CN113264508B - 硫磺回收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种硫磺回收方法和装置,属于煤化工硫磺回收技术领域。本申请实施例提供的硫磺回收装置,同时设置酸气组分分析仪和比值分析仪,通过酸气组分分析仪分析含氨酸气的酸气组分,通过比值分析仪分析第二输送管线中混合气的第二浓度的大小,当酸气组分发生变化时,通过第一调节阀及时调节第一输送管线中空气和氧气的混合气的浓度,通过第二调节阀及时调节第二输送管线中混合气的浓度,使得硫磺回收装置保持最佳配风运行,从而提高硫磺的回收率。
Description
技术领域
本申请涉及煤化工硫磺回收技术领域。特别涉及一种硫磺回收方法及装置。
背景技术
煤炭中一般含有硫,在开发和利用煤炭能源的过程中,特别是煤化工工艺过程中,不可避免地会产生含硫化物的酸气。直接排放含硫化物的酸气不仅会造成经济损失,还会污染环境。因此,通过硫磺回收装置不仅可以将酸气中的有害物质转化为无害物质,还可以将酸气中的硫化物转化为单质硫,进而回收。
相关技术中是将石油天然气行业中的硫磺回收装置应用到煤化工行业中,该硫磺回收装置主要包括依次连接的酸气分离器、主燃烧炉、克劳斯反应设备和尾气处理设备。通过向主燃烧炉中输送空气和氧气,使酸气中的组分在主燃烧炉中充分燃烧,然后通入克劳斯反应设备,在克劳斯反应设备中发生克劳斯催化反应,通过尾气处理设备处理分解生成的尾气。
但相较于石油天然气行业中的酸气组分,煤化工行业中的酸气组分更复杂,且组分含量波动比较大,采用相关技术中的硫磺回收装置不能及时调整输送的空气和氧气之间的比例,影响硫磺的回收效果,导致硫磺的回收率低。
发明内容
本申请实施例提供了一种硫磺回收方法及装置,可以提高硫磺的回收率。
具体技术方案如下:
一方面,本申请实施例提供了一种硫磺回收装置,所述装置包括:酸气组分分析仪、比值分析仪、第一输送管线、第二输送管线、第三输送管线以及依次连接的酸气分离器、主燃烧炉、克劳斯反应设备和尾气处理设备;
其中,所述酸气分离器和所述主燃烧炉通过所述第三输送管线连接;
所述酸气组分分析仪与所述第一输送管线、所述第二输送管线和所述第三输送管线连接,所述比值分析仪与所述克劳斯反应设备和所述第二输送管线连接;所述第一输送管线和所述第二输送管线均与所述主燃烧炉连接;
所述第一输送管线上设有第一调节阀,所述第二输送管线上设有第二调节阀;
所述酸气分离器用于将接收到的含氨酸气和酸液的混合物中的含氨酸气分离出来,将分离后的含氨酸气输送至所述主燃烧炉;
所述第一输送管线用于将第一浓度的空气和氧气的混合气输送至所述主燃烧炉,所述第二输送管线用于将第二浓度的空气和氧气的混合气输送至所述主燃烧炉,所述第一浓度大于所述第二浓度;
所述酸气组分分析仪用于在将所述含氨酸气和所述混合气输送至所述主燃烧炉的过程中,分析所述第三输送管线中输送的含氨酸气的组分、所述第一输送管线中输送的混合气的组分以及所述第二输送管线中输送的混合气的组分;
所述主燃烧炉用于燃烧所述含氨酸气、所述第一浓度的混合气和所述第二浓度的混合气,得到第一过程气,所述第一过程气中包括硫化氢和二氧化硫;
所述比值分析仪用于分析进入所述克劳斯反应设备中的所述硫化氢和所述二氧化硫的比值;
所述第一调节阀用于根据所述酸气组分分析仪的分析结果调节所述第一浓度的大小,所述第二调节阀用于根据所述比值分析仪的分析结果调节所述第二浓度的大小,所述比值分析仪还用于分析调节后的第二浓度的大小;
所述克劳斯反应设备用于使所述硫化氢和所述二氧化硫在其中进行克劳斯催化反应;
所述尾气处理设备用于处理所述克劳斯反应设备得到的尾气。
在一种可能的实现方式中,所述装置还包括:甲醇洗涤塔;
所述酸气组分分析仪还与所述甲醇洗涤塔连接;
所述主燃烧炉还与所述甲醇洗涤塔连接;
所述甲醇洗涤塔用于将接收到的含甲醇酸气中的甲醇分离,得到第一酸气,将所述第一酸气输送至所述主燃烧炉;
所述酸气组分分析仪还用于分析所述第一酸气的组分。
在另一种可能的实现方式中,所述装置还包括:第一预热器、第二预热器和第三预热器;
所述甲醇洗涤塔的顶部出口通过第四输送管线与所述第一预热器的第一端连接,所述第一预热器的第二端通过所述第四输送管线与所述主燃烧炉的进口连接;
所述酸气分离器的顶部出口通过所述第三输送管线与所述第二预热器的第一端连接,所述第二预热器的第二端通过所述第三输送管线与所述主燃烧炉的进口连接;
所述第三预热器的第一端通过第五输送管线与氧气输送管线以及空气输送管线连接,所述第三预热器的第二端通过所述第五输送管线与所述第一输送管线以及所述第二输送管线连接。
在另一种可能的实现方式中,所述第一预热器的第二端还通过第六输送管线与所述主燃烧炉的进口连接;
所述第六输送管线上设有第三调节阀,所述第三调节阀用于调节所述第六输送管线中输送的第一酸气的浓度。
在另一种可能的实现方式中,所述装置还包括:氧气浓度分析仪;
所述氧气输送管线和所述空气输送管线均与所述氧气浓度分析仪连接;
所述氧气输送管线上设有第四调节阀,所述空气输送管线上设有第五调节阀;
所述氧气浓度分析仪用于分析所述氧气输送管线中输送的氧气的浓度、所述空气输送管线中输送的氧气的浓度以及所述第五输送管线中输送的氧气的浓度;
所述第四调节阀用于调节所述氧气输送管线中输送的氧气的浓度,所述第五调节阀用于调节所述空气输送管线中输送的空气的浓度。
在另一种可能的实现方式中,所述装置还包括:第一旁通管线、第二旁通管线和第三旁通管线;
所述第一旁通管线的第一端与所述第一预热器的第一端连接,所述第一旁通管线的第二端与所述第一预热器的第二端连接;
所述第二旁通管线的第一端与所述第二预热器的第一端连接,所述第二旁通管线的第二端与所述第二预热器的第二端连接;
所述第三旁通管线的第一端与所述第三预热器的第一端连接,所述第三旁通管线的第二端与所述第三预热器的第二端连接;
所述第一旁通管线上设有第六调节阀,所述第二旁通管线上设有第七调节阀,所述第三旁通管线上设有第八调节阀;
所述第六调节阀用于调节所述第一旁通管线中输送的第一酸气的浓度,所述第七调节阀用于调节所述第二旁通管线中输送的含氨酸气的浓度,所述第八调节阀用于调节所述第三旁通管线中输送的混合气的浓度。
在另一种可能的实现方式中,所述酸气分离器的底部出口和所述甲醇洗涤塔的底部出口均与酸液泵连接;
所述酸液泵用于将所述酸气分离器的底部的酸液和所述甲醇洗涤塔的底部的酸液排出。
在另一种可能的实现方式中,所述克劳斯反应设备包括:第一余热锅炉、第一换热器、第一换热冷凝器、第一克劳斯反应器、第二克劳斯反应器、第三克劳斯反应器、第一克劳斯冷凝器、第二克劳斯冷凝器、第三克劳斯冷凝器;
所述第一余热锅炉的第一端和所述主燃烧炉连接,所述第一余热锅炉的第二端和所述第一换热器的管程进口连接;
所述第一换热器的管程出口和所述第一换热冷凝器的管程进口连接,所述第一换热冷凝器的管程出口和所述第一换热器的壳程进口连接;
所述第一换热器的壳程出口和所述第一克劳斯反应器的第一端连接,所述第一克劳斯反应器的第二端和所述第一克劳斯冷凝器的管程进口连接;
