CN113513761A - 一种硫磺回收装置尾气处理设备及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硫磺回收装置尾气处理设备及控制方法，所述尾气处理设备包括三个蓄热室和氧化反应室，三个蓄热室的出口分别与氧化反应室连接，三个蓄热室的入口均与尾气管路、空气管路、烟气管路和吹扫气管路连接，三个蓄热室各自分为相互隔绝的尾气蓄热腔和空气蓄热腔，尾气蓄热腔和空气蓄热腔中均设置有蓄热体，尾气管路与尾气蓄热腔连接，空气管路与空气蓄热腔连接，烟气管路与尾气蓄热腔和空气蓄热腔分别连接，吹扫气管路与尾气蓄热腔和空气蓄热腔分别连接。本发明通过三个蓄热室中循环进行的进气、吹扫、排烟状态的切换，实现氧化反应放热的合理利用，使用反应放热加热尾气和空气，不需要额外补充燃料，有效地降低了燃料消耗。

Description

一种硫磺回收装置尾气处理设备及控制方法
技术领域
本发明涉及尾气处理设备技术领域，具体而言，涉及一种硫磺回收装置尾气处理设备及控制方法。
背景技术
硫磺回收装置尾气处理设备通常采用热焚烧工艺，通过高温氧化对尾气中H2S等多种有毒有害气体进行处理，其主要作用是保证硫磺尾气中硫类物质(H2S、COS、CS2等)完全燃烧生成二氧化硫，同时将尾气中的烃类氧化成二氧化碳和水，是保证装置废气达标排放的关键设备。
硫磺回收装置尾气焚烧需要大量的燃料进行补燃，才能满足尾气中的可燃成分和有毒成分完全焚烧，燃烧器产生的大量余热需要通过余热锅炉将大量热量转化为蒸汽，由于蒸汽在硫磺回收单元本身是富余的，所以多余的蒸汽还需要寻求其他用途，在尾气焚烧时却需要大量补充所消耗的燃料，会增加设备的运行成本。
硫磺回收装置尾气采用直接焚烧的工艺，不仅运行成本高，而且燃料燃烧生成的NOX量也成倍增加，同时，由于燃料的不完全燃烧，烟气中CO排放值高达2000ppm，严重超标。
中国专利CN201810399122.0公开了一种尾气处理RTO蓄热式高温焚烧炉结构，公开了尾气在进入燃烧室之前，在底部的蓄热体蓄热，使燃料的耗量大大的降低，净化后的尾气离开燃烧室，进入第二蓄热室，第二蓄热室内部的蓄热体吸收净化后尾气的热量，使蓄热体升温，净化后的尾气放热降温后排出，同时小股净化后的气体吹扫第三蓄热室，循环完成后，通过换气机构，尾气进入第第二蓄热室，从第三蓄热室排出，同时清扫第一蓄热室，如此交替循环，通过设置筒状炉体，有利于减小占地面积，同时三处辅助燃烧器，有利于提高尾气在燃烧室内的升温速度。上述高温焚烧炉为传统处理VOC的三室蓄热燃烧装置，VOC中实际含有大量空气，其中还有微量可燃成分，在该设备中严格要求可燃成分含量不能超过可燃成分爆炸极限下限的25％，如果可燃成分含量超过可燃成分爆炸极限下限的25％，会在蓄热体内部出现爆炸的危险。
由于硫磺装置尾气中含有氢气、硫化氢等可燃成分，可燃成分含量较高，与空气直接接触浓度容易超过爆炸下限，传统RTO技术无法直接用于硫磺回收装置尾气焚烧。
有鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明解决的问题是，现有技术中，硫磺回收装置尾气处理中燃料消耗过高，余热难以充分利用，且尾气中可燃成分含量较高，传统的RTO技术无法直接用于硫磺回收装置的尾气处理。
为解决上述问题，本发明提供一种硫磺回收装置尾气处理设备，包括蓄热室和氧化反应室，所述蓄热室有三个，分别为第一蓄热室、第二蓄热室、第三蓄热室，所述第一蓄热室、第二蓄热室、第三蓄热室的出口分别与所述氧化反应室连接，所述第一蓄热室、第二蓄热室和第三蓄热室的入口均与尾气管路、空气管路、烟气管路和吹扫气管路连接，所述第一蓄热室、第二蓄热室、第三蓄热室中均设置有隔断部，所述隔断部将所述第一蓄热室、第二蓄热室、第三蓄热室各自分为相互隔绝的尾气蓄热腔和空气蓄热腔，所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔中均设置有蓄热体，在每一个蓄热室入口，所述尾气管路与所述尾气蓄热腔连接，所述空气管路与所述空气蓄热腔连接，所述烟气管路与所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔分别连接，所述吹扫气管路与所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔分别连接，在所述尾气管路、空气管路、烟气管路、吹扫气管路与所述第一蓄热室、第二蓄热室、第三蓄热室的入口之间均设置有阀组，所述阀组用于控制通断，在所述氧化反应室内还设置有开工燃烧器，所述开工燃烧器用于在设备初始运行阶段加热蓄热室内的蓄热体。
