CN102923670B - 液硫脱气工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液硫脱气工艺，具体是一种液硫槽内液体硫磺脱除H2S的方法。液硫槽内液体硫磺经过液硫脱气泵升压，进入液硫喷射器作为动力，将液硫槽内气相空间的气体抽吸出；压缩空气经过空气预热器升温，通入液硫喷射器出口的液硫混合物中，进入液硫脱气塔；经过液硫脱气塔内的催化剂床层发生反应，液硫中以多硫化物形式存在的H2S分解为游离态H2S，部分H2S氧化为单质硫，压缩空气将含硫气体吹脱出液相；气液混合物中含硫气体从塔顶分出，利用自身余压进入制硫反应炉进行Clause反应，液体硫磺出口至硫封罐，返回液硫槽。采用此工艺硫磺排放烟气中SO2浓度可降至200～400mg/Nm3，效果明显。

Description

液硫脱气工艺
技术领域
本发明涉及一种液硫脱气工艺，具体是一种液硫槽内液体硫磺脱除H2S的方法。
背景技术
克劳斯硫磺回收的液硫根据操作温度不同溶解有不同浓度的H2S，大多以多硫化物（H2Sx）形式存在，为了避免产品在包装、储存和运输过程中对环境造成污染，并损害操作人员的健康，需要对液硫进行脱气处理。液硫脱气的主要方法有鼓泡脱气法和循环脱气法。鼓泡脱气法是通过特殊的鼓泡设施将空气或其他气体分散注入液硫槽的液硫层，将液硫中溶解的H2S吹脱进入气相，废气用蒸汽喷射器抽出至尾气焚烧炉焚烧。循环脱气法是向液硫槽中注入少量催化剂，促使以多硫化物形式存在于液硫中的H2S分解，再通过液硫脱气泵的循环-喷洒过程使H2S逸入气相，废气用蒸汽喷射器抽出至尾气焚烧炉焚烧。
两种脱气方法都是将废气抽送至尾气焚烧炉焚烧，废气中的硫元素最终以SO2的形式排放至大气，对环境产生污染，研究表明，硫磺烟气排放由于液硫脱气增加的SO2浓度影响值为100～300mg/m3。
发明内容
本发明提供一种液硫脱气工艺，在保证脱气液硫H2S浓度＜10ug/g的前提下，将脱除废气送至制硫反应炉进一步发生Clause反应，消除烟气排放SO2浓度的影响。
本发明提供的液硫脱气工艺，按以下步骤进行：
（1）液硫槽内液体硫磺经过液硫脱气泵升压，进入液硫喷射器作为动力，将液硫槽内气相空间的气体抽吸出；
（2）压缩空气经过空气预热器升温，通入液硫喷射器出口的液硫混合物中，形成气液相混合物，进入液硫脱气塔；
（3）液硫脱气塔内设有液硫脱气催化剂床层，气液混合物经过催化剂床层发生反应，液硫中以多硫化物形式存在的H2S分解为游离态H2S，部分H2S氧化为单质硫，压缩空气将含硫气体吹脱出液相；
（4）通过催化剂床层后，气液混合物在床层上部空间进行气液分离，含硫气体从塔顶分出，利用自身余压进入制硫反应炉进行Clause反应，液体硫磺出口至硫封罐，然后返回液硫槽。
其中：
步骤（1）中液硫喷射器的作用为：利用液硫脱气泵出口液硫，将液硫槽内气相空间的常压含硫气体抽吸出，并送至液硫脱气塔进行处理；液硫喷射器出口压力为0.15～0.20MPa(g)，使液硫脱气塔顶含硫气体能够利用自身余压，进入制硫反应炉进行Clause反应。