所述第一克劳斯冷凝器的管程出口和所述第二克劳斯反应器的第一端连接,所述第二克劳斯反应器的第二端和所述第二克劳斯冷凝器的管程进口连接;
所述第二克劳斯冷凝器的管程出口和所述第三克劳斯反应器的第一端连接,所述第三克劳斯反应器的第二端和所述第三克劳斯冷凝器的管程进口连接,所述第三克劳斯冷凝器的管程出口和所述尾气处理设备连接;
所述比值分析仪与所述第一克劳斯冷凝器的管程出口连接。
在另一种可能的实现方式中,所述尾气处理设备包括:液硫捕集器、尾气焚烧炉、第二余热锅炉、第二换热器;
所述第三克劳斯冷凝器的管程出口和所述液硫捕集器的第一端连接,所述液硫捕集器的第二端和所述尾气焚烧炉的第一端连接;
所述尾气焚烧炉的第二端和所述第二余热锅炉的第一端连接,所述第二余热锅炉的第二端和所述第二换热器的壳程进口连接,所述第二换热器的壳程出口和尾气输送管线连接。
在另一种可能的实现方式中,所述第一克劳斯冷凝器的管程出口还与所述第三克劳斯反应器的第一端以及所述第二换热器的管程进口连接;
所述第二克劳斯冷凝器的管程出口还与所述液硫捕集器的第一端连接;
所述第三克劳斯冷凝器的管程出口还与所述第二克劳斯反应器的第一端连接;
所述第二换热器的管程出口与所述第二克劳斯反应器的第一端以及所述第三克劳斯反应器的第一端连接。
另一方面,本申请实施例提供了一种硫磺回收方法,所述方法包括:
通过酸气分离器将含氨酸气和酸液的混合物中的含氨酸气分离出来,得到所述含氨酸气;
通过第三输送管线将所述含氨酸气输送至主燃烧炉,通过第一输送管线将第一浓度的空气和氧气的混合气输送至所述主燃烧炉,以及通过第二输送管线将第二浓度的所述混合气输送至所述主燃烧炉;
通过酸气组分分析仪分析所述第三输送管线中输送的含氨酸气的组分、所述第一输送管线中输送的所述混合气的组分以及所述第二输送管线中输送的所述混合气的组分;
将所述含氨酸气、所述第一浓度的混合气和所述第二浓度的混合气在所述主燃烧炉中燃烧,得到第一过程气,所述第一过程气中包括硫化氢和二氧化硫;
通过比值分析仪分析进入所述克劳斯反应设备中的所述硫化氢和所述二氧化硫的比值以及第二输送管线中输送的混合气的第二浓度;
将所述第一过程气在克劳斯反应设备中进行克劳斯催化反应,得到单质硫和第一尾气,通过尾气处理设备将所述第一尾气处理后排出。
在一种可能的实现方式中,所述通过酸气组分分析仪分析所述第三输送管线中输送的含氨酸气的组分、所述第一输送管线中输送的所述混合气的组分以及所述第二输送管线中输送的所述混合气的组分,包括:
通过甲醇洗涤塔脱除含甲醇酸气内的甲醇,得到第一酸气;
通过第四输送管线将所述第一酸气输送至所述主燃烧炉;
通过所述酸气组分分析仪分析所述第三输送管线中输送的含氨酸气的组分、所述第四输送管线中输送的第一酸气的组分、所述第一输送管线中输送的所述混合气的组分以及所述第二输送管线中输送的所述混合气的组分;
相应的,将所述含氨酸气、所述第一浓度的混合气和所述第二浓度的混合气在所述主燃烧炉中燃烧,得到第一过程气,包括:
将所述含氨酸气、所述第一酸气、所述第一浓度的混合气和所述第二浓度的混合气在所述主燃烧炉中燃烧,得到所述第一过程气。
在另一种可能的实现方式中,在所述通过第三输送管线将所述含氨酸气输送至主燃烧炉,通过第一输送管线将第一浓度的空气和氧气的混合气输送至所述主燃烧炉,以及通过第二输送管线将第二浓度的所述混合气输送至所述主燃烧炉之前,所述方法还包括:
通过第一预热器将所述第一酸气预热至第一预设温度,预热后的第一酸气与第一旁通管线中未预热的第一酸气混合,通过所述第四输送管线和第六输送管线将混合后的第一酸气输送至所述主燃烧炉;
通过第二预热器将所述含氨酸气预热至第二预设温度,预热后的含氨酸气与第二旁通管线中未预热的含氨酸气混合,通过所述第三输送管线将混合后的含氨酸气输送至所述主燃烧炉;
通过第三预热器将所述混合气预热至第三预设温度,预热后的所述混合气与第三旁通管线中未预热的混合气混合,通过所述第一输送管线和所述第二输送管线将混合后的混合气输送至所述主燃烧炉。
在另一种可能的实现方式中,将所述第一过程气在克劳斯反应设备中进行克劳斯催化反应,得到单质硫和第一尾气,包括:
将所述第一过程气通入第一余热锅炉,通过所述第一余热锅炉对所述第一过程气降温;
将降温后的第一过程气通入第一换热器的管程,通过来自第一换热冷凝器的管程出口的第二过程气与降温后的第一过程气进行热交换;
将热交换后的第一过程气从所述第一换热器的壳程出口输出,依次通入第一克劳斯反应器、第一克劳斯冷凝器、第二克劳斯反应器、第二克劳斯冷凝器、第三克劳斯反应器和第三克劳斯冷凝器中,得到单质硫,通过所述第三克劳斯冷凝器的管程出口输出所述第一尾气。
在另一种可能的实现方式中,所述通过尾气处理设备将所述第一尾气处理后排出,包括:
将所述第一尾气通入液硫捕集器,通过所述液硫捕集器捕集所述尾气中的硫雾,得到第二尾气;
将所述第二尾气通入尾气焚烧炉,通过所述尾气焚烧炉燃烧后,得到第三尾气;
将所述第三尾气通入第二余热锅炉,通过所述第二余热锅炉对所述第三尾气降温后,将降温后的第三尾气通入第二换热器;
通过所述第二换热器将所述第三尾气与来自所述第一克劳斯冷凝器的管程出口的过程气进行热交换,通过尾气输送管线排放热交换后的第三尾气。
在另一种可能的实现方式中,所述第一酸气中甲醇的含量小于0.1%。
在另一种可能的实现方式中,所述第二克劳斯反应器和所述第三克劳斯反应器中发生的克劳斯催化反应为在低于硫露点温度下发生的克劳斯反应。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本申请实施例提供的硫磺回收装置,同时设置酸气组分分析仪和比值分析仪,通过酸气组分分析仪分析含氨酸气的酸气组分,通过比值分析仪分析第二输送管线中混合气的第二浓度的大小,当酸气组分发生变化时,通过第一调节阀及时调节第一输送管线中空气和氧气的混合气的浓度,通过第二调节阀及时调节第二输送管线中混合气的浓度,使得硫磺回收装置保持最佳配风运行,从而提高硫磺的回收率。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种硫磺回收装置的示意图;
图2是本申请实施例提供的另一种硫磺回收装置的示意图;
图3是本申请实施例提供的一种硫磺回收方法的流程图。
10-酸气组分分析仪,11-比值分析仪,12-第一输送管线,13-第二输送管线,
14-第三输送管线,15-酸气分离器,16-主燃烧炉,17-克劳斯反应设备,
18-尾气处理设备,19-甲醇洗涤塔,20-第一预热器,21-第二预热器,
22-第三预热器,23-第四输送管线,24-第五输送管线,25-第六输送管线,
26-氧气输送管线,27-空气输送管线,28-氧气浓度分析仪,
29-第一旁通管线,30-第二旁通管线,31-第三旁通管线,32-酸液泵,
121-第一调节阀,131-第二调节阀,141-第一流量计,142-第九调节阀,
231-第二流量计,232-第十调节阀,251-第三调节阀,261-第四调节阀,
