硫磺回收装置硫池尾气处理装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种硫磺回收装置硫池尾气处理装置，其包括液硫储存系统、喷射器、尾气捕集器和尾气处理单元，所述液硫储存系统包括储存装置和液硫加热装置，所述液硫加热装置设置在所述储存装置的内部或外部用以加热储存装置内的液体硫磺，所述储存装置的上部设有无氧或低氧气体入口和排气口；所述喷射器上设有吸气口、动力气入口和气体出口，所述储存装置的排气口通过管路连接至所述喷射器的吸气口，所述喷射器的气体出口与所述尾气捕集器的尾气入口相连，所述尾气捕集器顶部的尾气出口通过管路连接至所述尾气处理单元。本装置流程简洁、可靠，实施方便，对老装置稍作改造即可使用，不用增加新的设备投资。
【专利说明】硫磺回收装置硫池尾气处理装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于硫回收领域，具体涉及一种硫池尾气处理回收装置。
【背景技术】
[0002] 我国一直倡导节能减排，严格控制大气中二氧化硫排放量。国家有关部门正在酝 酿修订大气污染物综合排放标准，拟要求新建硫磺装置二氧化硫排放浓度小于400mg/Nm 3 (特定地区排放浓度小于200mg/Nm3)。中国石化积极实施绿色低碳发展战略，把降低硫磺 装置烟气二氧化硫排放浓度作为炼油板块争创世界一流的重要指标之一，要求2015年二 氧化硫排放浓度达到世界先进水平（400mg/Nm 3,特定地区排放浓度小于200mg/Nm3)，且《石 油炼制工业污染物排放标准》征求意见稿已发布，硫磺装置二氧化硫排放浓度小于400mg/ Nm3,特定地区排放浓度小于200mg/Nm3已势在必行。
[0003] 目前硫池尾气处理的工艺如下：来自硫磺回收装置反应器的液硫通过硫封储存在 硫池中，液硫温度一般在130?150°C之间，硫池一般为常压设计，在这样的操作条件下，液 硫会产生一些硫蒸汽，为减少硫蒸汽散发到大气中对环境造成的污染，液硫池上设置空气 吸入口，配置喷射器(泵）对硫池尾气进行抽吸后送入尾气焚烧炉进行焚烧，焚烧后产生的 30 2经烟囱高空排放，其流程见附图1。但是据国内某大型硫磺回收装置实测数据，硫池尾 气增加烟囱S02排放的影响值为100?200mg/Nm 3.。
[0004] 为了达到日趋严格的排放要求，针对硫池尾气处理技术也进行了一些探索。目前 针对硫池尾气处理的一种改进方案是将硫池尾气用喷射器(泵）抽吸送入洗涤塔，通过水洗 拦截硫磺蒸汽减少进入尾气焚烧炉的硫含量，该流程见附图2。大量的硫磺雾滴由于低温水 洗的作用进入水中，从而减少了进入尾气焚烧炉硫的绝对量，对减少烟囱S0 2的排放有明显 效果。但是该流程存在如下问题：液体硫磺悬浮在水中，悬浮的液体硫磺很容易粘接在设备 和管道内造成系统堵塞无法长期连续运行，为保证系统连续运行，该方案流程必须完全一 开一备。另外该方案只是将污染转移，洗涤产生的含硫污水必须进行处理后才能排放。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为适应新排放标准的要求，提供一种新型的硫池尾气处理工艺， 减少设备投资，确保长周期稳定运行，直接减少进入尾气焚烧炉尾气的硫含量，对尾气烟囱 S02排放的直接影响降为零，同时增加硫磺的产量，降低对环境的污染、满足新排放标准的 要求的同时增加了经济效益。
[0006] 本发明的技术方案是：
