一种改进的低浓度硫化氢酸性尾气处理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种改进的低浓度硫化氢酸性尾气处理装置，H2S气源分别与原有硫化氢酸性尾气脱除装置和原料气混合器的进气口连通，原有硫化氢酸性尾气脱除装置的出气口与尾气放空管路连通；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，尾气洗涤塔的尾气出口与尾气放空管路连通，尾气洗涤塔的出料口与洗涤液接收单元连通。本实用新型具有安全性高、能耗低、维护成本低、副产品品质高、环境友好、工艺适应性强、工艺调整灵活等特点。
【专利说明】
一种改进的低浓度硫化氢酸性尾气处理装置
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，特别是涉及一种改进的低浓度硫化氢酸性尾气处理装置。
【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不足，本实用新型公开了一种改进的低浓度硫化氢酸性尾气处理装置，整个装置具有安全性高、能耗低、装置投资及日常运行维护成本低、副产品品质高、排放气可达标排放、环境友好、工艺适应性强、工艺调整灵活等特点，且将原有硫化氢酸性尾气脱除装置作为隔离备用装置。
[0008]本实用新型采用无焰催化氧化技术处理低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气，是对物理脱硫工艺产生的低含硫尾气的化学干法脱硫处理工艺，生产过程中无原辅料消耗，生产和维护成本较低，在副产高品质硫磺的同时，实现尾气的达标排放，做到了经济效益和社会效益双丰收。
[0009]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0010]一种改进的低浓度硫化氢酸性尾气处理装置，包括:原有硫化氢酸性尾气脱除装置、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、硫封罐、液硫槽、第一隔离阀、第二隔离阀；上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气的气源分别与原有硫化氢酸性尾气脱除装置和原料气混合器的进气口连通，并在上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气的气源与原有硫化氢酸性尾气脱除装置的进气口之间设有第一隔离阀，原有硫化氢酸性尾气脱除装置的出气口与尾气放空管路连通，并在其连通管线上设有第二隔离阀；原料气混合器上设有空气进口和出气口，原料气混合器上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通过原料气预热器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，尾气洗涤塔上还设有尾气出口、进水口、出料口，尾气洗涤塔的尾气出口与尾气放空管路连通，尾气洗涤塔的出料口与洗涤液接收单元连通。从上游低温甲醇洗送过来的体积百分数为0.5-15%的低含浓度硫化氢酸性尾气H2S与空气按照一定比例充分混合后，输送进入原料气净化器，然后通过原料气预热器将反应原料气预热至160-250 V，进入无焰催化氧化反应器进行无焰催化氧化反应，反应后产物经过反应产物冷却器进行热量回收，将物料冷却到110-160°C，进入产品分离器分离出液硫，液硫通过硫封罐进入液硫槽，进而放入成型槽中自然冷却得到产品硫磺，产品分离器分离出的尾气通过尾气洗涤塔回收气相逃逸的硫粉，尾气可以就地放空达标排放。
[0011 ]作为一种优选实施方式，该尾气处理装置还包括: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。是否增设原料气增压设备需要根据上游低温甲醇洗工序送过来低浓度含硫化氢酸性尾气压力和该装置需要克服的阻力降进行取舍，原则是当上游送过来含硫化氢酸性尾气压力大于该装置阻力降时，则可以利用上游送过来含硫化氢酸性尾气压力来克服本装置的阻力，无需增设原料气提压设备；当上游送过来含硫化氢酸性尾气压力小于该装置阻力降时，需要增加原料气增压设备来对低浓度含硫化氢酸性尾气进行提压。配置原料气增压设备时，最好配置两台，并以并联方式进行连接，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]作为一种优选实施方式，该尾气处理装置还包括:第三隔离阀，用于控制上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气的流通状态。
[0013]作为一种优选实施方式，该尾气处理装置还包括:空气增压设备，用于对进入原料混合器前的空气进行增压。该装置除了采用增设空气增压风机输送空气外，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。
[0014]作为一种优选实施方式，第四隔离阀，用于控制空气的流通状态。
[0015]上述原料气预热器，在本实用新型中具有三种作用，在原始开车时具有升温作用；在正常生产运行时，预热原料气，维持反应进行;在停车时起到高温熔硫赶硫，活化催化剂，加快二次开车时间的作用。
[0016]上述产品分离器中洗涤水直排流程是:产品分离器出来的尾气在尾气洗涤吸收器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接收单元(工厂配套水处理装置)进行含硫废水处理。
[0017]上述反应产物冷却器中:也可以选择锅炉水回收反应热副产的低压蒸汽，然后向工厂外供低压蒸汽供其他低压蒸汽用户使用。
[0018]上述尾气吸收洗涤器使用的洗涤液是低温甲醇洗装置甲醇水精馏塔塔釜排放液，该甲醇水精馏塔塔釜排放液为连续使用，降低了本实用新型的原料消耗和成本。
[0019]为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，当该装置的改进部分(即本装置除原有硫化氢酸性尾气脱除装置之外的部分)发生故障时，可将上游低温甲醇洗工序送来的低浓度硫化氢酸性尾气快速切换至原有硫化氢酸性尾气脱除装置进行处理，从而将本实用新型改进部分切出系统，隔离处理问题，待问题处理完毕，将上游原料气重新切换回本改进部分进行脱硫处理。