262-第三流量计,271-第五调节阀,272-第四流量计,291-第六调节阀,
301-第七调节阀,311-第八调节阀,171-第一余热锅炉,172-第一换热器,
173-第一换热冷凝器,174-第一克劳斯反应器,175-第二克劳斯反应器,
176-第三克劳斯反应器,177-第一克劳斯冷凝器,178-第二克劳斯冷凝器,
179-第三克劳斯冷凝器,181-液硫捕集器,182-尾气焚烧炉,
183-第二余热锅炉,184-第二换热器。
具体实施方式
为使本申请的技术方案和优点更加清楚,下面对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例提供了一种硫磺回收装置,参见图1,该装置包括:酸气组分分析仪10、比值分析仪11、第一输送管线12、第二输送管线13、第三输送管线14以及依次连接的酸气分离器15、主燃烧炉16、克劳斯反应设备17和尾气处理设备18;
其中,酸气分离器15和主燃烧炉16通过第三输送管线14连接;
酸气组分分析仪10与第一输送管线12、第二输送管线13和第三输送管线14连接,比值分析仪11与克劳斯反应设备17和第二输送管线13连接;第一输送管线12和第二输送管线13均与主燃烧炉16连接;
第一输送管线12上设有第一调节阀121,第二输送管线13上设有第二调节阀131;
酸气分离器15用于将接收到的含氨酸气和酸液的混合物中的含氨酸气分离出来,将分离后的含氨酸气输送至主燃烧炉16;
第一输送管线12用于将第一浓度的空气和氧气的混合气输送至主燃烧炉16,第二输送管线13用于将第二浓度的空气和氧气和混合气输送至主燃烧炉16,第一浓度大于第二浓度;
酸气组分分析仪10用于在将含氨酸气和混合气输送至主燃烧炉16的过程中,分析第三输送管线14中输送的含氨酸气的组分、第一输送管线12中输送的混合气的组分以及第二输送管线13中输送的混合气的组分;
主燃烧炉16用于燃烧含氨酸气、第一浓度的混合气和第二浓度的混合气,得到第一过程气,第一过程气中包括硫化氢和二氧化硫;
比值分析仪11用于分析进入克劳斯反应设备17中的硫化氢和二氧化硫的比值;
第一调节阀121用于根据酸气组分分析仪10的分析结果调节第一浓度的大小,第二调节阀131用于比值分析仪11的分析结果调节第二浓度的大小,比值分析仪11还用于分析调节后的第二浓度的大小;
克劳斯反应设备17用于使硫化氢和二氧化硫在其中进行克劳斯催化反应;
尾气处理设备18用于处理克劳斯反应设备17得到的尾气。
第一输送管线12的尺寸、第二输送管线13的尺寸和第三输送管线14的尺寸可以相同或者不同,在本申请实施例中,对此不作具体限定。第一调节阀121的形状和第二调节阀131的形状可以相同或者不同,第一调节阀121的材质和第二调节阀131的材质可以相同或者不同,在本申请实施例中,对此也不作具体限定。
该硫磺回收装置还与煤化工工艺的其他装置连接,该其他装置可以为产生含氨酸气的装置、酸液处理装置和尾气回收装置中的一个或多个。
由于产生含氨酸气的装置产生的酸气组分不固定,会出现波动,因此,在硫磺回收时需要根据酸气组分及时调整空气和氧气的比例以及空气和氧气的混合气的浓度。其中,含氨酸气可以通过管线一进入酸气分离器15。
而本申请实施例提供的硫磺回收装置,同时设置酸气组分分析仪10和比值分析仪11,通过酸气组分分析仪10分析含氨酸气的酸气组分,通过比值分析仪11分析第二输送管线13中混合气的第二浓度的大小,当酸气组分发生变化时,通过第一调节阀121及时调节第一输送管线12中空气和氧气的混合气的浓度,通过第二调节阀131及时调节第二输送管线13中混合气的浓度,使得硫磺回收装置保持最佳配风运行,从而提高硫磺的回收率。
需要说明的一点是,本申请实施例提供的硫磺回收装置可以通过控制装置自动控制,无需人工手动控制,从而减轻相关人员的劳动强度,提高工作效率。相应的,酸气组分分析仪10和比值分析仪11均与控制装置连接,第一调节阀121和第二调节阀131均与控制装置连接,当酸气组分分析仪10分析含氨酸气的组分发生变化时,向控制装置发送调节信号,控制装置接收该信号调节第一调节阀121,从而调节第一浓度的大小,实现了及时调整配风量。当比值分析仪11分析硫化氢和二氧化硫的比值发生变化时,向控制装置发送调节信号,控制装置接收该信号调节第二调节阀131,从而调节第二浓度的大小,实现了及时调整配风量。
甲醇洗涤塔19的介绍:在一种可能的实现方式中,参见图2,该装置还包括:甲醇洗涤塔19;
酸气组分分析仪10还与甲醇洗涤塔19连接;
主燃烧炉16还与甲醇洗涤塔19连接;
甲醇洗涤塔19用于将接收到的含甲醇酸气中的甲醇分离,得到第一酸气,将第一酸气输送至主燃烧炉16;
酸气组分分析仪10还用于分析第一酸气的组分。
含甲醇酸气中甲醇含量超标会导致主燃烧炉16温度大幅度升高,且升高后的温度有可能损坏设备。因此,在本申请实施例中,含甲醇酸气可以通过管线二进入甲醇洗涤塔19,脱除甲醇所用的水可以通过管线三进入甲醇洗涤塔19,含甲醇酸气与水在甲醇洗涤塔19的填料层中进行充分的逆流接触,利用甲醇与水无限互溶的原理脱除含甲醇酸气中的甲醇,使得进入主燃烧炉16的第一酸气中甲醇含量小于0.1%,从而既能有效防止过量甲醇进入主燃烧炉16致使主燃烧炉16温度过高损坏设备,又能避免过量甲醇在主燃烧炉16中不完全燃烧导致积碳堵塞设备,使催化剂失活。
相应的,该硫磺回收装置还可与产生含甲醇酸气的装置连接,含甲醇酸气中的组分不固定,会出现波动,酸气组分分析仪10还用于分析脱除甲醇后第一酸气的酸气组分,在其组分出现波动时,及时调节第一输送管线12中空气和氧气的混合气的浓度。
第一预热器20、第二预热器21和第三预热器22的介绍:在一种可能的实现方式中,该装置还包括:第一预热器20、第二预热器21和第三预热器22;
甲醇洗涤塔19的顶部出口通过第四输送管线23与第一预热器20的第一端连接,第一预热器20的第二端通过第四输送管线23与主燃烧炉16的进口连接;
酸气分离器15的顶部出口通过第三输送管线14与第二预热器21的第一端连接,第二预热器21的第二端通过第三输送管线14与主燃烧炉16的进口连接;
第三预热器22的第一端通过第五输送管线24与氧气输送管线26以及空气输送管线27连接,第三预热器22的第二端通过第五输送管线24与第一输送管线12以及第二输送管线13连接。
该实现方式中,第一预热器20可以对第一酸气加热,将第一酸气加热至第一预设温度,然后通过第四输送管线23输送至主燃烧炉16。第二预热器21可以对含氨酸气加热,将含氨酸气加热至第二预设温度,然后通过第三输送管线14输送至主燃烧炉16。第三预热器22可以对空气和氧气的混合气加热至第三预设温度,然后通过第一输送管线12和第二输送管线13输送至主燃烧炉16。
在一种可能的实现方式中,第三输送管线14上设有第一流量计141和第九调节阀142,第四输送管线23上设有第二流量计231和第十调节阀232。第一流量计141监测第三输送管线14中输送的含氨酸气的浓度,当含氨酸气的浓度发生变化时,通过第九调节阀142调节第三输送管线14中输送的含氨酸气的浓度。第二流量计231监测第四输送管线23中输送的第一酸气的浓度,当第一酸气的浓度发生变化时,通过第十调节阀232调节第四输送管线23中输送的第一酸气的浓度。