[0007] -种硫磺回收装置硫池尾气处理装置，其包括液硫储存系统、喷射器、尾气捕集器 和尾气处理单元，所述液硫储存系统包括储存装置和液硫加热装置，所述液硫加热装置设 置在所述储存装置的内部或外部用以加热储存在储存装置内的液体硫磺，所述储存装置的 上部设有无氧或低氧气体入口和排气口；所述喷射器上设有吸气口、动力气入口和气体出 口，所述储存装置的排气口通过管路连接至所述喷射器的吸气口，所述喷射器的气体出口 与所述尾气捕集器的尾气入口相连，所述尾气捕集器顶部的尾气出口通过管路连接至所述 尾气处理单元。
[0008] 储存装置可以为设于地上或地下的硫池或液体硫磺存储容器，具体的其可以是硫 池(地下或地上的)，可以是容器，也可以是其他一切相对密封的液硫的存储设备。在储存装 置上可以设有监控和调节储存装置内液体硫磺液位高低的液位控制装置，其可以设置液位 计液位可以通过送出的液硫量自动进行控制，也可以设置液位计液位仅设置液位高或低的 报警，也可以通过设置就地液位计，也可以通过其他方式控制。
[0009] 储存装置上可以设有监控和调节储存装置内液体硫磺温度的温度控制装置，其可 以设置温度计带指示报警功能、也可以设置就地温度计，主要目的是防止超温。储存装置内 还可以设有压力报警装置。
[0010] 储存装置上可以设有防止储存装置内部液体硫磺自燃的消防灭火装置，其可以设 置自动的消防蒸汽系统、也可以设置手动的消防蒸汽系统、可以设置固定式的消防蒸汽系 统、也可以设置半固定式的消防蒸汽系统。
[0011] 储存装置上设置的监控和调节液体硫磺温度的温度控制装置，以及防止液体硫磺 自燃的消防灭火装置，可以保证当储存装置的顶部温度> 180°C时对液体硫磺进行灭火。
[0012] 储存装置上设有无氧或低氧(氧含量< 5%)气体入口，该入口可以是一个或多个， 吸入口可以增加阀门。
[0013] 上述液硫加热装置可以采用蒸汽加热也可以是其他加热方式。
[0014] 为了使液硫的温度保持大于120°c，在储存装置排气口与喷射器吸气口之间的连 接管路以及喷射器气体出口与尾气捕集器尾气入口之间的连接管路均设有加热或保温装 置。
[0015] 所述尾气处理单元具体可包括还原反应器、吸收塔和再生塔；所述还原反应器的 尾气入口与所述尾气捕集器顶部的尾气出口相连接，还原反应器的反应物出口连接至所述 吸收塔的入口，所述吸收塔的吸收液出口与所述再生塔的入口相连。
[0016] 本装置中还可以包括密封介质的供给系统，其包括密封介质管道，也可包括密封 介质流量的控制调节回路。
[0017] 一种利用本发明的装置处理硫磺回收装置中硫池尾气的方法，其步骤为：向硫磺 回收装置中储存液体硫磺的储存装置内通入无氧或少氧密封气体，在大于120°C的条件下 将所述储存装置的顶部尾气导入喷射器的吸气口，从喷射器的动力气入口喷入的蒸汽或其 他气体作为喷射器的动力，将所述储存装置的顶部尾气吸入喷射器并通过喷射器的气体出 口送至尾气捕集器，而硫磺回收装置中经过分离液硫后产生的含硫尾气也一并送至所述尾 气捕集器中，在所述尾气捕集器中分离尾气中夹带的液硫雾滴以回收大部分硫，尾气捕集 器产生的尾气最后送至尾气处理单元进行处理。
[0018] 本发明中的无氧或少氧密封气体的压力为>0· 005MPa，其中少氧密封气体的氧含 量< 5% ;从喷射器的动力气入口喷入的蒸汽或其他气体的温度为130°C?210°C，其压力 为 0· 2 ?1. 5MPa。
