CN106853323B - 超低排放的硫磺回收尾气吸收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超低排放的硫磺回收尾气吸收系统，其特征在于：该系统为在传统的二级克劳斯系统和尾气加氢还原系统结合构成的硫磺回收系统中增加高效旋流脱硫器、精脱硫反应器、尾气加热器和尾气冷却器。本发明与传统的尾气加氢还原吸收工艺相比，增加了高效旋流脱硫器和精脱硫反应器，经水解并吸收后焚烧，最终排放烟气中二氧化硫浓度小于50mg/Nm3，优于《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570‑2015)特别排放限值100mg/Nm3，并且，随着硫化氢的吸收，相应硫磺回收装置的总硫回收率得到提高，总硫回收率可达99.99％。
Description
技术领域
本发明涉及化工、化学工业中的硫磺回收技术领域，具体的涉及一种超低排放(焚烧后烟气中二氧化硫含量约为50mg/Nm3)的硫磺回收尾气吸收系统，该系统能极大程度的降低二氧化硫的排放量。
背景技术
目前国内大部分硫磺回收装置采用二级克劳斯系统和尾气加氢还原系统结合构成的硫磺回收系统(二级克劳斯+尾气加氢还原工艺)，该回收系统具体的见附图1所示：结构包括依次连接的燃烧炉1’、第一蒸汽发生器2’、一级硫冷凝器3’、第一再热器4’、一级反应器5’、二级硫冷凝器6’、第二再热器7’、二级反应器8’、三级硫冷凝器9’、尾气再热器10’、还原反应器11’、急冷塔26’、吸收塔24’、焚烧炉16’、第二蒸汽发生器15’、过滤器14’和烟囱13’；所述的燃烧炉1’的进料端分别与空气源1-1’、酸性气源1-2’连接，所述的一级硫冷凝器3’和三级硫冷凝器9’通过管路连接；所述的二级硫冷凝器6’通过管路与液硫池12’连接；所述的吸收塔24’的侧壁通过管路依次连接有贫液冷却器23’、再生塔20’，所述的吸收塔的底部通过管道连接有富液泵25’；所述的再生塔的上部通过管路依次连接有再生塔顶冷却器18’、回流罐17’和回流泵19’、回流泵19’通过管路与再生塔的侧壁连接；回流罐上设置有与燃烧炉的进料端连接管路；所述的再生塔靠近底部的侧壁设置有重沸器21’，再生塔的底部通过贫液泵22’、侧壁通过管道、贫液冷却器通过管道、吸收塔底部通过富液泵分别与贫富液热换器连接。
在排放的烟气中二氧化硫排放浓度按《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)设计，该标准要求二氧化硫排放浓度＜960mg/Nm3。但新标准《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)要求新建企业自2015年7月1日起，现有企业自2017年7月1日起执行新标准，《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)要求硫磺回收装置大气污染物排放限值为400mg/Nm3，特别排放限值为100mg/Nm3。为满足新标准的要求，需要采取措施降低装置二氧化硫排放量。据分析，烟囱二氧化硫排放主要由净化尾气、焚烧炉燃料气和液硫池废气所含硫化物焚烧产生，其中经脱硫后的燃料气所占比重极少，目前液硫池废气可通过增压返回至反应炉回收，因此改进后的硫磺回收装置最终二氧化硫排放量主要由净化尾气所带的硫化物产生。按图1的传统流程，经硫磺回收装置吸收塔吸收后的净化尾气中硫化氢含量约为50ppm,但最终焚烧后烟气中二氧化硫含量约为200mg/Nm3,主要是净化尾气中含有吸收塔不能脱除的有机硫。为了解决硫磺回收装置二氧化硫排放满足《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)特别排放限值100mg/Nm3的要求，目前国内采取多种措施尝试解决，其中比较有效的措施是对焚烧后的烟气采用氨法或钠法进一步脱硫，但采用氨法或钠法进行烟气脱硫也带来一系列的问题，比如采用氨法脱硫产生硫酸铵的处理，钠法脱硫产生硫酸钠溶液的处理，以及增加设施的设备和管道的防腐问题。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种高吸收率、低能耗，且对装置无不利影响，后续处理简单，能减少硫化氢带入焚烧炉，从源头解决二氧化硫的排放，降低硫磺回收装置最终烟气二氧化硫的排放的超低排放的硫磺回收尾气吸收系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种超低排放的硫磺回收尾气吸收系统，该系统为在传统的二级克劳斯系统和尾气加氢还原系统结合构成的硫磺回收系统中增加高效旋流脱硫器、精脱硫反应器、尾气加热器和尾气冷却器。