在一种可能的实现方式中,第三输送管线14和第四输送管线23可以为两条独立的输送管线,也可以为共用部分输送路段的输送管线,在本申请实施例中,对此不作具体限定。当第三输送管线14和第四输送管线23为共用部分输送路段的输送管线时,第九调节阀142和第十调节阀232为一个调节阀,也即在共用部分输送路段,第三输送管线14同时输送第一酸气和含氨酸气,第九调节阀142同时调节第三输送管线14中输送的第一酸气和含氨酸气的浓度。但第一流量计141和第二流量计231仍为两个流量计,分别用于监测未共用部分输送路段的含氨酸气的浓度和第一酸气的浓度。
在一种可能的实现方式中,氧气输送管线26中输送的氧气为来自富氧站的氧气,可以通过管线四进入该装置。空气输送管线27中输送的空气为来自风机的空气,可以通过管线五进入该装置。管线四中的氧气和管线五中的空气汇合后混合,通过管线四上设置的调节阀以及管线五上设置的调节阀可以调节氧气和空气的比例,进入调节氧气的浓度,从而满足主燃烧炉16中温度的需要。
在一种可能的实现方式中,第一预热器20的第二端还通过第六输送管线25与主燃烧炉16的进口连接;
第六输送管线25上设有第三调节阀251,第三调节阀251用于调节第六输送管线25中输送的第一酸气的浓度。
该实现方式中,相较于第四输送管线23,第六输送管线25为酸气分流管线,通过调节第六输送管线25中输送第一酸气的浓度可以调节主燃烧炉16的温度,第六输送管线25中输送的第一酸气的浓度增大,主燃烧炉16的温度升高;浓度减小,主燃烧炉16的温度降低。
氧气浓度分析仪28的介绍:在一种可能的实现方式中,该装置还包括:氧气浓度分析仪28;
氧气输送管线26和空气输送管线27均与氧气浓度分析仪28连接;
氧气输送管线26上设有第四调节阀261,空气输送管线27上设有第五调节阀271;
氧气浓度分析仪28用于分析氧气输送管线26中氧气的浓度、空气输送管线27中氧气的浓度以及第五输送管线24中氧气的浓度;
第四调节阀261用于调节氧气输送管线26中氧气的浓度,第五调节阀271用于调节空气输送管线27中空气的浓度。
该实现方式中,通过氧气浓度分析仪28分析氧气输送管线26中输送的氧气的浓度、空气输送管线27中输送的氧气的浓度以及第五输送管线24中输送的氧气的浓度,在一种可能的实现方式中,氧气输送管线26上还设有第三流量计262,空气输送管线27上设有第四流量计272,第三流量计262用于监测氧气输送管线26中输送的氧气的浓度,第四流量计272用于监测空气输送管线27中输送的空气的浓度。当含氨酸气的组分或第一酸气的组分发生变化,导致氧气浓度不足时,可以通过第四调节阀261增加氧气的浓度,通过第三流量计262监测调节后氧气的浓度;可以通过第五调节阀271降低空气的浓度,通过第四流量计272监测调节后空气的浓度。相应的,当氧气浓度过高时,也可以通过第四调节阀261降低氧气的浓度,通过第五调节阀271增加空气的浓度。
在本申请实施例中,通过氧气浓度分析仪28分析氧气的浓度,通过调节阀随时调节管线中的氧气和空气的浓度,从而调整氧气和空气的比值,也即调整进入主燃烧炉16中的氧气浓度,进而改变主燃烧炉16的温度。氧气浓度升高,主燃烧炉16的温度升高,氧气浓度降低,主燃烧炉16的温度降低。
第一旁通管线29、第二旁通管线30和第三旁通管线31的介绍:在一种可能的实现方式中,该装置还包括:第一旁通管线29、第二旁通管线30和第三旁通管线31;
第一旁通管线29的第一端与第一预热器20的第一端连接,第一旁通管线29的第二端与第一预热器20的第二端连接;
第二旁通管线30的第一端与第二预热器21的第一端连接,第二旁通管线30的第二端与第二预热器21的第二端连接;
第三旁通管线31的第一端与第三预热器22的第一端连接,第三旁通管线31的第二端与第三预热器22的第二端连接;
第一旁通管线29上设有第六调节阀291,第二旁通管线30上设有第七调节阀301,第三旁通管线31上设有第八调节阀311;
第六调节阀291用于调节第一旁通管线29中输送的第一酸气的浓度,第七调节阀301用于调节第二旁通管线30中输送的含氨酸气的浓度,第八调节阀311用于调节第三旁通管线31中输送的混合气的浓度。
第一旁通管线29的尺寸、第二旁通管线30的尺寸和第三旁通管线31的尺寸可以相同或者不同,在本申请实施例中,对此不作具体限定。
在本申请实施例中,在每个预热器前后设置了旁通管线,通过旁通管线上的调节阀调节旁通管线中输送的浓度,可以调节并控制预热器出口气体的温度,进而调节进入主燃烧炉16中气体的温度,满足主燃烧炉16中目标温度的需要,从而实现了对主燃烧炉16温度的微调。
需要说明的一点是,在本申请实施例中,采用富氧燃烧工艺,通过调整进入主燃烧炉16中的氧气浓度,调整主燃烧炉16温度至需要的值,保证含氨酸气和第一酸气中的杂质完全分解。
并且,在富氧燃烧工艺中通过对含氨酸气、第一酸气和混合气的可调式预热、酸气分流方法,丰富了主燃烧炉16温度的调节手段,使该装置能够根据酸气的组成和需要,做到既能对主燃烧炉16温度进行大幅度调整又能对其进行微调,在保证足够反应温度的同时,又确保了温度恒定。其中,富氧燃烧工艺和酸气分流方法可以实现对主燃烧炉16温度进行大幅度调整,对含氨酸气、第一酸气和混合气的可调式预热可以实现对主燃烧炉16温度的微调。
酸液泵32的介绍:在一种可能的实现方式中,酸气分离器15的底部出口和甲醇洗涤塔19的底部出口均与酸液泵32连接;
酸液泵32用于将酸气分离器15的底部的酸液和甲醇洗涤塔19的底部的酸液排出。
酸气分离器15的底部的酸液为与含氨酸气分离的酸液,甲醇洗涤塔19的底部的酸液为甲醇溶于水后得到的酸液。上述酸液经酸液泵32通过管线六排出该硫磺回收装置后,可以通过与该硫磺回收装置连接的酸液处理装置处理上述酸液,避免直接排放酸液污染环境。
克劳斯反应设备17的介绍:在一种可能的实现方式中,克劳斯反应设备17包括:第一余热锅炉171、第一换热器172、第一换热冷凝器173、第一克劳斯反应器174、第二克劳斯反应器175、第三克劳斯反应器176、第一克劳斯冷凝器177、第二克劳斯冷凝器178、第三克劳斯冷凝器179;
第一余热锅炉171的第一端和主燃烧炉16连接,第一余热锅炉171的第二端和第一换热器172的管程进口连接;
第一换热器172的管程出口和第一换热冷凝器173的管程进口连接,第一换热冷凝器173的管程出口和第一换热器172的壳程进口连接;
第一换热器172的壳程出口和第一克劳斯反应器174的第一端连接,第一克劳斯反应器174的第二端和第一克劳斯冷凝器177的管程进口连接;
第一克劳斯冷凝器177的管程出口和第二克劳斯反应器175的第一端连接,第二克劳斯反应器175的第二端和第二克劳斯冷凝器178的管程进口连接;