在本设备中，第一蓄热室、第二蓄热室、第三蓄热室中的其中一个依次执行蓄热、预热尾气和空气、吹扫的循环，另一个依次执行预热尾气和空气、吹扫、蓄热的循环，最后一个依次执行吹扫、蓄热、预热尾气和空气的循环，从而确保同一运行时段中，其中一个蓄热室执行预热尾气和空气、一个蓄热、一个吹扫，从而实现了尾气的不间断处理，同时由于蓄热体的加热采用的时氧化反应后高温烟气的热量，不需要额外添加燃料，大大降低了燃料成本，将尾气和空气隔绝预热，之后在氧化反应室中混合反应，无需担心尾气中可燃成分过高导致在蓄热体中发生爆炸的风险。
进一步的，在所述第一蓄热室、第二蓄热室、第三蓄热室与所述氧化反应室的连接处，均设置有扰流装置，所述扰流装置用于尾气与空气的交叉混合。
尾气和空气分开蓄热，消除了因蓄热体温度高于尾气可燃成分的起燃温度造成回火的可能，尾气和空气通过蓄热体蓄热后，由于尾气与空气混合后立即被输送至氧化反应室中，氧化反应室的空间也满足反应后烟气因温升膨胀的空间要求，因此不会发生爆炸。
进一步的，所述扰流装置包括女儿墙结构，以及设置在所述女儿墙结构出口上方的挡板或者一部分镂空的挡板，所述女儿墙结构设置在同一蓄热室的尾气蓄热腔和/或空气蓄热腔出口。
如果不设置扰流装置，所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔排出的介质将平行地进入所述氧化反应室中，不利于尾气和空气的混合，在女儿墙上方设置挡板可以对其所处腔体中的空气和/或尾气形成导流作用，使得尾气与空气的流向不再保持平行，可以加速两者的混合，提高尾气的处理效率。
进一步的，所述阀组包括吹扫管路阀门、空气侧烟气管路阀门、空气管路阀门、尾气管路阀门、尾气侧烟气管路阀门，所述吹扫管路阀门设置在所述吹扫气管路与所述蓄热室入口之间，所述空气侧烟气管路阀门设置在所述烟气管路与所述空气蓄热腔入口之间，所述空气管路阀门设置在所述空气管路与所述空气蓄热腔入口之间，所述尾气管路阀门设置在所述尾气管路与所述尾气蓄热腔入口之间，所述尾气侧烟气管路阀门设置在烟气管路与所述尾气蓄热腔入口之间。
通过上述阀组的设置，单个蓄热室可以实现尾气和空气的同时输入的操作，也可以实现高温烟气同时从空气蓄热腔和尾气蓄热腔中经过并加热其中的蓄热体的操作，还可以实现吹扫气同时从空气蓄热腔和尾气蓄热腔中经过，将其中残留的尾气和空气吹扫干净的操作，从而有利于所述蓄热室在上述三种操作方式中的切换，便于提高尾气的处理效率。
进一步的，所述吹扫气管路的进气口通过引风机与所述烟气管路连接，所述引风机用于将所述烟气管路内的烟气引入所述吹扫气管路中作为吹扫气使用。
该设置使用烟气作为吹扫气，吹扫气中的氧气浓度和装置出口烟气的氧含量相同，吹扫气量的变化不影响装置出口烟气中的氧浓度，设备控制平稳，同时不影响烟气污染物排放的折算。
进一步的，在所述氧化反应室中设置有取热装置，所述取热装置用于提取氧化反应室中的反应热量，控制氧化反应室中的温度。
通过取热装置8的设置，将所述氧化反应室7中的温度控制在1200℃以内，优选的，控制氧化反应室7内的温度在850～1100℃之间，避免了NOX的产生，也避免了蓄热体3被损坏，提升了设备的使用寿命。
进一步的，在三个所述蓄热室的入口均设置有入口温度检测装置和出口温度检测装置，所述入口温度检测装置用于检测入口尾气和空气温度、经蓄热室换热后排出烟气的温度，所述出口温度检测装置用于检测出口尾气和空气温度、氧化反应室排出的高温烟气温度。
通过蓄热室中各种流体的温度检测，便于判断尾气处理设备当前的工作状态，从而根据其工作状态确定后续的操作控制方案。
进一步的，所述入口温度检测装置与所述阀组关联控制，所述出口温度检测装置分别与所述阀组、所述取热装置关联控制。