[0019] 在大规模的硫磺回收装置中，含硫的气体先经过氧化反应，大部分硫元素生成单 质硫进入液硫储存设施(如液硫储存系统)，反应并分离单质硫后的尾气一般经尾气捕集器 捕集液硫雾滴后进入尾气处理系统。储存设施内的液硫温度一般在150?160°C，液硫储存 设施气相空间会存在硫蒸汽及解析出来的硫化氢，如果不处理而泄漏至大气中会对环境造 成较大的影响，本装置利用无氧或低氧的气体对液硫存储器顶部进行密封，利用喷射器将 其抽至尾气捕集器进口进行处理。本装置的具体操作步骤如下：硫储存在温度大于120°C 的液硫储存装置内，液硫储存装置需外加热来保持液硫温度> 120°C，温度的高低可以通 过温度计来显示，并根据温度的高低来调节加热介质量的大小，当发生温度异常超温时说 明可能液硫储存设备内发生自燃，需要通过消防灭火装置打开蒸汽阀向液硫储存设备内通 入蒸汽灭火；液硫储存装置的液位由控制出料或进料来控制；大于120°C的液硫储存装置 的气相空间里存在液硫蒸汽也有可能含液硫里挥发出微量硫化氢，该部分尾气通过管道 连接至喷射器(泵）的入口，由喷射器(泵）送入尾气捕集器进口管道。喷射器(泵）需提供 >0. 005MPa的压差，喷射器(泵）本体及工艺介质的进出口均需设置伴热设施保证介质温度 均需> 120°C。为防止液硫储存设施上部的尾气外泄，通常需要补充密封介质，该密封气体 为无氧或少氧气体，通过管道加入液硫储存设施的顶部。液硫储存装置气相空间控制在微 负压，通过调节喷射器(泵）的动力压缩空气量和加入密封介质的吸入量来得到控制。液硫 储存设施顶部的尾气至喷射器(泵）的连接管路和喷射器(泵）至尾气捕集器进口管道的管 路均需要外加热，通常可以采用蒸汽夹套加热也可以采用其他加热方式以保证管内温度> 120°C。经过喷射器以及其他条件配合下，将液硫储存单元顶部的尾气与其他装置产生的含 硫尾气或分离液硫后的尾气一起导入尾气捕集器，在尾气捕集器中尾气中夹带的液硫雾滴 被分离出来产生硫单质，尾气捕集器分离后的尾气进入尾气处理单元。尾气处理单元可以 包括还原吸收装置，也可以包括焚烧炉，可采用现有方法对尾气进行处理。该方法可以使液 硫储存装置顶部产生的硫蒸汽在捕集器中大部分被回收为单质硫，并通过回收系统进入硫 池，还有微量的硫蒸汽随原有尾气管线进入尾气处理单元，在尾气处理单元的还原反应器 中硫蒸汽被还原为H 2S并通过吸收塔吸收至溶剂中，吸收了 H2S的溶剂通过再生塔汽提出 H2S，该循环酸性气作为硫磺回收装置原料进一步回收为硫磺。
[0020] 以10万吨/年的硫磺回收装置为例：一种流程为反应分离液硫后的尾气 (50740m3/h)经过管道进入尾气捕集器，在尾气捕集器中尾气中夹带的液硫雾滴> 95% 的被分离出来，分离后的尾气（50740m3/h)进入尾气处理单元。液硫储存单元顶部的尾气 (1600m3/h)被送至尾气焚烧炉，其中夹带的硫元素增加烟囱S02的排放170mg/Nm3。而本 申请的流程为反应分离液硫后的尾气（50740m3/h)经过管道进入尾气捕集器，液硫储存单 元顶部的尾气（1600m3/h)经过喷射器以及管道进入尾气捕集器，在尾气捕集器中尾气中 夹带的液硫雾滴> 95%的被分离出来，分离后的尾气（52340m3/h)进入尾气处理单元。尾 气处理单元的硫回收率> 98%，液硫储存单元顶部的尾气（1600m3/h)带入的硫进入焚烧炉 为原来的（1-95%) - (1-95%) X98%=0. 1%，由此可减少烟囱S02的排放169. 83mg/Nm3。有 效降低了硫池尾气对大气的污染，按照10万/年硫磺回收装置计算，进入烟?的尾气量为 91025Nm3/h，减少S02的排放15. 46kg/h。进一步地以国内某套10吨/年硫磺装置为例，原 工艺与本专利的对比见下表：