第二克劳斯冷凝器178的管程出口和第三克劳斯反应器176的第一端连接,第三克劳斯反应器176的第二端和第三克劳斯冷凝器179的管程进口连接,第三克劳斯冷凝器179的管程出口和尾气处理设备18连接;
第一克劳斯冷凝器177的管程出口与比值分析仪11的第一端连接。
在本申请实施例中,第一克劳斯反应器174为常规克劳斯反应器,第二克劳斯反应器175和第三克劳斯反应器176为低温克劳斯反应器,低温克劳斯反应器中发生的反应为在低于硫露点温度下发生的克劳斯反应。硫的露点与气体组成和硫的形态有关,在克劳斯反应过程中,硫的露点是指含有硫的混合气体在硫分压不同的情况下,形成液滴所对应的温度。克劳斯反应为强放热反应,温度下降有利于反应平衡向生成硫的方向移动,从而提高硫的回收率。因此,在本申请实施例中,通过第二克劳斯反应器175和第三克劳斯反应器176使反应平衡向生成硫的方向移动,从而提高硫的回收率。
该比值分析仪11为硫化氢/二氧化硫比值分析仪11,设置在第一克劳斯冷凝器177的管程出口的管线上,可以分析从第一克劳斯冷凝器177的管程出口输出的硫化氢和二氧化硫的比值,后续根据该比值调节第二输送管线13中输送的混合气的浓度。其中,可以通过调节氧气的浓度和空气的浓度实现对第一输送管线12中输送的混合气的浓度以及第二输送管线13中输送的混合气的浓度的调节。
需要说明的一点是,本申请实施例中的克劳斯反应设备17采用低温克劳斯反应工艺,能够进一步提高该装置的硫磺转化率,同时该工艺从上级冷凝器出来的过程气无需再热就直接进入下级催化反应,节省装置能耗。
尾气处理设备18的介绍:在一种可能的实现方式中,尾气处理设备18包括:液硫捕集器181、尾气焚烧炉182、第二余热锅炉183、第二换热器184;
第三克劳斯冷凝器179的管程出口和液硫捕集器181的第一端连接,液硫捕集器181的第二端和尾气焚烧炉182的第一端连接;
尾气焚烧炉182的第二端和第二余热锅炉183的第一端连接,第二余热锅炉183的第二端和第二换热器184的壳程进口连接,第二换热器184的壳程出口和尾气输送管线连接。
液硫捕集器181用于捕集从第三克劳斯冷凝器179的管程出口输出的过程气中的硫雾,尾气焚烧炉182用于将从液硫捕集器181的第二端输出的过程气中所有形态的硫全部转化成二氧化硫,第二余热锅炉183用于对高温的二氧化硫进行降温,回收热量。第二换热器184用于对来自第二余热锅炉183的二氧化硫进一步换热降温,然后将降温后的二氧化硫排至下游的尾气回收装置或者直接通过烟囱排放。
在一种可能的实现方式中,第一克劳斯冷凝器177的管程出口还与第三克劳斯反应器176的第一端以及第二换热器184的管程进口连接;
第二克劳斯冷凝器178的管程出口还与液硫捕集器181的第一端连接;
第三克劳斯冷凝器179的管程出口还与第二克劳斯反应器175的第一端连接;
第二换热器184的管程出口与第二克劳斯反应器175的第一端以及第三克劳斯反应器176的第一端连接。
该实现方式中,第一克劳斯冷凝器177的管程出口可以通过切换阀分别连接第二克劳斯反应器175的第一端、第三克劳斯反应器176的第一端以及第二换热器184的管程进口;第二克劳斯冷凝器178的管程出口也可以通过切换阀分别连接第三克劳斯反应器176的第一端和液硫捕集器181的第一端;第三克劳斯冷凝器179的管程出口也可以通过切换阀分别连接液硫捕集器181的第一端和第二克劳斯反应器175的第一端;第二换热器184的管程出口也可以通过切换阀分别与第二克劳斯反应器175的第一端以及第三克劳斯反应器176的第一端连接。
切换阀的大小和材质均可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中,对此不作具体限定。
该装置通过酸气自适应调节、主燃烧炉16温度调节、低温克劳斯反应和甲醇预洗涤这几个关键的技术,升级了硫磺回收装置自身调节能力和对煤化工复杂多变的酸气组分的适应能力,更适用于煤化工行业硫磺回收工艺。
本申请实施例提供的硫磺回收装置,同时设置酸气组分分析仪10和比值分析仪11,通过酸气组分分析仪10分析含氨酸气的酸气组分,通过比值分析仪11分析第二输送管线13中混合气的第二浓度的大小,当酸气组分发生变化时,通过第一调节阀121及时调节第一输送管线12中空气和氧气的混合气的浓度,通过第二调节阀131及时调节第二输送管线13中混合气的浓度,使得硫磺回收装置保持最佳配风运行,从而提高硫磺的回收率。
本申请实施例提供了一种硫磺回收方法,参见图3,该方法包括:
步骤301:通过酸气分离器将含氨酸气和酸液的混合物中的含氨酸气分离出来,得到含氨酸气;通过甲醇洗涤塔脱除含甲醇酸气内的甲醇,得到第一酸气。
将含甲醇酸气和水通入甲醇洗涤塔,在甲醇洗涤塔内脱除甲醇后,得到第一酸气。脱除甲醇后,第一酸气中甲醇的含量小于0.1%。
将含氨酸气和酸液从混合物中分离出来,分别得到含氨酸气和酸液。
脱除甲醇后,将从甲醇洗涤塔的底部排出的酸液与酸气分离器的底部排出的酸气经酸液泵排出。
需要说明的一点是,将含甲醇酸气通入甲醇洗涤塔,在甲醇洗涤塔内与从该塔上部通入的水,在填料层中进行充分的逆流接触,利用甲醇与水无限互溶的原理控制脱除含甲醇酸气中的甲醇,使进入主燃烧炉中的第一酸气中的甲醇含量小于0.1%,既能有效地防止甲醇进入主燃烧炉而致使其超温损坏设备,又能避免由于过量甲醇在主燃烧炉中不完全燃烧的积碳堵塞设备,使催化剂失活。
步骤302:通过第三输送管线将含氨酸气输送至主燃烧炉,通过第四输送管线将第一酸气输送至主燃烧炉,通过第一输送管线将第一浓度的空气和氧气的混合气输送至主燃烧炉,以及通过第二输送管线将第二浓度的混合气输送至主燃烧炉。
其中,可以通过第三输送管线将含氨酸气输送至主燃烧炉,通过第四输送管线和第六输送管线将第一酸气输送至主燃烧炉,其中,第六输送管线为酸气分流管线,第六输送管线上设有第三调节阀,通过第三调节阀可以调节第六输送管线中输送的第一酸气的浓度。第一酸气的浓度可以调节主燃烧炉的温度。浓度增大,主燃烧炉温度升高,浓度减小,主燃烧炉温度降低。
在本申请实施例中,混合气中的氧气为来自富氧站的氧气,混合气中的空气为来自风机的空气。其中,氧气和空气的浓度可以通过管线上的调节阀进行调节,从而满足主燃烧炉中温度的需要。其中,来自富氧站的氧气可以通过氧气输送管线输送,来自风机的空气可以通过空气输送管线,该过程中,还可以通过氧气浓度分析仪分析氧气输送管线中输送的氧气的浓度以及空气输送管线中输送的氧气的浓度。
含氨酸气、第一酸气以及混合气可以直接被输送至主燃烧炉,也可以经预热后被输送至主燃烧炉。在本申请实施例中,以含氨酸气、第一酸气以及混合气经预热后被输送至主燃烧炉为例进行说明。相应的,在执行完步骤301之后,在执行步骤302之前,该方法包括:
通过第一预热器将第一酸气预热至第一预设温度,预热后的第一酸气与第一旁通管线中未预热的第一酸气混合,通过第四输送管线和第六输送管线输送至主燃烧炉;
通过第二预热器将含氨酸气预热至第二预设温度,预热后的含氨酸气与第二旁通管线中未预热的含氨酸气混合,通过第三输送管线输送至主燃烧炉;