【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；3:原料气净化器;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;10:硫封罐;11:液硫槽;13:尾气洗涤塔;18:第四隔离阀；19:第一隔离阀；20:第三隔离阀；21:第二隔离阀;②原有硫化氢酸性尾气脱除装置。
【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]一种改进的低浓度硫化氢酸性尾气处理装置，上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气的气源一部分与原有硫化氢酸性尾气脱除装置②的进气口连通，并在其连通管线上设有第一隔离阀19，在原有硫化氢酸性尾气脱除装置②的出气口与尾气放空管路的连通管路上设有第二隔离阀21;另一部分上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气的气源通过原料气增压设备2a/b对酸性尾气进行增压，并通过第三隔离阀20对低浓度硫化氢酸性尾气的流通状态进行调控，然后与经过空气增压设备la/b的进行增压的另一原料空气进入原料气混合器5进行混合，并通过第四隔离阀18对空气的流通状态进行调控，原料气混合器5上的出气口与原料气净化器3的进气口连通，原料气净化器3的出气口通过原料气预热器4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13的进气口连通，尾气洗涤塔13上还设有尾气出口、进水口、出料口，尾气洗涤塔13的尾气出口与尾气放空管路连通，尾气洗涤塔13的出料口与洗涤液接收单元连通。
[0025]来自上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气，一部分送往原有硫化氢酸性尾气脱除装置②进行净化处理，另一部分送往原料气混合器与空气混合，来自上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气通过第一隔离阀19和第四隔离阀18进行切换;低浓度硫化氢酸性尾气和空气在原料气混合器5中进行按照一定比例进行配比混合后，进入原料气净化器3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，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，并副产低压蒸汽供装置使用或外供工厂低压蒸汽管网使用，反应产物温度降低，其中反应产物硫磺由气态变成液态，在产品分离器8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13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，在尾气洗涤塔13内被废水洗涤吸收的富含硫粉洗涤液由塔底排出，并送往洗涤液接收单元进行进行废水处理，原料气净化器3、尾气洗涤塔13单系列配置，当原料气净化器3、尾气洗涤塔13出现问题需要处理时，可逐步打开第一隔离阀19和第二隔离阀21，将来自上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气切换至原有硫化氢酸性尾气脱除装置②处理，逐步关闭第四隔离阀18和第三隔离阀20，将本发明工艺装置隔离处理问题，待问题处理完毕，逐步打开第四隔离阀18和第三隔离阀20，将来自上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气重新切换至本发明工艺装置净化处理，逐步关闭第一隔离阀19和第二隔离阀21，以隔离备用原有硫化氢酸性尾气脱除装置②。
[0026]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】
1.一种改进的低浓度硫化氢酸性尾气处理装置，其特征在于包括:原有硫化氢酸性尾气脱除装置、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、硫封罐、液硫槽、第一隔离阀、第二隔离阀；上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气的气源分别与原有硫化氢酸性尾气脱除装置和原料气混合器的进气口连通，并在上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气的气源与原有硫化氢酸性尾气脱除装置的进气口之间设有第一隔离阀，原有硫化氢酸性尾气脱除装置的出气口与尾气放空管路连通，并在其连通管线上设有第二隔离阀；原料气混合器上设有空气进口和出气口，原料气混合器上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通过原料气预热器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，尾气洗涤塔上还设有尾气出口、进水口、出料口，尾气洗涤塔的尾气出口与尾气放空管路连通，尾气洗涤塔的出料口与洗涤液接收单元连通。2.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。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于还包括:第三隔离阀，用于控制上游低温甲醇洗工序低浓度硫化氢酸性尾气的流通状态。4.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。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于还包括:第四隔离阀，用于控制空气的流通状??τ O
【文档编号】B01D53/86GK205700143SQ201620635951
【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