[0021]
【权利要求】
1. 一种硫磺回收装置硫池尾气处理装置，其特征在于包括液硫储存系统、喷射器、尾气 捕集器和尾气处理单元，所述液硫储存系统包括储存装置和液硫加热装置，所述液硫加热 装置设置在所述储存装置的内部或外部用以加热储存在储存装置内的液体硫磺，所述储存 装置的上部设有无氧或低氧气体入口和排气口；所述喷射器上设有吸气口、动力气入口和 气体出口，所述储存装置的排气口通过管路连接至所述喷射器的吸气口，所述喷射器的气 体出口与所述尾气捕集器的尾气入口相连，所述尾气捕集器顶部的尾气出口通过管路连接 至所述尾气处理单元。
2. 根据权利要求1所述的硫磺回收装置硫池尾气处理装置，其特征在于所述储存装置 为设于地上或地下的硫池或液体硫磺存储容器；所述储存装置上设有监控和调节储存装置 内液体硫磺液位高低的液位控制装置。
3. 根据权利要求1所述的硫磺回收装置硫池尾气处理装置，其特征在于所述储存装置 上设有监控和调节储存装置内液体硫磺温度的温度控制装置，以及防止储存装置内部液体 硫磺自燃的消防灭火装置。
4. 根据权利要求1所述的硫磺回收装置硫池尾气处理装置，其特征在于储存装置排气 口与喷射器吸气口之间的连接管路以及喷射器气体出口与尾气捕集器尾气入口之间的连 接管路均设有加热或保温装置。
5. 根据权利要求1所述的硫磺回收装置硫池尾气处理装置，其特征在于所述尾气处理 单元包括还原反应器、吸收塔和再生塔；所述还原反应器的尾气入口与所述尾气捕集器顶 部的尾气出口相连接，还原反应器的反应物出口连接至所述吸收塔的入口，所述吸收塔的 吸收液出口与所述再生塔的入口相连。
6. 根据权利要求1所述的硫磺回收装置硫池尾气处理装置，其特征在于所述储存装置 内设有压力报警装置。
7. -种利用权利要求1所述的装置处理硫磺回收装置中硫池尾气的方法，其特征在于 向硫磺回收装置中储存液体硫磺的储存装置内通入无氧或少氧密封气体，在大于120°C的 条件下将所述储存装置的顶部尾气导入喷射器的吸气口，从喷射器的动力气入口喷入的蒸 汽或其他气体作为喷射器的动力，将所述储存装置的顶部尾气吸入喷射器并通过喷射器的 气体出口送至尾气捕集器，而硫磺回收装置中经过分离液硫后产生的含硫尾气也一并送至 所述尾气捕集器中，在所述尾气捕集器中分离尾气中夹带的液硫雾滴以回收大部分硫，尾 气捕集器产生的尾气最后送至尾气处理单元进行处理。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述无氧或少氧密封气体的压力为 >0. 005MPa ;从喷射器的动力气入口喷入的蒸汽或其他气体的温度为130°C?210°C，其压 力为 0· 2 ?1. 5MPa。
9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述储存装置设有监控和调节液体硫磺 温度的温度控制装置，以及防止液体硫磺自燃的消防灭火装置，当储存装置的顶部温度> 180°C时对液体硫磺进行灭火。
【文档编号】C01B17/027GK104085860SQ201410124557
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】邢亚琴, 谭强, 何敬昌, 尹兆江 申请人:中石化南京工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司