通过第三预热器将混合气预热至第三预设温度,预热后的混合气与第三旁通管线中未预热的混合气混合,分别进入第一输送管线和第二输送管线,通过第一输送管线和第二输送管线输送至主燃烧炉。
在一种可能的实现方式中,第一预设温度、第二预设温度和第三预设温度可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中,对此不作具体限定。例如,第一预设温度、第二预设温度和第三预设温度可以相同。当三者相同时,该温度可以均为220℃。
在本申请实施例中,第一预热器出口的第一酸气的温度可以通过第一旁通管线进行调节,从而满足主燃烧炉中温度的需要;第二预热器出口的含氨酸气的温度可以通过第二旁通管线进行调节,从而满足主燃烧炉中温度的需要;第三预热器出口的混合气的温度可以通过第三旁通管线进行调节,从而满足主燃烧炉中温度的需要。
主燃烧炉中的温度可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中,对此不作具体限定。例如,主燃烧炉中的温度可以为1300℃、1350℃或者1400℃。
步骤303:通过酸气组分分析仪分析第三输送管线中输送的含氨酸气的组分、第四输送管线中输送的第一酸气的组分、第一输送管线中输送的混合气的组分以及第二输送管线中输送的混合气的组分。
本步骤中,通过设置酸气组分分析仪能够适时地根据酸气组分的变化计算空气和氧气的比值并及时自动修正,使主燃烧炉中始终保持最佳配风运行。
步骤304:将含氨酸气、第一酸气、第一浓度的混合气和第二浓度的混合气在主燃烧炉中燃烧,得到第一过程气。
第一过程气中包括硫化氢和二氧化硫,第一过程气中还包括其他杂质气体。
需要说明的一点是,进入主燃烧炉中的混合气的第一浓度不仅可以通过流量计的信号调节,还可以通过酸气组分分析仪进行实时调节。并且,进入主燃烧中的混合气的第二浓度可以通过设置在第一克劳斯冷凝器的管程出口上的比值分析仪进行微调,通过前馈和反馈共同的调节方式,不仅确保了主燃烧炉中配风的精度,更能增强硫磺回收装置抗酸气组分波动的能力。
另外,相较于现有技术,在本申请实施例中,主燃烧炉温度控制手段更多,更有效,更准确。氧气输送管线和空气输送管线上的流量调节阀的信号来自氧气浓度分析仪,可设定并随时调节氧气浓度;而进入主燃烧炉中的氧气浓度能够直接有效地改变主燃烧炉温度;氧气浓度升高,主燃烧炉温度升高;氧气浓度降低,主燃烧炉温度降低。其次,通过酸气分流管线调节第一酸气的浓度来调节主燃烧炉温度,酸气分流管线中的浓度增加,主燃烧炉温度升高,酸气分流管线中的浓度减小,主燃烧炉温度降低;另外,第一酸气、含氨酸气和混合气对应的管线上分别设置了第一预热器、第二预热器和第三预热器,且在每个预热器前后设置了旁通管线,通过旁通管线调节并控制其对应的预热器出口的温度,从而达到对主燃烧炉温度进行微调的目的。在本申请实施例中,通过多种手段共同调节和确保主燃烧炉需要的反应温度,保证含氨酸气和第一酸气中的杂质能够在主燃烧炉中完全分解,避免杂质影响硫磺的回收率。
步骤305:通过比值分析仪分析进入克劳斯反应设备中的硫化氢和二氧化硫的比值以及第二输送管线中输送的混合气的第二浓度。
本步骤中,通过比值分析仪分析硫化氢和二氧化硫的比值,当该比值发生变化时,可以通过调节阀调节第二输送管线中输送的混合气的第二浓度,实现了及时调整配风量。通过比值分析仪还可以分析调整后的第二浓度的大小。
在本申请实施例中,通过同时设置酸气组分分析仪和比值分析仪,既能够适时地根据酸气组分的变化计算空气和氧气的比值并及时自动修正,又能够适时地根据硫化氢/二氧化硫比值进一步及时自动调整配风量,使得主燃烧炉中始终保持最佳配风运行,从而提高了硫磺回收率。
步骤306:将第一过程气在克劳斯反应设备中进行克劳斯催化反应,得到单质硫和第一尾气,通过尾气处理设备将第一尾气处理后排出。
本步骤可以通过步骤(1)至(4)实现,包括:
(1)将第一过程气通入第一余热锅炉,通过第一余热锅炉对第一过程气降温。
第一过程气为高温过程气,将第一过程气通入第一余热锅炉,在第一余热锅炉内降温之后的温度可以根据需要进行设置并更改。例如,该温度为330℃。
(2)将降温后的第一过程气通入第一换热器的管程,通过来自第一换热冷凝器的管程出口的第二过程气与降温后的第一过程气进行热交换。
第二过程气的温度可以根据需要进行设置并更改,例如,当第一过程气的温度为330℃时,第二过程气的温度为165℃。
(3)将热交换后的第一过程气从第一换热器的壳程出口输出,依次通入第一克劳斯反应器、第一克劳斯冷凝器、第二克劳斯反应器、第二克劳斯冷凝器、第三克劳斯反应器和第三克劳斯冷凝器中,得到单质硫,通过第三克劳斯冷凝器的管程出口输出第一尾气。
将热交换后的第一过程气在第一换热器内预热至一定温度,然后从第一换热器的壳程出口输出。该温度可以根据需要进行设置并更改,例如,该温度为280℃。
第一克劳斯反应器为常规克劳斯反应器,第一克劳斯冷凝器为常规克劳斯冷凝器,第一克劳斯反应器内发生的反应为常规克劳斯催化反应。将反应后的过程气通入第一克劳斯冷凝器中冷凝,冷却至一定温度,回收其中的单质硫。该温度可以根据需要进行设置并更改,例如,该温度为165℃。
将从第一克劳斯冷凝器出来的过程气在通入第二克劳斯反应器前,先通入第二换热器的管程,加热至一定温度后,再通入第二克劳斯反应器,在第二克劳斯反应器内再生其中已经在低温反应时吸附硫磺饱和的催化剂。该温度可以根据需要进行设置并更改,例如,该温度为300℃。该催化剂需要周期性利用热气再生,在本申请实施例中,可以假设该反应器中的催化剂正在再生。
将从第二克劳斯反应器出来的过程气通入第二克劳斯冷凝器中冷凝,冷却至一定温度,回收其中的单质硫。该温度可以根据需要进行设置并更改,例如,该温度为130℃。然后直接通入第三克劳斯反应器,在第三克劳斯反应器中进行低温克劳斯反应,在本申请实施例中,可以假设该反应器中的催化剂正在吸附。
将从第三克劳斯反应器出来的过程气通入第三克劳斯冷凝器冷凝,冷却至一定温度,回收其中的单质硫,通过第三克劳斯冷凝器的管程出口输出反应后的第一尾气。该温度可以根据需要进行设置并更改,例如,该温度为130℃。
需要说明的一点是,第二克劳斯反应器和第三克劳斯反应器中的反应为在低于硫露点温度下发生的克劳斯反应,也即低温克劳斯反应。
低温克劳斯反应设备利用克劳斯反应放热的原理,温度越低,反应产生的单质硫的转化率越高。在不增加设备和流程的前提下充分提高硫磺的转化率,最大程度减少尾气中含硫物质对煤化工下游深度脱硫装置的负荷。
(4)通过尾气处理设备将第一尾气处理后排出。
本步骤可以通过以下步骤(4-1)至(4-4)实现,包括:
(4-1)将第一尾气通入液硫捕集器,通过液硫捕集器捕集尾气中的硫雾,得到第二尾气。
(4-2)将第二尾气通入尾气焚烧炉,通过尾气焚烧炉燃烧后,得到第三尾气。
将第二尾气通入尾气焚烧炉,将尾气焚烧炉升温至一定温度,将第二尾气在尾气焚烧炉中燃烧后,所有形态的硫全部转化为二氧化硫,也即第三尾气。