本发明所述的高效旋流脱硫器包括第一高效旋流脱硫器和第二高效旋流脱硫器，所述的第一高效旋流脱硫器位于尾气冷却器和焚烧炉连接的管路上，所述的第二高效旋流脱硫器位于吸收塔与尾气加热器连接的管路上；所述的尾气加热器、精脱硫反应器与尾气冷却器依次经过管路连接；采用上述结构，加氢还原后的尾气经急冷塔冷却后送入吸收塔、然后自下而上与胺液逆向接触(接触后胺液变为贫胺液或称稀胺液)，其中的硫化氢被吸收至50ppm以下，再经第二高效旋流脱硫器进一步吸收脱硫至10ppm以下送至尾气加热器加热，加热后的尾气进入精脱硫反应器，其中的有机硫水解为硫化氢；水解后的尾气经尾气冷却器冷却后由专用的旋流脱硫器脱硫，脱后硫化氢含量小于10ppm的净化尾气送至焚烧炉焚烧，焚烧后烟气中二氧化硫含量约为50mg/Nm3。
本发明所述的第一高效旋流脱硫器和第二高效旋流脱硫器分别通过管路与贫胺液冷却器连接；采用上述结构，再生后的贫胺液经泵加压并换热后分两路，分别进入两台高效旋流脱硫器中，在两台高效旋流脱硫器内吸收硫化氢后进入吸收塔再次吸收硫化氢，吸收硫化氢后的富胺液进入再生塔再生。
本发明的优点和有益效果：
1.本发明与传统的尾气加氢还原吸收工艺(图1)相比，增加了高效旋流脱硫器和精脱硫反应器，经水解并吸收后焚烧，最终排放烟气中二氧化硫浓度小于50mg/Nm3，优于《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)特别排放限值100mg/Nm3，并且，随着硫化氢的吸收，相应硫磺回收装置的总硫回收率得到提高，总硫回收率可达99.99％。
2.本发明的系统，在高效旋流脱硫器的脱硫效果如下，经脱硫后最终烟气二氧化硫排放由原有的400mg/Nm3降低为50mg/Nm3。
3.本发明的系统与氨法脱硫和钠法脱硫技术相比，虽然几种工艺均可解决最终烟气的二氧化硫排放，但本发明不会增加附产物的二次处理问题，也不存在氨法脱硫和钠法脱硫带来的设备及管道腐蚀问题。
附图说明
附图1现有技术二级克劳斯系统和尾气加氢还原系统结合构成的硫磺回收系统结构示意图。
附图2本发明超低排放的硫磺回收尾气吸收系统结构示意图。
附图3采用H2S浓度为100ppm经过本发明的装置吸收硫的效果图。
附图4采用H2S浓度为200ppm经过本发明的装置吸收硫的效果图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
本发明采用的技术方案为：一种超低排放的硫磺回收尾气吸收系统，该系统为在传统的二级克劳斯系统和尾气加氢还原系统结合构成的硫磺回收系统中增加高效旋流脱硫器、精脱硫反应器、尾气加热器和尾气冷却器。
具体的，如附图2所示：本发明的系统结构包括依次连接的燃烧炉1、第一蒸汽发生器2、一级硫冷凝器3、第一再热器4、一级反应器5、二级硫冷凝器6、第二再热器7、二级反应器8、三级硫冷凝器9、尾气再热器10、还原反应器11、急冷塔26、吸收塔24、焚烧炉16、第二蒸汽发生器15、过滤器14和烟囱13；所述的燃烧炉1的进料端分别与空气源1-1、酸性气源1-2连接，所述的一级硫冷凝器3和三级硫冷凝器9通过管路连接；所述的二级硫冷凝器6通过管路与液硫池12连接；所述的吸收塔24的侧壁通过管路依次连接有贫液冷却器23、再生塔20，所述的吸收塔的底部通过管道连接有富液泵25；所述的再生塔的上部通过管路依次连接有再生塔顶冷却器18、回流罐17和回流泵19、回流泵19通过管路与再生塔的侧壁连接；回流罐上设置有与燃烧炉的进料端连接管路；所述的再生塔靠近底部的侧壁设置有重沸器21，再生塔的底部通过贫液泵22、侧壁通过管道、贫液冷却器通过管道、吸收塔底部通过富液泵分别与贫富液热换器连接；所述的吸收塔上端至焚烧炉之间依次设置有第二高效旋流脱硫器33、尾气加热器32、精脱硫反应器29、尾气冷却器30和第一高效旋流脱硫器31；具体的：所述的尾气冷却器和焚烧炉连接的管路上设置有第一高效旋流脱硫器31、吸收塔与尾气加热器连接的管路上设置有第二高效旋流脱硫器33，所述的第一高效旋流脱硫器和第二高效旋流脱硫器分别通过管路与贫胺液冷却器连接。
