CN107469616A - 一种克劳斯尾气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种克劳斯尾气处理系统，包括依次连接的一段过程气换热器、加氢反应器、二段过程气换热器、三程硫冷凝器、冷凝冷却器、汽液分离器及脱硫吸收塔；所述一段过程气换热器的尾气入口连接克劳斯工艺硫冷凝器的尾气出口；加氢反应器上游的尾气输送管道上设还原性气体入口；脱硫吸收塔的上部设脱硫液入口，脱硫液入口连接外部煤气净化装置的再生脱硫液管道；脱硫液入口上方的脱硫吸收塔设碱液入口，碱液入口连接外部煤气净化装置的补充碱液管道；脱硫吸收塔顶设尾气出口连接焦炉煤气管道或回炉煤气管道；脱硫吸收塔底部设富液出口，通过富液泵连接外部煤气净化装置的脱硫液再生系统。本发明具有运行成本低、节约能源、绿色环保的优点。
Description
技术领域
本发明涉及炼焦化工产品回收技术领域，尤其涉及一种克劳斯尾气处理系统。
背景技术
目前，焦化行业的克劳斯工艺没有尾气处理措施，其尾气回兑到焦炉煤气系统。
焦化行业的克劳斯工艺通常由燃烧段和一级、两级催化段组成，通过在燃烧段内控制H2S的不完全燃烧比例，使1/3的H2S生成SO2，H2S与SO2生成元素硫。到催化段，在催化剂作用下，H2S与SO2以化学计算比反应生成元素硫；再将生成的气态硫冷凝成液态硫分离。
在克劳斯反应中，其进程受反应温度、化学平衡、可逆反应的限制，在尾气中存在H2S、S、SO2、N2等气体，它们只能回兑到煤气系统，不能外排。尾气含有大量的惰性气体如N2，大约接近一半。
而实际的焦炉煤气按不同的用途，如冶金燃料、城市煤气、化工原料等，主要分为两种情况：
情况一：焦炉煤气组成中对惰性气体含量没有要求，即常规流程,用作冶金燃料、城市煤气等。
情况二：焦炉煤气组成中对惰性气体含量有要求，即特殊流程，如利用焦炉煤气为原料制甲醇、LNG工艺等。
对于第一种情况，通常用蒸汽夹套伴热和喷淋手段解决尾气输送堵塞问题。而对于后一种情况，目前还没有解决措施。
以焦炉煤气为原料的制甲醇工艺、制LNG工艺，尾气的回兑势必增加气体输送能力和压缩功。实践表明，以年产300万吨焦炭规模为例，尾气回兑原料气中N2含量增加2～3％，在生产甲醇、LNG工艺中能耗增加约200KW。N2最终以驰放气排到大气中，不参与化学反应。
综上，不论哪一种情况，既要解决堵塞，又要解决惰性气体含量大的难题。特别是对原料气中惰性气体含量要求比较严格的工艺，例如利用焦炉煤气制甲醇、焦炉煤气制LNG等工艺，要尽可能降低惰性气体含量，以减少运行成本，提高效率，实现节约能源的目标。
发明内容
本发明提供了一种克劳斯尾气处理系统，具有运行成本低、节约能源、绿色环保的优点。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种克劳斯尾气处理系统，包括通过尾气输送管道依次连接的一段过程气换热器、加氢反应器、二段过程气换热器、三程硫冷凝器、冷凝冷却器、汽液分离器及脱硫吸收塔；所述一段过程气换热器的尾气入口连接克劳斯工艺硫冷凝器的尾气出口；加氢反应器上游的尾气输送管道上设还原性气体入口；脱硫吸收塔的上部设脱硫液入口，脱硫液入口连接外部煤气净化装置的再生脱硫液管道；脱硫液入口上方的脱硫吸收塔设碱液入口，碱液入口连接外部煤气净化装置的补充碱液管道；脱硫吸收塔顶设尾气出口连接焦炉煤气管道或回炉煤气管道；脱硫吸收塔底部设富液出口，通过富液泵连接外部煤气净化装置的脱硫液再生系统。