根据所述出口温度检测装置检测到的烟气温度，确定所述取热装置的运行与否，以及控制所述取热装置中换热介质的流量，同时，开工阶段通过出口温度检测装置检测到排放至蓄热室中烟气温度，用于控制阀组的初次切换，以便设备的顺利运行，应当理解，为了避免烟气中的SO2凝结形成硫酸蒸汽而腐蚀管道，需要控制蓄热体出口温度不低于酸露点温度，蓄热体在被加热过程中温度逐渐升高，换热时吸收的热量也逐步降低，此时蓄热室入口排出的烟气温度也逐渐升高，因此也需要控制蓄热体出口烟气最高温度，以保证管路长周期运行的安全性。
本发明还公开了一种控制方法，用于上述的硫磺回收装置尾气处理设备，所述控制方法包括：
S1，首先关闭第一蓄热室、第二蓄热室和第三蓄热室与尾气管路、空气管路、吹扫气管路之间的阀门，打开第一蓄热室、第二蓄热室和第三蓄热室的与烟气管路之间的阀门；
S2，点燃氧化反应室的开工燃烧器，利用燃烧时产生的烟气预热蓄热室内的蓄热体，当蓄热室与氧化反应室连接处的入口温度达到第一预设温度T1，蓄热室出口温度达到烟气排放设定温度T2时，关闭开工燃烧器；
S3，切换阀组，第一蓄热室切换为进气状态，第二蓄热室切换为吹扫状态，第三蓄热室切换为排烟状态，所述进气状态为：蓄热室与尾气管路、空气管路之间的阀门打开，与烟气管路、吹扫气管路之间的阀门关闭；所述吹扫状态为：蓄热室与吹扫气管路之间的阀门打开，与尾气管路、空气管路、烟气管路之间的阀门关闭；排烟状态为：蓄热室与烟气管路之间的阀门打开，与尾气管路、空气管路、吹扫气管路之间的阀门关闭；
S4，检测第三蓄热室入口的烟气排出温度，当其达到烟气排放设定温度T2时，切换阀组，第一蓄热室切换为吹扫状态，第二蓄热室切换为排烟状态，第三蓄热室切换为进气状态；
S5，检测第二蓄热室入口的烟气排出温度，当其达到烟气排放设定温度T2时，切换阀组，第一蓄热室切换为排烟状态，第二蓄热室切换为进气状态，第三蓄热室切换为吹扫状态；
S6，检测第一蓄热室入口的烟气排出温度，当其达到烟气排放设定温度T2时，返回执行步骤S3。
在进气状态中，尾气和空气进入进气状态的蓄热室并被其中的蓄热体加热，加热后的尾气和空气经过扰流装置混合后进入氧化反应室进行氧化反应，氧化反应产生的高温烟气被取热装置取走一部分热量后，排入排烟状态的蓄热室中，在排烟状态中，高温烟气加热蓄热体之后被排出，被排出的烟气中的一部分经过吹扫气管路进入吹扫状态的蓄热室中，吹扫状态中，利用排出的烟气将蓄热室中残留的尾气和空气吹扫干净，为后续的排烟做准备。
进一步的，所述控制方法还包括：
S00，每间隔第一预设时间t1，执行一次反洗操作，所述反洗操作为：延长连续三次阀组的切换间隔时间，当检测到当前处于排烟状态的蓄热室入口烟气排出温度达到第三预设温度T3时，再执行阀组切换，其中T3＞T2。
执行上述反洗操作，将蓄热体上附着的硫及其他有机杂质气化和热分解，消除因积硫带来的局部阻力升高的现象，可以有效地消除蓄热体3中阻塞的问题，通过延长连续三次阀组的切换时间，可以将三个蓄热室均进行反洗，确保设备的稳定有效运行。
相对于现有技术，本发明所述的硫磺回收装置尾气处理设备及控制方法具有以下优势：
1、通过三个蓄热室中循环进行的进气、吹扫、排烟状态的切换，实现氧化反应放热的合理利用，使用反应放热加热蓄热体，使用蓄热体预热尾气和空气，使尾气和空气进入氧化反应室前隔离预热至着火点以上，之后进行成分的氧化反应，不需要额外补充燃料，有效地降低了燃料消耗；
2、通过将尾气和空气的隔绝预热，突破了尾气中可燃成分的含量的限制，避免了尾气中的可燃成分在有氧条件下，达到爆炸极限，造成闪爆或者蓄热体局部超温损坏的风险；
3、通过取热装置的设置，将氧化反应温度控制在合理的范围内，避免了NOX的产生，同时保护了蓄热体不受高温侵害；
4、通过扰流装置的设置，使得尾气中的可燃成分完全氧化分解，CO排放值小于10ppmv；
5、蓄热室入口温度检测装置与阀组联动控制，参与阀组切换操作，可以确保设备的顺利运行；蓄热室出口温度检测装置与取热装置联动控制，参与取热装置的启停及流量控制，可以实现氧化反应室的温度控制；从而确保设备长周期的稳定运行；
6、通过吹扫气管路进气口与烟气管路的连接，将烟气作为吹扫气，吹扫气中的氧气浓度和装置出口烟气的氧含量相同，吹扫气量的变化不影响装置出口烟气中的氧浓度，设备控制平稳，同时不影响烟气污染物排放的折算；
7、在一定的间隔时间里，对蓄热室进行反洗操作，利用高温清楚蓄热室入口的阻塞杂质，实现长周期的稳定运行；