尾气焚烧炉的温度可以根据需要进行设置并更改,例如,该温度为700℃。
(4-3)将第三尾气通入第二余热锅炉,通过第二余热锅炉对第三尾气降温后,将降温后的第三尾气通入第二换热器。
将一定温度下的第三尾气通入第二余热锅炉,通过第二余热锅炉内将第三尾气降温,回收其热量。降温后的第三尾气的温度可以根据需要进行设置并更改,例如,该温度为400℃。
(4-4)通过第二换热器将第三尾气与来自第一克劳斯冷凝器的管程出口的过程气进行热交换,通过尾气输送管线排放热交换的第三尾气。
来自第一克劳斯冷凝器的管程出口的过程气的温度可以根据需要进行设置并更改,例如,该温度为165℃。
将第三尾气与该过程气进行热交换后,通过尾气输送管线将热交换后的第三尾气输送至下游装置或直接通过烟囱排放。当第三尾气与过程气热交换前的温度为400℃,过程气的温度为165℃时,热交换后第三尾气的温度降低至350℃。
在本申请实施例中,通过利用酸气自适应调节、主燃烧炉温度调节、低温克劳斯反应和甲醇预洗涤这几个关键的技术,能够使采用该技术的硫磺回收装置更好地应对煤化工行业中复杂多变的酸气条件,确保硫磺回收装置在煤化工行业中长期、平稳、高效运行。
本申请实施例提供的硫磺回收方法,通过酸气组分分析仪分析含氨酸气的组分、第一酸气的酸气组分、第一输送管线中输送的混合气的组分以及第二输送管线中输送的混合气的组分,通过比值分析仪分析硫化氢和二氧化硫的比值以及第二输送管线中输送的混合气的第二浓度,当酸气组分发生变化时,及时调节第一输送管线中空气和氧气的混合气的第一浓度,第二输送管线中混合气的第二浓度,使主燃烧炉保持最佳配风运行,从而提高硫磺回收率。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本申请的技术方案,并不用以限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种硫磺回收装置,其特征在于,所述装置包括:酸气组分分析仪、比值分析仪、第一输送管线、第二输送管线、第三输送管线以及依次连接的酸气分离器、主燃烧炉、克劳斯反应设备和尾气处理设备;
其中,所述酸气分离器和所述主燃烧炉通过所述第三输送管线连接;
所述酸气组分分析仪与所述第一输送管线、所述第二输送管线和所述第三输送管线连接,所述比值分析仪与所述克劳斯反应设备和所述第二输送管线连接;所述第一输送管线和所述第二输送管线均与所述主燃烧炉连接;
所述第一输送管线上设有第一调节阀,所述第二输送管线上设有第二调节阀;
所述酸气分离器用于将接收到的含氨酸气和酸液的混合物中的含氨酸气分离出来,将分离后的含氨酸气输送至所述主燃烧炉;
所述第一输送管线用于将第一浓度的空气和氧气的混合气输送至所述主燃烧炉,所述第二输送管线用于将第二浓度的空气和氧气的混合气输送至所述主燃烧炉,所述第一浓度大于所述第二浓度;
所述酸气组分分析仪用于在将所述含氨酸气和所述混合气输送至所述主燃烧炉的过程中,分析所述第三输送管线中输送的含氨酸气的组分、所述第一输送管线中输送的混合气的组分以及所述第二输送管线中输送的混合气的组分;
所述主燃烧炉用于燃烧所述含氨酸气、所述第一浓度的混合气和所述第二浓度的混合气,得到第一过程气,所述第一过程气中包括硫化氢和二氧化硫;
所述比值分析仪用于分析进入所述克劳斯反应设备中的所述硫化氢和所述二氧化硫的比值;
所述第一调节阀用于根据所述酸气组分分析仪的分析结果调节所述第一浓度的大小,所述第二调节阀用于根据所述比值分析仪的分析结果调节所述第二浓度的大小,所述比值分析仪还用于分析调节后的第二浓度的大小;
所述克劳斯反应设备用于使所述硫化氢和所述二氧化硫在其中进行克劳斯催化反应;
所述尾气处理设备用于处理所述克劳斯反应设备得到的尾气。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:甲醇洗涤塔;
所述酸气组分分析仪还与所述甲醇洗涤塔连接;
所述主燃烧炉还与所述甲醇洗涤塔连接;
所述甲醇洗涤塔用于将接收到的含甲醇酸气中的甲醇分离,得到第一酸气,将所述第一酸气输送至所述主燃烧炉;
所述酸气组分分析仪还用于分析所述第一酸气的组分。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:第一预热器、第二预热器和第三预热器;
所述甲醇洗涤塔的顶部出口通过第四输送管线与所述第一预热器的第一端连接,所述第一预热器的第二端通过所述第四输送管线与所述主燃烧炉的进口连接;
所述酸气分离器的顶部出口通过所述第三输送管线与所述第二预热器的第一端连接,所述第二预热器的第二端通过所述第三输送管线与所述主燃烧炉的进口连接;
所述第三预热器的第一端通过第五输送管线与氧气输送管线以及空气输送管线连接,所述第三预热器的第二端通过所述第五输送管线与所述第一输送管线以及所述第二输送管线连接。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述第一预热器的第二端还通过第六输送管线与所述主燃烧炉的进口连接;
所述第六输送管线上设有第三调节阀,所述第三调节阀用于调节所述第六输送管线中输送的第一酸气的浓度。
5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:氧气浓度分析仪;
所述氧气输送管线和所述空气输送管线均与所述氧气浓度分析仪连接;
所述氧气输送管线上设有第四调节阀,所述空气输送管线上设有第五调节阀;
所述氧气浓度分析仪用于分析所述氧气输送管线中输送的氧气的浓度、所述空气输送管线中输送的氧气的浓度以及所述第五输送管线中输送的氧气的浓度;
所述第四调节阀用于调节所述氧气输送管线中输送的氧气的浓度,所述第五调节阀用于调节所述空气输送管线中输送的空气的浓度。
6.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:第一旁通管线、第二旁通管线和第三旁通管线;
所述第一旁通管线的第一端与所述第一预热器的第一端连接,所述第一旁通管线的第二端与所述第一预热器的第二端连接;
所述第二旁通管线的第一端与所述第二预热器的第一端连接,所述第二旁通管线的第二端与所述第二预热器的第二端连接;
所述第三旁通管线的第一端与所述第三预热器的第一端连接,所述第三旁通管线的第二端与所述第三预热器的第二端连接;
所述第一旁通管线上设有第六调节阀,所述第二旁通管线上设有第七调节阀,所述第三旁通管线上设有第八调节阀;
所述第六调节阀用于调节所述第一旁通管线中输送的第一酸气的浓度,所述第七调节阀用于调节所述第二旁通管线中输送的含氨酸气的浓度,所述第八调节阀用于调节所述第三旁通管线中输送的混合气的浓度。
7.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述酸气分离器的底部出口和所述甲醇洗涤塔的底部出口均与酸液泵连接;
