克劳斯尾气脱硫并达标排放的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种克劳斯尾气脱硫并达标排放的方法
【背景技术】
[0002] 现代煤、石油、天燃气等工业的迅速发展，在此过程中产生大量含硫化氢（H2S)的 混合气体。目前，国内外处理含硫化氢的混合气体的方法可分为两大类：即干法和湿法。
[0003] 干法中又分为两大类：即吸附法和超级克劳斯（Claus)法。
[0004] 吸附法：采用如活性碳、分子筛、多价金属氧化物、络合铁盐等，对混合气体中的 硫化氢进行吸附。然而，这样的处理方式，在存在二氧化硫、大量水的条件下是难实现的，存 在硫堵塞、吸附剂难再生的问题，成本无疑是很高的，而且不能或很难将硫资源化。因此，此 法用于大量气体的脱硫是很不经济的，还会产生二次污染；当然，对于如精细化工生产中的 小气量处理还是可选的。
[0005] 超级克劳斯法（Claus):采用先加氢，再氧化的气相反应。尚有许多的改进方法。 这类方法成为当今普便采用的混合气体脱硫方法之一，但是此法投资巨大，操控严格，能耗 高，也不能达到现在环保要求的二氧化硫小于300mg、硫化氢小于lOppm就地排放的要求。
[0006] 国内现阶段最典型的方法是："无在线炉硫磺回收及尾气处理工艺技术"，此方法 流程长、需额外增加燃烧气能耗高、操控严格，也不能完全达到现在环保要求的二氧化硫小 于300mg、硫化氢小于lOppm就地排放的要求。
[0007] 湿法：该法可通过采用碱洗对混合气体的处理，得到产品亚硫酸盐和硫酸盐的混 合物，存在二次污染，消耗高的缺点。
[0008] 典型的处理这类混合气体的方法是：克劳斯（Claus)法，克劳斯法处理硫化氢混 合气后其尾气中含有二氧化碳、氮气、硫化氢和二氧化硫，不能够达标排放，无论从工艺的 需要还是环保的需要，对其中的硫化氢、二氧化硫的脱硫技术成为极其重要的工业过程， 特别是近代环保的严格要求，各国分分进行研究低成本的、无二次污染的、资源化和高效率 的处理方法成为研究的目标。
【发明内容】
[0009] 为了克服现有的脱硫技术的副产物二次污染及脱硫效率不高的不足，本发明提出 了一种克劳斯尾气的脱硫并达标排放的方法。
[0010] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0011] 克劳斯尾气的脱硫方法，将含二氧化碳、氮气、硫化氢和二氧化硫的克劳斯尾气通 过四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂（离子液体）。在低温低压下（或常温常压下）和液体中 的亚硫酸快速反应生成硫磺，从而将混合气体脱硫净化，并得到硫磺产品。
[0012] 反应式如下：
[0013] R+H20+S〇2<---RH++HS03
[0014] 2H2S+HS03 - 3S+2H20+0H
[0015]RH++0H-+H20
[0016] 通过实验测定硫化氢与二氧化硫反应的活化能为12. 5kJ.mol\而许多研究表 明气固相Claus反应发现，在100~200°C下，H2S和S02反应活化能为56. 5kJ.mol、在 800-1000°C下石英反应器中均相Claus反应发现，该反应速率表达式对硫化氢为1级，对二 氧化硫为0. 5级，活化能为59. 8kJ.mol\在纯水和缓冲溶液中反应的活化能为30. 8kJ. mol1以下，最低为17. 78kJ.mol^液相中的反应活化能远比气固相中两者反应活化能要 小，因为在液相中反应更容易被活化，使用四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂作溶媒。
[0017] 本发明的克劳斯尾气的脱硫方法具体为：
[0018] 在反应温度为30°(：~80°(：，将同时含有二氧化碳（体积比范围11%~56%)、水 (体积比范围11 %~34%)、氮气（体积比范围22%~67%)、硫化氢（体积比范围0%~ 6% )和二氧化硫（体积比范围0%~3% )的克劳斯尾气，通入注有水含量为10%~40% 四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的吸收塔中循环，通入的硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为 2:1~1. 9:1。其中四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂重量组份为：四甲基胍羟基酸盐复合脱硫 剂60 %~90 %，四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的用量根据系统压力、温度及二氧化硫含量 的不同，取每小时处理二氧化硫重量的50倍-300倍；
[0019]该方法的反应以连续的方式进行，即吸收反应后，及时通过熔硫釜采出脱硫剂中 的硫，并经脱水系统脱除脱硫剂中多余的水，经脱除单质硫和水后的脱硫剂返回系统循环 使用。其实施步骤如下：
[0020] a.吸收反应：
[0021] 克劳斯尾气进入脱硫剂中被吸收并反应生成单质硫；
[0022] b.单质硫采出
[0023] 含有反应生成单质硫的脱硫剂经熔硫釜后将单质硫取出，脱硫剂回系统循环使 用；
[0024]c.脱硫剂脱水
[0025] 经熔硫釜处理分离单质硫后的脱硫剂去脱水系统脱水，脱除克劳斯尾气带入的水 份及硫化氢与二氧化硫反应生成的水份，还原脱硫剂回系统重复使用；
[0026] 该方法的反应也可以在0. 01MPa-l.OMPa下都能进行，优选0. 02MPa_0. 7MPa，最优 选 0· 03MPa-0. 7MPa。
[0027] 该方法中使用的吸收塔，包括喷淋吸收塔和板式吸收塔，采用多级或单级都是可 以的。
[0028] 本发明的有益效果是，脱硫方法具有工艺简单，反应易控制，常温常压、工艺成本 低廉，无二次污染，脱除克劳斯尾气中的二氧化硫和硫化氢效率高，并将其资源二次利用， 环保高效，有极大的经济效益和环境效益。
[0029] 以年产60万吨甲醇克劳斯尾气处理工艺方案优缺点比较如下：
[0030]
【附图说明】
[0032] 图1是本发明的实施装置示意图。
【具体实施方式】
[0033] 实施例1 (实验数据）
[0034] 实施装置如图1所示，四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂200Kg，加入水20Kg配成脱硫 液溶媒。通过流程栗在一个单级喷淋吸收塔中循环，从塔底通入二氧化硫、硫化氢、二氧化 碳、氮气的混合气体，混合气体流量：60m3/h