8、本发明提供的硫磺回收装置尾气处理设备结构简单紧凑，使用简单方便。
附图说明
图1为本发明实施例所述硫磺回收装置尾气处理设备整体结构示意图。
附图标记说明：
1、开工燃烧器；2、扰流装置；3、蓄热体；4、第一蓄热室；5、第二蓄热室；6、第三蓄热室；7、氧化反应室；8、取热装置；9、出口温度检测装置；10、隔断部；11、入口温度检测装置；12、吹扫管路阀门；13、空气侧烟气管路阀门；14、空气管路阀门；15、尾气管路阀门；16、尾气侧烟气管路阀门；17、尾气管路；18、空气管路；19、烟气管路；20、引风机；21、吹扫气管路。
具体实施方式
为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图具体描述本发明实施例的一种硫磺回收装置尾气处理设备及控制方法。
实施例1
本实施例提供一种硫磺回收装置尾气处理设备，如图1所示，包括三个蓄热室和氧化反应室7，三个所述蓄热室为第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6，所述第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6的出口分别与所述氧化反应室7连接，所述第一蓄热室4、第二蓄热室5和第三蓄热室6的入口均与尾气管路17、空气管路18、烟气管路19和吹扫气管路21连接，所述第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6中均设置有隔断部10，所述隔断部10将所述第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6各自分为相互隔绝的尾气蓄热腔和空气蓄热腔，所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔中均设置有蓄热体3，在每一个蓄热室入口，所述尾气管路17与所述尾气蓄热腔连接，所述空气管路18与所述空气蓄热腔连接，所述烟气管路19与所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔分别连接，所述吹扫气管路21与所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔分别连接，在所述尾气管路17、空气管路18、烟气管路19、吹扫气管路21与所述第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6的入口之间均设置有阀组，所述阀组用于控制所述第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6的入口与所述尾气管路17、空气管路18、烟气管路19、吹扫气管路21的通断。
具体的，所述尾气管路17用于向所述第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6中其中一个的尾气蓄热腔输送待处理尾气，所述空气管路18用于向同一个蓄热室中的空气蓄热腔输送待反应空气，其中的蓄热体3用于对尾气和空气隔离预热，预热完成后输送入氧化反应室7，所述烟气管路19用于将所述氧化反应室7中反应后产生的高温烟气从所述第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6其中另一个的尾气蓄热腔和空气蓄热腔中引出，在将高温烟气引出的过程中，高温烟气将尾气蓄热腔和空气蓄热腔中的蓄热体3加热，换热后的高温烟气变为中温烟气输出，所述吹扫气管路21用于将吹扫气输入所述第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6其中最后一个的尾气蓄热腔和空气蓄热腔中，用于将其中残留的尾气和空气吹扫干净，为下一工作循环中高温烟气的排放做准备，在本设备中，第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6中的其中一个依次执行蓄热、预热尾气和空气、吹扫的循环，另一个依次执行预热尾气和空气、吹扫、蓄热的循环，最后一个依次执行吹扫、蓄热、预热尾气和空气的循环，从而确保同一运行时段中，其中一个蓄热室执行预热尾气和空气、一个蓄热、一个吹扫，从而实现了尾气的不间断处理，同时由于蓄热体3的加热采用的时氧化反应后高温烟气的热量，不需要额外添加燃料，大大降低了燃料成本，此外，由于在本实施例中将尾气和空气隔绝预热，之后在氧化反应室7中混合反应，无需担心尾气中可燃成分过高导致在蓄热体3中发生爆炸的风险。