所述酸液泵用于将所述酸气分离器的底部的酸液和所述甲醇洗涤塔的底部的酸液排出。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述克劳斯反应设备包括:第一余热锅炉、第一换热器、第一换热冷凝器、第一克劳斯反应器、第二克劳斯反应器、第三克劳斯反应器、第一克劳斯冷凝器、第二克劳斯冷凝器、第三克劳斯冷凝器;
所述第一余热锅炉的第一端和所述主燃烧炉连接,所述第一余热锅炉的第二端和所述第一换热器的管程进口连接;
所述第一换热器的管程出口和所述第一换热冷凝器的管程进口连接,所述第一换热冷凝器的管程出口和所述第一换热器的壳程进口连接;
所述第一换热器的壳程出口和所述第一克劳斯反应器的第一端连接,所述第一克劳斯反应器的第二端和所述第一克劳斯冷凝器的管程进口连接;
所述第一克劳斯冷凝器的管程出口和所述第二克劳斯反应器的第一端连接,所述第二克劳斯反应器的第二端和所述第二克劳斯冷凝器的管程进口连接;
所述第二克劳斯冷凝器的管程出口和所述第三克劳斯反应器的第一端连接,所述第三克劳斯反应器的第二端和所述第三克劳斯冷凝器的管程进口连接,所述第三克劳斯冷凝器的管程出口和所述尾气处理设备连接;
所述比值分析仪与所述第一克劳斯冷凝器的管程出口连接。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述尾气处理设备包括:液硫捕集器、尾气焚烧炉、第二余热锅炉、第二换热器;
所述第三克劳斯冷凝器的管程出口和所述液硫捕集器的第一端连接,所述液硫捕集器的第二端和所述尾气焚烧炉的第一端连接;
所述尾气焚烧炉的第二端和所述第二余热锅炉的第一端连接,所述第二余热锅炉的第二端和所述第二换热器的壳程进口连接,所述第二换热器的壳程出口和尾气输送管线连接。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第一克劳斯冷凝器的管程出口还与所述第三克劳斯反应器的第一端以及所述第二换热器的管程进口连接;
所述第二克劳斯冷凝器的管程出口还与所述液硫捕集器的第一端连接;
所述第三克劳斯冷凝器的管程出口还与所述第二克劳斯反应器的第一端连接;
所述第二换热器的管程出口与所述第二克劳斯反应器的第一端以及所述第三克劳斯反应器的第一端连接。
11.一种硫磺回收方法,其特征在于,所述方法包括:
通过酸气分离器将含氨酸气和酸液的混合物中的含氨酸气分离出来,得到所述含氨酸气;
通过第三输送管线将所述含氨酸气输送至主燃烧炉,通过第一输送管线将第一浓度的空气和氧气的混合气输送至所述主燃烧炉,以及通过第二输送管线将第二浓度的所述混合气输送至所述主燃烧炉;
通过酸气组分分析仪分析所述第三输送管线中输送的含氨酸气的组分、所述第一输送管线中输送的所述混合气的组分以及所述第二输送管线中输送的所述混合气的组分;
将所述含氨酸气、所述第一浓度的混合气和所述第二浓度的混合气在所述主燃烧炉中燃烧,得到第一过程气,所述第一过程气中包括硫化氢和二氧化硫;
通过比值分析仪分析进入克劳斯反应设备中的所述硫化氢和所述二氧化硫的比值以及第二输送管线中输送的混合气的第二浓度;
将所述第一过程气在克劳斯反应设备中进行克劳斯催化反应,得到单质硫和第一尾气,通过尾气处理设备将所述第一尾气处理后排出。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述通过酸气组分分析仪分析所述第三输送管线中输送的含氨酸气的组分、所述第一输送管线中输送的所述混合气的组分以及所述第二输送管线中输送的所述混合气的组分,包括:
通过甲醇洗涤塔脱除含甲醇酸气内的甲醇,得到第一酸气;
通过第四输送管线将所述第一酸气输送至所述主燃烧炉;
通过所述酸气组分分析仪分析所述第三输送管线中输送的含氨酸气的组分、所述第四输送管线中输送的第一酸气的组分、所述第一输送管线中输送的所述混合气的组分以及所述第二输送管线中输送的所述混合气的组分;
相应的,将所述含氨酸气、所述第一浓度的混合气和所述第二浓度的混合气在所述主燃烧炉中燃烧,得到第一过程气,包括:
将所述含氨酸气、所述第一酸气、所述第一浓度的混合气和所述第二浓度的混合气在所述主燃烧炉中燃烧,得到所述第一过程气。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,在所述通过第三输送管线将所述含氨酸气输送至主燃烧炉,通过第一输送管线将第一浓度的空气和氧气的混合气输送至所述主燃烧炉,以及通过第二输送管线将第二浓度的所述混合气输送至所述主燃烧炉之前,所述方法还包括:
通过第一预热器将所述第一酸气预热至第一预设温度,预热后的第一酸气与第一旁通管线中未预热的第一酸气混合,通过所述第四输送管线和第六输送管线将混合后的第一酸气输送至所述主燃烧炉;
通过第二预热器将所述含氨酸气预热至第二预设温度,预热后的含氨酸气与第二旁通管线中未预热的含氨酸气混合,通过所述第三输送管线将混合后的含氨酸气输送至所述主燃烧炉;
通过第三预热器将所述混合气预热至第三预设温度,预热后的所述混合气与第三旁通管线中未预热的混合气混合,通过所述第一输送管线和所述第二输送管线将混合后的混合气输送至所述主燃烧炉。
14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,将所述第一过程气在克劳斯反应设备中进行克劳斯催化反应,得到单质硫和第一尾气,包括:
将所述第一过程气通入第一余热锅炉,通过所述第一余热锅炉对所述第一过程气降温;
将降温后的第一过程气通入第一换热器的管程,通过来自第一换热冷凝器的管程出口的第二过程气与降温后的第一过程气进行热交换;
将热交换后的第一过程气从所述第一换热器的壳程出口输出,依次通入第一克劳斯反应器、第一克劳斯冷凝器、第二克劳斯反应器、第二克劳斯冷凝器、第三克劳斯反应器和第三克劳斯冷凝器中,得到单质硫,通过所述第三克劳斯冷凝器的管程出口输出所述第一尾气。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述通过尾气处理设备将所述第一尾气处理后排出,包括:
将所述第一尾气通入液硫捕集器,通过所述液硫捕集器捕集所述尾气中的硫雾,得到第二尾气;
将所述第二尾气通入尾气焚烧炉,通过所述尾气焚烧炉燃烧后,得到第三尾气;
将所述第三尾气通入第二余热锅炉,通过所述第二余热锅炉对所述第三尾气降温后,将降温后的第三尾气通入第二换热器;
通过所述第二换热器将所述第三尾气与来自所述第一克劳斯冷凝器的管程出口的过程气进行热交换,通过尾气输送管线排放热交换后的第三尾气。
16.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述第一酸气中甲醇的含量小于0.1%。
17.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述第二克劳斯反应器和所述第三克劳斯反应器中发生的克劳斯催化反应为在低于硫露点温度下发生的克劳斯反应。
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