一种二氧化硫气体催化吸附处理方法及处理系统与流程

本发明涉及含二氧化硫尾气处理，具体涉及一种二氧化硫气体催化吸附处理方法及处理系统。

背景技术：

1、炼厂或天然气净化厂硫磺回收装置尾气中含硫化氢、二氧化硫、羰基硫、二硫化碳、二氧化碳、氢气、一氧化碳、氮气等气体，其中硫化物作为最主要的污染物，如果将其直接排放，势必会造成恶劣的环境污染。因此，必须对硫磺回收装置尾气进行处理，国家环保部于2015年5月16日发布了《石油炼制工业污染物排放标准》(gb31570)发布稿，该标准明确规定国内一般地区炼厂硫磺回收装置排放尾气中二氧化硫(so2)浓度限值为400mg/m3，特别地区的排放限值为100mg/m3，还有一些特殊地域提出了更高的要求。

2、目前，关于含硫尾气的处理方法主要包括以下几种：一是碱液吸收工艺，另一种是有机胺液吸收法，对于第一种碱液吸收工艺，存在碱液和高盐水的排放，需要增设额外的处理装置和工序，工序复杂，处理成本高，而对于有机胺液吸收法，设备投资大，操作成本和能耗均较高，废水排放量大，设备腐蚀严重等等问题。因此，有必要开发新的工艺在保证硫磺回收装置产生的尾气处理效果的同时，解决现有处理方法中所存在的问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种二氧化硫气体催化吸附处理方法及处理系统，采用固体吸附催化剂吸附二氧化硫的方法，可有效的减少工业废水的产生，简化设备，降低对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命，同时对二氧化硫气体进行两次纯化可有效的降低催化吸附的难度增强吸附效果。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种二氧化硫气体催化吸附处理方法，包括如下步骤：

4、步骤一：二氧化硫气体冷却分离，冷却分离出水蒸气得到酸水和一次纯化的二氧化硫气体；

5、步骤二：二氧化硫气体二次纯化，将步骤一中所得一次纯化的二氧化硫气体进行机械分离得到二次纯化的二氧化硫气体；

6、步骤三：二氧化硫气体催化吸附，将步骤二中所得二次纯化的二氧化硫气体进行预热，然再由固体催化吸附剂进行二氧化硫气体的吸附；

7、步骤四：尾气检测与排放，对步骤三中经过处理的尾气进行二氧化硫含量连续监测，当检测结果满足排放要求时，可直接通过烟囱进行尾气排放；

8、当经过处理的尾气中二氧化硫浓度超过100mg/m3时，采用还原性气体对固体催化吸附剂进行再生，再生后的固体催化吸附剂可继续使用，并对生成的硫化物进行再利用。为了解决上述技术问题，本发明提供的一种二氧化硫气体催化吸附处理方法，本方法采用固体催化吸附剂进行二氧化硫的催化吸附工作，相较于碱液吸收方法，其不存在碱液和高盐水的排放，故无需增设额外的废水处理装置和相应工序，能够有效的简化工艺及处理系统，从而降低处理成本；相较于有机胺液吸收方法，同样可有效的简化工艺及处理系统，从而降低处理成本，同时能够降低吸收过程对设备的腐蚀，从而延长设备的使用寿命。且本方案中在吸附处理过程中对二氧化硫气体进行两次纯化，此时进入固体催化吸附剂中的二氧化硫气体纯度更高，能够有效的降低催化吸附的难度增强其吸附效果；本方案中还可通过氧化还原所采用的固体催化吸附剂实现再利用，从而减少吸附剂的用量降低处理成本。本方案中，将经过处理的尾气中二氧化硫浓度超过100mg/m3的状态，认定为固体催化吸附剂饱和状态，且不同生产需求对尾气中二氧化硫浓度有具体要求，此时固体催化吸附剂饱和状态可根据实际需求进行调整。

9、进一步的技术方案：

10、步骤一中，将来自灼烧炉的含二氧化硫气体通入冷却分离器中进行冷却分离，将分离出的水蒸气通入汽提罐中，并加热提取出酸水中少量的二氧化硫，将所有一次纯化的二氧化硫气体通入气体混合器中进行混合。

11、进一步的：步骤二中，待一次纯化的二氧化硫气体混合均匀后通入机械分离器中进行机械分离，除去二氧化硫气体中的机械杂质，得到二次纯化的二氧化硫气体。

12、进一步的：步骤三中，首先将二次纯化的二氧化硫气体通入加热器中进行加热，待加热至300～450℃时，将加热后的二氧化硫气体通入催化吸附反应器中与固体催化吸附剂反应进行催化吸附。

13、进一步的：所述固体催化吸附剂为固体吸附剂，所述固体催化吸附剂采用拟薄水铝石、粘合剂、扩孔剂和润滑剂制作成型。

14、进一步的：当固体催化吸附剂饱和后，停止向催化吸附反应器中通入二氧化硫，并向催化吸附反应器中通入还原性气体氢气，此时固体催化吸附剂再生并产生再生气，将再生气通入还原反应器内进行还原处理生成硫化物。

15、进一步的：固体催化吸附剂再生时温度为500～600℃，且氢气需预加热至150～250℃。

16、一种二氧化硫气体催化吸附处理系统，包括灼烧炉、冷却分离器、汽提罐、气体混合器、机械分离器、催化吸附反应器和还原反应器，所述灼烧炉与所述冷却分离器连通，所述冷却分离器底部的液体出口与所述汽提罐连通，所述冷却分离器顶部的气体出口与所述气体混合器连通；