在本实施例中，在所述第一蓄热室4、第二蓄热室5、第三蓄热室6与所述氧化反应室7的连接处，均设置有扰流装置2，所述扰流装置2用于尾气与空气的交叉混合。此时，尾气与空气在隔绝的情况下已经由蓄热体3完成了预热，在其排向氧化反应室7的时候经过扰流装置2的扰流，使得尾气与空气的混合更加均匀，有助于尾气中可燃成分在氧化反应室7中的充分氧化分解，提升尾气的处理效率，降低了不完全反应产生的CO的量，此外，在传统蓄热燃烧器中焚烧的介质为含有可燃成分的空气，由于氧的存在，如果达到爆炸极限，如达到起燃温度，易发生回火，回火造成气体燃烧升温，体积膨胀引发爆炸，烧毁设备和管道，在本申请中，尾气和空气分开蓄热，消除了因蓄热体3温度高于尾气可燃成分的起燃温度造成回火的可能，尾气和空气通过蓄热体3蓄热后，在氧化反应室7内接触反应与燃料燃烧本质性质相同，由于尾气与空气混合后立即被输送至氧化反应室7中，氧化反应室7的空间也满足反应后烟气因温升膨胀的空间要求，因此不会发生爆炸。
作为一个较佳的实施例，所述扰流装置2包括女儿墙结构，以及设置在所述女儿墙结构出口上方的挡板或者一部分镂空的挡板，所述女儿墙结构设置在同一蓄热室的尾气蓄热腔和/或空气蓄热腔出口。需要说明的是，所述女儿墙结构为现有技术中的围挡架构，在此不再具体描述，应当理解的，如果不设置扰流装置2，所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔排出的介质将平行地进入所述氧化反应室7中，不利于尾气和空气的混合，在女儿墙上方设置挡板可以对其所处腔体中的空气和/或尾气形成导流作用，使得尾气与空气的流向不再保持平行，可以加速两者的混合，提高尾气的处理效率，同样的，一部分镂空的挡板将对尾气和/或空气起到分化作用，在其通过镂空部分之后需要迅速向周围扩展，从而加速了尾气和空气的混合，提高了尾气的处理效率，应当理解的是，所述女儿墙结构及挡板均由耐火材料制成，以便获得更长的使用寿命。
作为本发明的一个较佳的实施例，在所述氧化反应室7中设置有取热装置8，所述取热装置8用于提取氧化反应室7中的反应热量，控制氧化反应室7中的温度。在现有技术的RTO燃烧器中，由于受到可燃成分含量上限限制，反应温度难以维持，需要长期或者间断性的行补充燃料燃烧来维持自身的温度，而本实施例提供的技术方案突破了可燃成分含量的限制，在本实施例中，尾气中的可燃成分氧化反应时释放热量不仅可以维持自身的燃烧，而且有多余热量，如果不对这些多余热量进行处理，氧化反应室7中的温度将会快速上升，所述氧化反应室7中的温度过高有以下两个弊端，一是过高的温度将导致氧化反应后排出的高温烟气温度过高，当高温烟气的温度超出蓄热体3最高使用温度后，蓄热体3将会被损坏，二是过高的温度降导致NOX的产生，不利于尾气处理排放达标，本实施例通过取热装置8的设置，将所述氧化反应室7中的温度控制在1200℃以内，优选的，控制氧化反应室7内的温度在850～1100℃之间，避免了NOX的产生，也避免了蓄热体3被损坏，提升了设备的使用寿命，具体在本实施例中，所述取热装置8为换热器，其换热介质为水、蒸汽或其他吸热材料。
在本实施例中，所述阀组包括吹扫管路阀门12、空气侧烟气管路阀门13、空气管路阀门14、尾气管路阀门15、尾气侧烟气管路阀门16，所述吹扫管路阀门12设置在所述吹扫气管路21与所述蓄热室入口之间，所述空气侧烟气管路阀门13设置在所述烟气管路19与所述空气蓄热腔入口之间，所述空气管路阀门14设置在所述空气管路18与所述空气蓄热腔入口之间，所述尾气管路阀门15设置在所述尾气管路17与所述尾气蓄热腔入口之间，所述尾气侧烟气管路阀门16设置在烟气管路19与所述尾气蓄热腔入口之间。通过上述阀组的设置，单个蓄热室可以实现尾气和空气的同时输入的操作，也可以实现高温烟气同时从空气蓄热腔和尾气蓄热腔中经过并加热其中的蓄热体3的操作，还可以实现吹扫气同时从空气蓄热腔和尾气蓄热腔中经过，将其中残留的尾气和空气吹扫干净的操作，从而有利于所述蓄热室在上述三种操作方式中的切换，便于提高尾气的处理效率，提高处理速度，降低燃料损耗。