所述加氢反应器中填加常温催化剂或低温催化剂。
所述三程硫冷凝器设蒸汽出口。
所述还原性气体入口连接焦炉煤气净化装置的净化煤气输出管道或氢气输送管道。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)节约能源：本发明所述系统能够将焦化行业的克劳斯尾气达标处理，处理后的尾气既可以返回焦炉煤气系统，又可以回兑回炉煤气系统；对于常规流程，尾气回焦炉煤气系统，增加煤气量。对于特殊流程，尾气回兑回炉煤气系统，不进入原料气中，以年产300万吨焦炭规模为例，如利用焦炉煤气为原料制甲醇、制LNG等工艺，其中N2减少2～3％，节省压缩功200KW,有利于整个煤气行业的能源节约；尾气的加热与冷却采用与过程气换热，充分利用余热；另外，煤气净化装置的设备不用作热处理，简化施工，节约能源；
2)运行成本低：首先，本发明所述系统利用净化后的焦炉煤气为还原性气体，不用新建制氢装置；其次，经本发明所述系统处理后的尾气不用蒸汽夹套伴热，减少蒸汽消耗；再次，本发明利用煤气净化装置中的脱硫液和新鲜碱源，保证了尾气脱硫效果，富液回煤气净化装置再生，脱硫液循环使用，不必选用新的脱硫剂；实现一种脱硫液在两处脱硫，减少了脱硫液种类，降低了运行成本；
3)绿色环保：本发明所述系统没有大气污染物直接排放，经本发明所述系统处理的尾气H2S指标与焦炉煤气H2S指标一致，既不影响原料气的组成，又不影响回炉煤气加热时废气排放指标，焚烧后的废气满足《炼焦化学工业污染物排放标准》GB/T16171-2012中新建企业SO2含量要求。
附图说明
图1是本发明所述一种克劳斯尾气处理系统的结构示意图。
图中：1.一段过程气换热器 2.加氢反应器 3.二段过程气换热器 4.三程硫冷凝器5.冷凝冷却器 6.汽液分离器 7.脱硫吸收塔 8.富液泵
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种克劳斯尾气处理系统，包括通过尾气输送管道依次连接的一段过程气换热器1、加氢反应器2、二段过程气换热器3、三程硫冷凝器4、冷凝冷却器5、汽液分离器6及脱硫吸收塔7；所述一段过程气换热器1的尾气入口连接克劳斯工艺硫冷凝器的尾气出口；加氢反应器2上游的尾气输送管道上设还原性气体入口；脱硫吸收塔7的上部设脱硫液入口，脱硫液入口连接外部煤气净化装置的再生脱硫液管道；脱硫液入口上方的脱硫吸收塔7设碱液入口，碱液入口连接外部煤气净化装置的补充碱液管道；脱硫吸收塔7顶设尾气出口连接焦炉煤气管道或回炉煤气管道；脱硫吸收塔7底部设富液出口，通过富液泵8连接外部煤气净化装置的脱硫液再生系统。
所述加氢反应器2中填加常温催化剂或低温催化剂。
所述三程硫冷凝器4设蒸汽出口。
所述还原性气体入口连接焦炉煤气净化装置的净化煤气输出管道或氢气输送管道。
应用本发明所述系统的克劳斯尾气处理工艺如下：
从克劳斯工艺硫冷凝器出来的克劳斯尾气，在一段过程气换热器1中与一段反应器出来的过程气换热后，与还原性气体混合进入到加氢反应器2，将克劳斯尾气中的绝大部分硫及硫化物转化为H2S；
从加氢反应器2出来的克劳斯尾气进入二段过程气换热器3中与进入二段反应器的过程气换热冷却，再通过三程硫冷凝器4产生低压蒸汽，从三程硫冷凝器4出来的克劳斯尾气经冷凝冷却器5冷却后,进入汽液分离器6进行汽液分离，然后压送到脱硫吸收塔7；汽液分离器6分离出的液体送煤气净化装置；
