CN103213951B - 硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离设备 - Google Patents

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一种应用于硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离的组合设备，该设备由过程气冷凝冷却器与液硫分离器组合而成，液硫分离器直接连接于过程气冷凝冷却器封头的下方，与封头构成整体空间，过程气冷凝冷却器封头及液硫分离器的外部设置蒸汽加热设施；液硫分离器内设置有填料层段和液硫收集段，填料层为规整填料结构；过程气出口设置液硫捕集器，过程气出口连接下一级反应或冷凝冷却系统；液硫分离器上设有控制液硫流出的液硫出口阀，液硫出口阀通过液硫出口线连接到液硫中间罐。本发明的组合设备减少了设备投入，且不会对环境及人身造成伤害，经处理过的液硫夹带的硫化氢含量低，外排气中二氧化硫含量低，减轻对环境的污染。

Description

硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离设备
技术领域
本发明属于硫磺回收技术领域，具体涉及一种适用于硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离组合设备及工艺。
背景技术
现有硫磺回收装置，过程气冷凝冷却器冷凝的液体硫磺，从冷凝冷却器直接送入设置于地面以下的硫封罐，再利用液硫的重力自流进入常压的液硫池。由于液硫在冷凝冷却器中停留时间较短，其中硫化氢的溶解量大于冷却状态下的平衡溶解量，后续液硫脱气时分离的硫化氢量较大，目前常规的液硫脱气工艺，大多是采用空气鼓泡与液硫抛洒脱气，脱出的气体与氮封气体一起抽送到焚烧炉，形成二氧化硫，对大气造成污染，这一部分污染物对大气排放的二氧化硫贡献量为100～300mg/m3，同时由于液硫池为常压操作，其脱出的硫化氢会对周围环境及相关操作人员造成伤害；而硫封罐设置于地面以下的硫封罐池，液硫池全部位于地面以下，因此存在液硫对土壤的污染风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合设备，在一台设备内实现硫磺冷凝冷却，加大液硫在冷却器内的停留时间，促使液硫中的硫化氢与液硫充分分离，实现液体硫磺回收在完全密闭的状态下进行，液体硫磺分离的含硫化氢气体，全部返回系统进行处理，不会对周围环境及操作人员造成伤害。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
一种硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离设备，包括过程气冷凝冷却器和液硫分离器，液硫分离器位于过程气冷凝冷却器封头部位的下方，液硫分离器由填料层段与液硫采集段组成，过程气出口设置液硫捕集器。
所述液硫分离器直接连接于过程气冷凝冷却器的下游，管壳式过程气冷凝冷却器的端部为法兰结构，液硫在冷却器封头、液硫分离器及液硫捕集器中进一步实现气液分离。设置于液硫分离器内部的填料层，加强液硫脱气效果，使经液硫出口阀流出的液硫夹带的气体量降低到最低。
设置于过程气冷凝冷却器下方的液硫分离器，提供了足够的液硫气液分离空间，实现液硫与过程气的分离。
所述填料层段与液硫采集段，直接连接于冷凝冷却器的封头下方，与封头构成整体空间，提供液硫分离空间和液硫在冷凝冷却器的停留空间。
所述填料层段与液硫采集段，可以为冷凝冷却的液硫提供4～15小时以上的停留时间，起到充分分离液硫中夹带的硫化氢等气体的作用；而常规的硫封罐设置时，冷凝冷却的液硫在冷凝冷却器内的停留时间仅为半分钟左右。
所述填料层可以是多孔规整填料板结构，主要为液硫中分离的气体提供通道。
所述封头及液硫分离器的外部设置蒸汽加热设施，防止因液硫凝固点低凝固而造成对系统的堵塞。
所述过程气出口设置液硫捕集器，进一步捕集过程气中夹带的液硫，过程气出口连接制硫过程气出口线，制硫过程气出口线连接下一级反应或冷凝冷却系统。
一种硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离工艺，过程气进入过程气冷凝冷却器，硫磺冷却为液体从气体中分离并汇集到冷凝冷却器的封头处，进入液硫分离器，液硫经液硫分离器中设置的填料层段进行液硫脱气，脱气后的液硫进入液硫采集段，然后经液硫出口线自流进入液硫中间罐，再以液硫泵送入液硫储罐；与液硫分离后的过程气经过液硫捕集器进一步捕捉液硫，经过程气出口线送入下一级反应或冷凝冷却系统。
冷凝冷却器的液硫，经液硫分离器送到液硫中间罐，液硫中间罐的压力与尾气分液罐的压力相同，而不是常压，一方面为液硫分离器出口提供压力，保证液硫在液硫中间罐中分离的气体返回系统进行处理而不用排到焚烧系统，从而不会增加烟气中二氧化硫的量；另一方面降低了液硫分离器的高度，从而能够安装于冷凝冷却器下部。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
（1）该设备的发明，将液硫过程气的冷凝冷却与液硫脱气过程集中于一台设备之内，可以省掉原有硫磺回收工艺中的硫封罐、硫封罐池、液硫池等，减少污染排放与接口泄漏污染，降低环境及土壤污染，缩短工艺流程，降低装置投资。
（2）分离出的含硫化氢过程气进入下一级反应或冷凝冷却系统，从而进一步回收硫，而不是直接进入燃烧炉燃烧，在提高硫回收率的同时，降低了排放气中二氧化硫含量，比常规工艺降低约100～200mg/Nm3，减轻了对大气的污染。