17、所述汽提罐底部的液体出口用于排出污水，所述汽提罐顶部的气体出口与所述气体混合器连通；

18、所述气体混合器的气体出口与所述机械分离器连通，所述机械分离器的气体出口与所述催化吸附反应器的气体进口连通，且所述催化吸附反应器的气体进口还设置有还原性气体入口；

19、所述催化吸附反应器的气体出口与所述还原反应器连通，且所述催化吸附反应器的气体出口还与烟囱连通；

20、进一步的：所述固体催化吸附剂设置于所述催化吸附反应器内，且所述催化吸附反应器内腔顶部和底部均设置有若干氧化铝瓷球。

21、进一步的：所述机械分离器的气体出口与所述催化吸附反应器的气体进口间设置有加热器；

22、所述催化吸附反应器的气体出口与所述还原反应器间设置有换热器。

23、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

24、1、本发明一种二氧化硫气体催化吸附处理方法及处理系统，采用本方法采用固体催化吸附剂进行二氧化硫的催化吸附工作，相较于碱液吸收方法，其不存在碱液和高盐水的排放，故无需增设额外的废水处理装置和相应工序，能够有效的简化工艺及处理系统，从而降低处理成本；相较于有机胺液吸收方法，同样可有效的简化工艺及处理系统，从而降低处理成本，同时能够降低吸收过程对设备的腐蚀，从而延长设备的使用寿命；

25、2、本发明一种二氧化硫气体催化吸附处理方法及处理系统，吸附处理过程中对二氧化硫气体进行两次纯化，此时进入固体催化吸附剂中的二氧化硫气体纯度更高，能够有效的降低催化吸附的难度增强其吸附效果；

26、3、本发明一种二氧化硫气体催化吸附处理方法及处理系统，还可通过氧化还原所采用的固体催化吸附剂实现再利用，从而减少吸附剂的用量降低处理成本。

技术特征：

1.一种二氧化硫气体催化吸附处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种二氧化硫气体催化吸附处理方法，其特征在于，步骤一中，将来自灼烧炉(1)的含二氧化硫气体通入冷却分离器(2)中进行冷却分离，将分离出的水蒸气通入汽提罐(3)中，并加热提取出酸水中的二氧化硫，将所有一次纯化的二氧化硫气体通入气体混合器(4)中进行混合。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化硫气体催化吸附处理方法，其特征在于，步骤二中，待一次纯化的二氧化硫气体混合均匀后通入机械分离器(5)中进行机械分离，除去二氧化硫气体中的机械杂质，得到二次纯化的二氧化硫气体。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化硫气体催化吸附处理方法，其特征在于，步骤三中，首先将二次纯化的二氧化硫气体通入加热器(6)中进行加热，待加热至300～450℃时，将加热后的二氧化硫气体通入催化吸附反应器(7)中与固体催化吸附剂反应进行催化吸附。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化硫气体催化吸附处理方法，其特征在于，所述固体催化吸附剂采用拟薄水铝石、粘合剂、扩孔剂和润滑剂制作成型。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化硫气体催化吸附处理方法，其特征在于，当固体催化吸附剂饱和后，停止向催化吸附反应器(7)中通入二氧化硫，并向催化吸附反应器(7)中通入还原性气体氢气，此时固体催化吸附剂再生并产生再生气，将再生气通入还原反应器(9)内进行还原处理生成硫化物。

7.根据权利要求1所述的一种二氧化硫气体催化吸附处理方法，其特征在于，固体催化吸附剂再生时温度为500～600℃，且氢气需预加热至150～250℃。

8.一种二氧化硫气体催化吸附处理系统，其特征在于，包括灼烧炉(1)、冷却分离器(2)、汽提罐(3)、气体混合器(4)、机械分离器(5)、催化吸附反应器(7)和还原反应器(9)，所述灼烧炉(1)与所述冷却分离器(2)连通，所述冷却分离器(2)底部的液体出口与所述汽提罐(3)连通，所述冷却分离器(2)顶部的气体出口与所述气体混合器(4)连通；

9.根据权利要求8所述的一种二氧化硫气体催化吸附处理系统，其特征在于，所述固体催化吸附剂设置于所述催化吸附反应器(7)内，且所述催化吸附反应器(7)内腔顶部和底部均设置有若干氧化铝瓷球。

10.根据权利要求9所述的一种二氧化硫气体催化吸附处理系统，其特征在于，所述机械分离器(5)的气体出口与所述催化吸附反应器(7)的气体进口间设置有加热器(6)；

技术总结
本发明公开了一种二氧化硫气体催化吸附处理方法及处理系统，包括如下步骤：步骤一：二氧化硫气体冷却分离；步骤二：二氧化硫气体二次纯化；步骤三：二氧化硫气体催化吸附；步骤四：尾气检测与排放；当固体催化吸附剂饱和后，采用还原性气体对固体催化吸附剂进行再生。本处理方法及处理系统能够有效的简化工艺及处理系统，从而降低处理成本；同时能够降低吸收过程对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命。且本方案中在吸附处理过程中对二氧化硫气体进行两次纯化，此时进入固体催化吸附剂中的二氧化硫气体纯度更高，能够有效的降低催化吸附的难度增强其吸附效果；固体催化吸附剂氧化还原后可实现再利用，从而减少吸附剂的用量降低处理成本。

技术研发人员：刘宗社,熊钢,朱荣海,王向林,彭子成,张杰,范锐,王军,刘其松,陈昌介
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15