在脱硫吸收塔7中，克劳斯尾气中的大部分H2S、CO2被来自煤气净化装置的脱硫液吸收，吸收了H2S、CO2的富液送回煤气净化装置再生(由富液泵8输送)，再生后的气体作为克劳斯的原料生产元素硫；
为保证H2S的洗涤效果，在脱硫吸收塔7上部设置碱洗段，喷洒的新鲜碱液是来自煤气净化装置脱硫单元的补充液；克劳斯尾气中的H2S脱除到200mg/Nm3以下后，送到焦炉煤气系统或回炉煤气系统。
所述从克劳斯工艺硫冷凝器出来的克劳斯尾气温度为130～160℃；加氢反应器2中填加常温催化剂或低温催化剂，在一段过程气换热器1内加热时，常温反应加热到280～300℃，低温反应加热到200～240℃；克劳斯尾气在二段过程气换热器3中冷却到150～220℃，通过三程硫冷凝器4时产生0.3MPa(a)的蒸汽；然后经冷凝冷却器5冷却至20～40℃。
所述与克劳斯尾气混合后进入加氢反应器2的还原性气体是净化后的焦炉煤气或氢气，所述净化后的焦炉煤气含氢量为50～60％；在加氢反应器2中，通过填加常温催化剂或低温催化剂，使克劳斯尾气中的硫成分转化为H2S，将残余的COS、CS2水解为H2S，使克劳斯尾气中的硫元素以H2S的形式存在。
所述克劳斯尾气采用直接压送或风机抽吸的方式输送。
所述加氢反应器2的热源来自一段反应器出来的过程气，加氢反应后的克劳斯尾气用于加热进入二段反应器的过程气及产生蒸汽。
所述脱硫吸收塔7采用煤气净化装置的脱硫贫液和新鲜碱液脱除克劳斯尾气中的H2S，脱硫后的富液送回煤气净化装置进行再生，脱硫液循环使用。
对于常规流程，经本发明所述工艺处理后的克劳斯尾气可以送回焦炉煤气系统。
对于特殊流程，经本发明所述工艺处理后的克劳斯尾气送回回炉煤气系统。
以上两种处理方法，克劳斯尾气都不会直接外排。
所述克劳斯尾气包括克劳斯尾气或氨分解克劳斯尾气。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种克劳斯尾气处理系统，其特征在于，包括通过尾气输送管道依次连接的一段过程气换热器、加氢反应器、二段过程气换热器、三程硫冷凝器、冷凝冷却器、汽液分离器及脱硫吸收塔；所述一段过程气换热器的尾气入口连接克劳斯工艺硫冷凝器的尾气出口；加氢反应器上游的尾气输送管道上设还原性气体入口；脱硫吸收塔的上部设脱硫液入口，脱硫液入口连接外部煤气净化装置的再生脱硫液管道；脱硫液入口上方的脱硫吸收塔设碱液入口，碱液入口连接外部煤气净化装置的补充碱液管道；脱硫吸收塔顶设尾气出口连接焦炉煤气管道或回炉煤气管道；脱硫吸收塔底部设富液出口，通过富液泵连接外部煤气净化装置的脱硫液再生系统。
2.根据权利要求1所述的一种克劳斯尾气处理系统，其特征在于，所述加氢反应器中填加常温催化剂或低温催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种克劳斯尾气处理系统，其特征在于，所述三程硫冷凝器设蒸汽出口。
4.根据权利要求1所述的一种克劳斯尾气处理系统，其特征在于，所述还原性气体入口连接焦炉煤气净化装置的净化煤气输出管道或氢气输送管道。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171215 |