步骤（2）中压缩空气的用量为30～50Nm3/t液硫，压缩空气经过空气预热器升温至120～140℃。压缩空气的作用为：提供液硫脱气催化剂发生催化反应所需的氧气；吹脱液硫中的含硫气体离开液相，并携带含硫气体至制硫反应炉。压缩空气携带含硫气体至制硫反应炉，其中含硫气体在炉内进行克劳斯反应，压缩空气为克劳斯反应供氧，可以相应减少风机供风量，不会对制硫反应炉内的克劳斯反应产生其他影响。
步骤（3）中液硫脱气塔塔顶操作压力为0.06～0.08MPa(g)，操作温度为140～160℃。
步骤（3）中催化剂是以α-Al2O3为载体，浸渍活性金属氧化物，其中活性金属氧化物为氧化铁或氧化铬，催化剂为常规用量和常规使用办法。其主要作用为：将液硫中以多硫化物形式存在的H2S分解为游离态H2S；将液硫中部分H2S氧化为单质硫；提供液硫与压缩空气接触的场所，增大接触面积，使压缩空气将含硫气体吹脱出。催化剂的特性：空速范围为0.5～3.0h-1，使用温度为130～170℃。
步骤（3）中在催化剂的作用下液硫中以多硫化物形式存在的H2S分解为游离态H2S，反应式为：
部分H2S氧化为单质硫，反应式为：
制硫反应炉内，含硫气体与酸性气一起进行克劳斯反应，压缩空气为克劳斯反应供氧，相应减少了风机供风量，没有对克劳斯反应产生其他影响。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
液硫槽内液体硫磺经过液硫脱气泵后，其中H2S浓度降至10ug/g以下，液硫脱气脱除的含硫气体全部进入制硫反应炉进一步发生Clause反应，消除烟气排放SO2浓度的影响。目前炼厂硫磺装置排放烟气中SO2浓度为400mg/Nm3以上，采用此工艺硫磺排放烟气中SO2浓度可降至200～400mg/Nm3，效果明显。
附图说明
图1是液硫脱气工艺的流程示意图。
图中：Ⅰ-液流槽；Ⅱ-液硫脱气泵；Ⅲ-液硫喷射器；Ⅳ-空气预热器；Ⅴ-液硫脱气塔；Ⅵ-催化剂床层；Ⅶ-硫封罐。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
液硫槽Ⅰ内液体硫磺经过液硫脱气泵Ⅱ升压，进入液硫喷射器Ⅲ，将液硫槽内气相空间的气体抽吸出，液硫喷射器的出口压力为0.15MPa(g)；
30Nm3/t液硫的压缩空气经过空气预热器升温Ⅳ至140℃，通入液硫喷射器出口的液硫混合物中，形成气液相混合物，进入液硫脱气塔Ⅴ；
液硫脱气塔内设有液硫脱气催化剂床层Ⅵ，塔顶操作压力0.07MPa，操作温度140℃，气液混合物经过催化剂床层发生反应，液硫中以多硫化物形式存在的H2S分解为游离态H2S，部分H2S氧化为单质硫，压缩空气将含硫气体吹脱出液相；
通过催化剂床层后，气液混合物在床层上部空间进行气液分离，含硫气体从塔顶分出，利用自身余压进入制硫反应炉进行Clause反应；液体硫磺出口至硫封罐Ⅶ，然后返回液硫槽。
其中：催化剂是以α-Al2O3为载体，浸渍氧化铁。催化剂的特性：空速范围为2.0h-1，使用温度为140℃。
采用此工艺硫磺排放烟气中SO2浓度可降至300mg/Nm3。
实施例2
液硫槽Ⅰ内液体硫磺经过液硫脱气泵Ⅱ升压，进入液硫喷射器Ⅲ，将液硫槽内气相空间的气体抽吸出，液硫喷射器的出口压力为0.18MPa(g)；
50Nm3/t液硫的压缩空气经过空气预热器升温Ⅳ至120℃，通入液硫喷射器出口的液硫混合物中，形成气液相混合物，进入液硫脱气塔Ⅴ；
