罐、液硫槽，上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气与空气在原料气混合器内进行混合，原料混合器的出气口与原料气净化器的进气口连通，原料气净化器的出气口与原料气预热器的进气口连通，原料气预热器的出气口与无焰催化氧化反应器的进气口连通，无焰催化氧化反应器的出气口通过反应产物冷却器后与产品分离器的进料口连通，产品分离器的出液口通过硫封罐与液硫槽的进液口连通，产品分离器的出气口与尾气洗涤塔的进气口连通，尾气洗涤塔的洗涤液出口与洗涤液富硫槽的进液口连通，在尾气洗涤塔上还设有尾气出口和进水口，洗涤液富硫槽的溢流口与循环洗涤水槽的进液口流通，循环洗涤水槽的出液口通过循环洗涤水升压栗与尾气洗涤塔的进液口连通，洗涤液富硫槽的出料口与连续熔硫釜的进液口连通，连续熔硫釜的洗涤液出口与循环洗涤水槽的进液口流通，连续熔硫釜的硫磺出口与液硫槽的进液口连通。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于还包括集液槽，所述连续熔硫釜为夹套熔硫釜，并在夹套熔硫釜上设有蒸汽进口和冷凝液出口，夹套熔硫釜的蒸汽进口与反应产物冷却器的蒸汽出口连通，夹套熔硫釜的冷凝液出口与集液槽的进液口连通，集液槽的出液口通过冷却循环水加压栗与反应产物冷却器的进液口连通。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于还包括:空气增压设备，用于对进入原料混合器前的空气进行增压。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于还包括:原料气增压设备，用于对进入原料混合器前的上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气进行增压。
【文档编号】B01D53/52GK205700142SQ201620635468
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】王建冬, 丁明公, 刘金亮, 李剑川, 王轶君, 康健, 王晓波, 王晓敏, 刘畅
【申请人】天脊煤化工集团股份有限公司