采用上述结构，加氢还原后的尾气经急冷塔冷却后送入吸收塔、然后自下而上与胺液逆向接触(接触后胺液变为贫胺液或称稀胺液)，其中的硫化氢被吸收至50ppm以下，再经第二高效旋流脱硫器进一步吸收脱硫至10ppm以下送至尾气加热器加热，加热后的尾气进入精脱硫反应器，其中的有机硫水解为硫化氢；水解后的尾气经尾气冷却器冷却后由专用的旋流脱硫器脱硫，脱后硫化氢含量小于10ppm的净化尾气送至焚烧炉焚烧，焚烧后烟气中二氧化硫含量约为50mg/Nm3。
本发明所述的第一高效旋流脱硫器和第二高效旋流脱硫器分别通过管路与贫胺液冷却器连接；采用上述结构，再生后的贫胺液经泵加压并换热后分两路，分别进入两台高效旋流脱硫器中，在两台高效旋流脱硫器内吸收硫化氢后进入吸收塔再次吸收硫化氢，吸收硫化氢后的富胺液进入再生塔再生。
如附图2所示，本发明的第二高效旋流脱硫器上设置有四根管路，分别连接吸收塔、贫胺液冷却器、尾气加热器、第一高效旋流脱硫器；方便形成回路，再次吸收硫化氢。
采用本发明的结构处理尾气，与传统图1的工艺比较，本发明不会增加附产物的二次处理问题，也不存在氨法脱硫和钠法脱硫带来的设备及管道腐蚀问题；而且采用本发明的装置吸收硫后，具体见附图3和4的显示，图3采用H2S浓度为100ppm经过本发明的装置吸收硫的效果图，图4为采用H2S浓度为200ppm经过本发明的装置吸收硫的效果图，通过实验结果做出的附图曲线可以看出本发明的脱硫率达到90％以上，甚至高达95％；与传统工艺相比，具有更加显著的脱硫效率，达到了预料不到的技术效果。
Claims (2)
1.一种超低排放的硫磺回收尾气吸收系统，该系统为在传统如下结构的二级克劳斯系统和尾气加氢还原系统结合构成的硫磺回收系统中进行的改进，该传统系统的结构包括依次连接的燃烧炉、第一蒸汽发生器、一级硫冷凝器、第一再热器、一级反应器、二级硫冷凝器、第二再热器、二级反应器、三级硫冷凝器、尾气再热器、还原反应器、急冷塔、吸收塔、焚烧炉、第二蒸汽发生器、过滤器和烟囱；所述的燃烧炉的进料端分别与空气源、酸性气源连接，所述的一级硫冷凝器和三级硫冷凝器通过管路连接；所述的二级硫冷凝器通过管路与液硫池连接；所述的吸收塔的侧壁通过管路依次连接有贫液冷却器、再生塔，所述的吸收塔的底部通过管道连接有富液泵；所述的再生塔的上部通过管路依次连接有再生塔顶冷却器、回流罐和回流泵、回流泵通过管路与再生塔的侧壁连接；回流罐上设置有与燃烧炉的进料端连接管路；所述的再生塔靠近底部的侧壁设置有重沸器，再生塔的底部通过贫液泵、侧壁通过管道、贫液冷却器通过管道、吸收塔底部通过富液泵分别与贫富液热换器连接；其特征在于：该系统为在传统的二级克劳斯系统和尾气加氢还原系统结合构成的硫磺回收系统中增加高效旋流脱硫器、精脱硫反应器、尾气加热器和尾气冷却器；所述的高效旋流脱硫器包括第一高效旋流脱硫器和第二高效旋流脱硫器，所述的第一高效旋流脱硫器位于尾气冷却器和焚烧炉连接的管路上，所述的第二高效旋流脱硫器位于吸收塔与尾气加热器连接的管路上；所述的尾气加热器、精脱硫反应器与尾气冷却器依次经过管路连接；加氢还原后的尾气经急冷塔冷却后送入吸收塔、然后自下而上与胺液逆向接触，其中的硫化氢被吸收至50ppm以下，再经第二高效旋流脱硫器进一步吸收脱硫至10ppm以下送至尾气加热器加热，加热后的尾气进入精脱硫反应器，其中的有机硫水解为硫化氢；水解后的尾气经尾气冷却器冷却后由专用的旋流脱硫器脱硫，脱后硫化氢含量小于10ppm的净化尾气送至焚烧炉焚烧，焚烧后烟气中二氧化硫含量约为50mg/Nm3。
2.根据权利要求1所述的超低排放的硫磺回收尾气吸收系统，其特征在于：所述的第一高效旋流脱硫器和第二高效旋流脱硫器分别通过管路与贫胺液冷却器连接。
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