液硫脱气塔内设有液硫脱气催化剂床层Ⅵ，塔顶操作压力0.06MPa，操作温度160℃，气液混合物经过催化剂床层发生反应，液硫中以多硫化物形式存在的H2S分解为游离态H2S，部分H2S氧化为单质硫，压缩空气将含硫气体吹脱出液相；
通过催化剂床层后，气液混合物在床层上部空间进行气液分离，含硫气体从塔顶分出，利用自身余压进入制硫反应炉进行Clause反应；液体硫磺出口至硫封罐Ⅶ，然后返回液硫槽。
其中：催化剂是以α-Al2O3为载体，浸渍氧化铬。催化剂的特性：空速范围为3.0h-1，使用温度为130℃。
采用此工艺硫磺排放烟气中SO2浓度可降至200mg/Nm3。
实施例3
液硫槽Ⅰ内液体硫磺经过液硫脱气泵Ⅱ升压，进入液硫喷射器Ⅲ，将液硫槽内气相空间的气体抽吸出，液硫喷射器的出口压力为0.20MPa(g)；
40Nm3/t液硫的压缩空气经过空气预热器升温Ⅳ至130℃，通入液硫喷射器出口的液硫混合物中，形成气液相混合物，进入液硫脱气塔Ⅴ；
液硫脱气塔内设有液硫脱气催化剂床层Ⅵ，塔顶操作压力0.08MPa，操作温度150℃，气液混合物经过催化剂床层发生反应，液硫中以多硫化物形式存在的H2S分解为游离态H2S，部分H2S氧化为单质硫，压缩空气将含硫气体吹脱出液相；
通过催化剂床层后，气液混合物在床层上部空间进行气液分离，含硫气体从塔顶分出，利用自身余压进入制硫反应炉进行Clause反应；液体硫磺出口至硫封罐Ⅶ，然后返回液硫槽。
其中：催化剂是以α-Al2O3为载体，浸渍氧化铁。催化剂的特性：空速范围为0.5h-1，使用温度为170℃。
采用此工艺硫磺排放烟气中SO2浓度可降至400mg/Nm3。

Claims (3)

1.一种液硫脱气工艺，其特征在于：按以下步骤进行：
（1）液硫槽(Ⅰ)内液体硫磺由液硫脱气泵(Ⅱ)送入液硫喷射器(Ⅲ)作为动力，将液硫槽内气相空间的气体抽吸出；
（2）压缩空气经过空气预热器(Ⅳ)升温，通入液硫喷射器出口的液硫混合物中，形成气液相混合物，进入液硫脱气塔(Ⅴ)；
（3）液硫脱气塔内设有液硫脱气催化剂床层(Ⅵ)，气液混合物经过催化剂床层发生反应，液硫中以多硫化物形式存在的H2S分解为游离态H2S，部分H2S氧化为单质硫，压缩空气将含硫气体吹脱出液相；
（4）通过催化剂床层后，气液混合物在床层上部空间进行气液分离，含硫气体从塔顶分出，利用自身余压进入制硫反应炉进行Clause反应，液体硫磺出口至硫封罐(Ⅶ)，然后返回液硫槽；
步骤（1）中液硫喷射器(Ⅲ)的出口压力为0.15～0.20MPa(g)；
步骤（3）中催化剂是以α-Al2O3为载体，浸渍活性金属氧化物；活性金属氧化物为氧化铁或氧化铬；
步骤（2）中压缩空气经过空气预热器(Ⅳ)升温至120～140℃；
步骤（3）中液硫脱气塔塔顶操作压力为0.06～0.08MPa(g)，操作温度为140～160℃。
2.根据权利要求1所述的液硫脱气工艺，其特征在于：步骤（2）中压缩空气的用量为30～50Nm3/t液硫。
3.根据权利要求1所述的液硫脱气工艺，其特征在于：催化剂的特性：空速范围为0.5～3.0h-1，使用温度为130～170℃。
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