在本实施例中，在三个所述蓄热室的入口均设置有入口温度检测装置11和出口温度检测装置9，所述入口温度检测装置11用于检测入口尾气和空气温度、经蓄热室换热后排出烟气的温度，所述出口温度检测装置9用于检测出口尾气和空气温度、氧化反应室7排出的高温烟气温度。通过蓄热室中各种流体的温度检测，便于判断尾气处理设备当前的工作状态，从而根据其工作状态确定后续的操作控制方案。
较佳的，所述入口温度检测装置11与所述阀组关联控制，所述出口温度检测装置9分别与所述阀组、所述取热装置8关联控制，通过上述设置，有利于根据所述入口温度检测装置11检测到的烟气温度，控制阀组的切换，根据所述出口温度检测装置9检测到的烟气温度，确定所述取热装置8的运行与否，以及控制所述取热装置8中换热介质的流量，同时，开工阶段通过出口温度检测装置9检测到排放至蓄热室中烟气温度，用于控制阀组的初次切换，以便设备的顺利运行，应当理解，为了避免烟气中的SO2凝结形成硫酸蒸汽而腐蚀管道，需要控制蓄热体出口温度不低于酸露点温度，蓄热体3在被加热过程中温度逐渐升高，换热时吸收的热量也逐步降低，此时蓄热室入口排出的烟气温度也逐渐升高，因此，也需要控制蓄热体出口烟气最高温度，以保证管路长周期运行的安全性。
在本实施例中，所述吹扫气管路21的进气口通过引风机20与所述烟气管路19连接，所述引风机20用于将所述烟气管路19内的烟气引入所述吹扫气管路21中作为吹扫气使用，该设置使用烟气作为吹扫气，吹扫气中的氧气浓度和装置出口烟气的氧含量相同，吹扫气量的变化不影响装置出口烟气中的氧浓度，设备控制平稳，同时不影响烟气污染物排放的折算。
具体的，在所述氧化反应室7内设置有开工燃烧器1，所述开工燃烧器1用于在设备初始运行阶段预热蓄热室内的蓄热体3，较佳的，所述开工燃烧器1有1～3个。在设备的初始运行阶段，由于三个蓄热室内的蓄热体3均未蓄热，无法预热尾气和空气，需要使用燃料加热蓄热体3，等系统稳定运行之后即可关闭所述开工燃烧器1，后续利用尾气中可燃物的氧化反应产生的热量即可维持设备的正常运行，无需添加燃料。
应当理解的是，所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔在所述蓄热室左右并行排列，或，所述尾气蓄热腔包围在空气蓄热腔四周排列，或空气蓄热腔包围在尾气蓄热腔四周排列。该设置为尾气蓄热腔和空气蓄热腔的几种具体设置方式，依据上述设置方式均可以降低燃料消耗，提高尾气处理效率。
实施例2
本实施例提供一种控制方法，用于实施例1所述的硫磺回收装置尾气处理设备。
所述控制方法具体包括：
S1，首先关闭第一蓄热室4、第二蓄热室5和第三蓄热室6与尾气管路17、空气管路18、吹扫气管路21之间的阀门，打开第一蓄热室4、第二蓄热室5和第三蓄热室6的与烟气管路19之间的阀门；
S2，点燃氧化反应室7的开工燃烧器1，利用燃烧时产生的烟气预热蓄热室内的蓄热体3，当蓄热室与氧化反应室连接处的入口温度达到第一预设温度T1，出口温度达到烟气排放设定温度T2时，关闭开工燃烧器1；该步骤用于对所述蓄热体3进行预热，为后续正常工作中尾气和空气的预热做准备。其中T1、T2均为预设值，具体在本实施例中，T1≥850℃，T2高于烟气中SO2酸露点30℃以上。
S3，切换阀组，第一蓄热室4切换为进气状态，第一蓄热室4与尾气管路17、空气管路18之间的阀门打开，与烟气管路19之间的阀门关闭，与吹扫气管路21之间的阀门保持关闭状态，第二蓄热室5切换为吹扫状态，第二蓄热室5与吹扫气管路21之间的阀门打开，与烟气管路19之间的阀门关闭，与尾气管路17、空气管路18之间的阀门保持关闭状态；第三蓄热室6切换为排烟状态，第三蓄热室6与烟气管路19之间的阀门保持打开，与尾气管路17、空气管路18、吹扫气管路21之间的阀门关闭，需要说明的是，进气状态时，进入的空气量根据氧化反应后产生的烟气中的氧含量进行调节，优选的，控制烟气中干基氧含量在2～3％之间。
由上述内容可知，所述进气状态为：蓄热室与尾气管路17、空气管路18之间的阀门打开，与烟气管路19、吹扫气管路21之间的阀门关闭；所述吹扫状态为：蓄热室与吹扫气管路21之间的阀门打开，与尾气管路17、空气管路18、烟气管路19之间的阀门关闭；排烟状态为：蓄热室与烟气管路19之间的阀门打开，与尾气管路17、空气管路18、吹扫气管路21之间的阀门关闭。