（3）液硫经冷凝后，在冷凝冷却器封头处、液硫分离器中的停留时间高达4～15小时（按液硫分离器大小及冷凝冷却器的液硫分离量而不同），远高于常规工艺的30秒停留时间，液硫中的硫化氢夹带量降低到尽可能接近平衡夹带量，使出口液硫中的硫化氢含量降至最低，减轻了在液硫储存、运输及使用中对操作人员及环境造成的损害。
（4）经该设备处理的液体硫磺中硫化氢的夹带量将由常规工艺状态时过饱合夹带约450～650ⅹ10-6（质量分数）降到约300～550ⅹ10-6（质量分数）以下，接近平衡量250～450ⅹ10-6（质量分数），给液体硫磺脱气及后续处理工艺减少了环境污染，改善操作环境。
附图说明
图1本发明硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离的装置及工艺图
图中：1-过程气入口线，2-过程气冷凝冷却器，3-液硫捕集器，4-液硫分离器，5-液硫出口阀，6-制硫过程气出口线，7-填料层段，8-液硫采集段，9-液硫出口线。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1所示的硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离设备，包括过程气冷凝冷却器2和液硫分离器4，液硫分离器4位于过程气冷凝冷却器2封头部位的下方，封头及液硫分离器4的外部设置蒸汽加热设施，液硫分离器4由填料层段7与液硫采集段8组成，液硫分离器4上设置液硫出口，由液硫出口阀5控制，通过液硫出口线9连接液硫中间罐，液硫中间罐连接液硫储罐；过程气出口设置液硫捕集器3，过程气出口连接制硫过程气出口线6，制硫过程气出口线6连接下一级反应或冷凝冷却系统；填料层段7设置规整填料，填料层段7与液硫采集段8直接连接于冷凝冷却器的封头下方，与封头构成整体空间，液硫在空间内的停留时间控制在12小时。
工作时，制硫过程气1进入过程气冷凝冷却器2，硫磺冷却为液体从气体中分离并汇集到冷凝冷却器的封头处，进入液硫分离器4，液硫经液硫分离器4中设置的填料层段7进行液硫脱气，脱气后的液硫进入液硫采集段8，然后通过液硫出口阀5的控制经液硫出口线9自流进入液硫中间罐，再以液硫泵送入液硫储罐。与液硫分离后的过程气经过液硫捕集器3进一步捕捉液硫，经过程气出口线6送入下一级反应或冷凝冷却系统。
在同一台设备中完成了硫磺的冷凝与分离工作，降低了成本，在同一台设备中很好的完成了液硫去硫化氢效果，获得的液硫中硫化氢含量降到330ⅹ10-6质量分数以下。含硫化氢气体不直接燃烧外排，而是重新进入系统进行硫的二次回收，减少了环境污染。
实施例2
如图1所示的硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离设备，包括过程气冷凝冷却器2和液硫分离器4，液硫分离器4位于过程气冷凝冷却器封头2部位的下方，封头及液硫分离器4的外部设置蒸汽加热设施，液硫分离器4由填料层段7与液硫采集段8组成，液硫分离器4上设置液硫出口，由液硫出口阀5控制，通过液硫出口线9连接液硫中间罐，液硫中间罐连接液硫储罐；过程气出口设置液硫捕集器3，过程气出口连接制硫过程气出口线6，制硫过程气出口线6连接下一级反应或冷凝冷却系统；填料层段7设置规整填料，填料层段7与液硫采集段8直接连接于冷凝冷却器的封头下方，与封头构成整体空间，液硫在空间内的停留时间控制在5小时。
工作时，制硫过程气1进入过程气冷凝冷却器2，硫磺冷却为液体从气体中分离并汇集到冷凝冷却器的封头处，进入液硫分离器4，液硫经液硫分离器4中设置的填料层段7进行液硫脱气，脱气后的液硫进入液硫采集段8，然后通过液硫出口阀5的控制经液硫出口线9自流进入液硫中间罐，再以液硫泵送入液硫储罐。与液硫分离后的过程气经过液硫捕集器3进一步捕捉液硫，经过程气出口线6送入下一级反应或冷凝冷却系统。
在同一台设备中完成了硫磺的冷凝与分离工作，降低了成本，在同一台设备中很好的完成了液硫去硫化氢效果，获得的液硫中硫化氢含量降到410ⅹ10-6质量分数以下。含硫化氢气体不直接燃烧外排，而是重新进入系统进行硫的二次回收，减少了环境污染。

Claims (4)

1.一种硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离设备，其特征在于，包括过程气冷凝冷却器（2）和液硫分离器（4），液硫分离器（4）位于过程气冷凝冷却器封头部位的下方，液硫分离器由填料层段（7）与液硫采集段（8）组成，填料层段（7）与液硫采集段（8）直接连接于冷凝冷却器的封头下方，与封头构成整体空间；液硫分离器（4）上设有控制液硫流出的液硫出口阀（5），液硫出口阀（5）连接液硫出口线（9），液硫出口线（9）连接液硫中间罐；液硫中间罐的压力与尾气分液罐的压力相同；过程气出口设置液硫捕集器（3）。
2.根据权利要求1所述的硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离设备，其特征在于，所述填料层段（7）设置填料，填料层段（7）是规整填料结构。
3.根据权利要求1所述的硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离设备，其特征在于，过程气出口连接制硫过程气出口线（6），制硫过程气出口线（6）连接下一级反应或冷凝冷却系统。
4.根据权利要求1所述的硫磺回收装置的硫磺冷凝与分离设备，其特征在于，所述封头及液硫分离器的外部设置蒸汽加热设施。
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