该设置使得在本阶段工作中，第一蓄热室4处于进气状态，具体为，尾气和空气通过所述第一蓄热室4，并被其中的蓄热体3加热到700～850℃，然后经过扰流装置2混合之后进入氧化反应室7中进行氧化反应，尾气中的可燃成分(H2、H2S、COS、CS2、CO等)及其他烃类物质在700℃以上的高温条件下发生氧化反应，同时释放热量，燃烧产生的烟气温度可达到1100℃，氧化反应室内的取热装置将高温烟气中的一部分热量取走，控制烟气温度在850～950℃之间，第三蓄热室6处于排烟状态，氧化反应室7中被取热之后的烟气进入第三蓄热室6，对第三蓄热室6的蓄热体3进行预热，第二蓄热室5处于进行烟气排放前的吹扫状态，具体在本实施例中，吹扫气管路21将烟气管路19中排出烟气的一部分引入第二蓄热室5中进行吹扫，气吹扫烟气量控制在整个装置烟气排放量的10％左右，用以保证在这个吹扫阶段将蓄热体3内残余尾气和空气吹扫干净。
S4，检测第三蓄热室6入口的烟气排出温度，当其达到烟气排放设定温度T2时，切换阀组，第一蓄热室4切换为吹扫状态，第一蓄热室4与尾气管路17、空气管路18之间的阀门关闭，与吹扫气管路21之间的阀门打开，与烟气管路19之间的阀门保持关闭状态；第二蓄热室5切换为排烟状态，第二蓄热室5与吹扫气管路21之间的阀门关闭，与烟气管路19之间的阀门打开，与尾气管路17、空气管路18之间的阀门保持关闭状态；第三蓄热室6切换为进气状态，第三蓄热室6与烟气管路19之间的阀门关闭，与尾气管路17、空气管路18之间的阀门打开，与吹扫气管路21之间的阀门关闭。
此时，第一蓄热室4由进气状态转换为吹扫状态，吹扫气采用引风机20从烟气管路19中抽取的一部分烟气对第一蓄热室4的蓄热体3进行吹扫，将蓄热体3中残余的尾气和空气吹进氧化反应室7，防止蓄热体3中残余的尾气在下一切换过程中排入烟气，影响烟气中的可燃物含量，对污染物排放造成影响；第三蓄热室6由排烟状态转化为进气状态，尾气和空气进入第三蓄热室6，尾气温度由130℃经过蓄热体3后被加热至800℃，空气经过蓄热体3后被加热至800℃左右，尾气和空气出蓄热体3后经过扰流装置2扰流，尾气和空气混合更加均匀；第二蓄热室5由吹扫状态转换为排烟状态，第二蓄热室5中的蓄热体3经过吹扫后，蓄热体3中没有尾气和空气残余，蓄热体3中充满烟气成分，不会对烟气成分带来影响，高温烟气从氧化反应室7进入第二蓄热室5，高温烟气的热量用于加热第二蓄热室5中的蓄热体3，蓄热体3温度越来越高，出口烟气温度也随这蓄热体3温度的升高随之升高，具体在本实施例中，第二蓄热室5下部烟气出口温度最低设定温度与烟气中的SO2酸露点有关，烟气最低温度高于酸露点30℃，T2最高温度不大于260℃，当第二蓄热室5下部烟气出口温度达到烟气排放设定最高温度时，进行下一步蓄热室之间的介质切换，该设置有利于确保烟气排放达标，同时保护管路不受腐蚀，延长其使用寿命。
具体的酸露点可以由仪器测得或者查表获取，下表为现有技术中的SO2酸露点对照表：
序号 SO<sub>2</sub>ppm 酸露点温度℃
1 10000.0 163.54
2 970.9 143.29
3 29.1 112.83
4 24.3 111.24
5 19.4 109.31
6 14.6 106.81
7 9.7 103.29
8 4.9 97.27
9 2.9 92.83
10 1.9 89.31
11 1.0 83.29
在本实施例中，根据上表可以快速查得烟气排放的酸露点，并设置烟气最低温度高于酸露点30℃，可以有效地保护管路不受硫酸蒸汽的腐蚀，提高其使用寿命。
S5，检测第二蓄热室5入口的烟气排出温度，当其达到烟气排放设定温度T2时，切换阀组，第一蓄热室4切换为排烟状态，第一蓄热室4与吹扫气管路21之间的阀门关闭，与尾气管路17、空气管路18之间的阀门保持关闭状态，与烟气管路19之间的阀门打开；第二蓄热室5切换为进气状态，第二蓄热室5与吹扫气管路21之间的阀门保持关闭状态，与烟气管路19之间的阀门关闭，与尾气管路17、空气管路18之间的阀门打开；第三蓄热室6切换为吹扫状态，第三蓄热室6与烟气管路19之间的阀门保持关闭状态，与尾气管路17、空气管路18之间的阀门关闭，与吹扫气管路21之间的阀门打开。
在该设置中，第一蓄热室4由吹扫状态转换为排烟状态，第二蓄热室5由排烟状态转换为进气状态，第三蓄热6由进气状态转化为吹扫状态，具体的尾气、空气、烟气的流动与换热过程与之前描述的各状态的气体流动关系相同，在此不再赘述。
S6，检测第一蓄热室4入口的烟气排出温度，当其达到烟气排放设定温度T2时，返回执行步骤S3。
通过步骤S6返回执行步骤S3，所述硫磺回收装置尾气处理设备进入正常的尾气处理循环中，由于尾气中可燃气体氧化反应时产生的热量远大于预热蓄热体3的需求量，因此，在取热装置8的作用下，可以确保蓄热体3的稳定加热，且可以避免蓄热体3被损坏，在此情况下，硫磺回收装置尾气处理设备仅需在开工启动时消耗部分燃料，在后续的尾气处理中，不需要消耗新的燃料，相对于现有技术更为节省燃料。
一般情况下，蓄热室之间的切换间隔时间与蓄热体3的蓄热能力和蓄热体3的用量有直接关系，蓄热能力越强、蓄热体3用量越大，切换间隔时间越长，一般切换间隔时间控制在90秒～120秒之间。
作为本发明的一个较佳的实施例，所述控制方法还包括：
S00，每间隔第一预设时间t1，执行一次反洗操作，所述反洗操作为：延长连续三次阀组的切换间隔时间，当检测到当前处于排烟状态的蓄热室入口烟气排出温度达到第三预设温度T3时，再执行阀组切换，其中T3＞T2。
由于尾气中含有微量的硫蒸气，在设备运行一段时间后，会在蓄热室入口出现局部的硫析出，这些硫析出形成积硫会阻塞一部分蓄热体3的气体通道，影响尾气的处理效率，执行上述反洗操作，将蓄热体3上附着的硫及其他有机杂质气化和热分解，消除因积硫带来的局部阻力升高的现象，一般情况下T3的取值在400℃左右，可以有效地消除蓄热体3中阻塞的问题，通过延长连续三次阀组的切换时间，可以将三个蓄热室均进行反洗，确保设备的稳定有效运行，预设时间t1的值可由设备使用者根据具体的硫析出现象的监控情况设置，在此不再进行限制。
需要说明，本发明中所有进行方向性和位置性指示的术语，诸如：“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“低”、“首端”、“尾端”、“中心”等，仅用于解释在某一特定状态下各部件之间的相对位置关系、连接情况等，仅为了便于描述本发明，而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种硫磺回收装置尾气处理设备，其特征在于，包括蓄热室和氧化反应室(7)，所述蓄热室有三个，分别为第一蓄热室(4)、第二蓄热室(5)、第三蓄热室(6)，所述第一蓄热室(4)、第二蓄热室(5)、第三蓄热室(6)的出口分别与所述氧化反应室(7)连接，所述第一蓄热室(4)、第二蓄热室(5)和第三蓄热室(6)的入口均与尾气管路(17)、空气管路(18)、烟气管路(19)和吹扫气管路(21)连接，所述第一蓄热室(4)、第二蓄热室(5)、第三蓄热室(6)中均设置有隔断部(10)，所述隔断部(10)将所述第一蓄热室(4)、第二蓄热室(5)、第三蓄热室(6)各自分为相互隔绝的尾气蓄热腔和空气蓄热腔，所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔中均设置有蓄热体(3)，在每一个蓄热室入口，所述尾气管路(17)与所述尾气蓄热腔连接，所述空气管路(18)与所述空气蓄热腔连接，所述烟气管路(19)与所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔分别连接，所述吹扫气管路(21)与所述尾气蓄热腔和空气蓄热腔分别连接，在所述尾气管路(17)、空气管路(18)、烟气管路(19)、吹扫气管路(21)与所述第一蓄热室(4)、第二蓄热室(5)、第三蓄热室(6)的入口之间均设置有阀组，所述阀组用于控制通断，在所述氧化反应室(7)内还设置有开工燃烧器(1)，所述开工燃烧器(1)用于在设备初始运行阶段加热蓄热室内的蓄热体(3)。
2.如权利要求1所述的一种硫磺回收装置尾气处理设备，其特征在于，在所述第一蓄热室(4)、第二蓄热室(5)、第三蓄热室(6)与所述氧化反应室(7)的连接处，均设置有扰流装置(2)，所述扰流装置(2)用于尾气与空气的交叉混合。
3.如权利要求2所述的一种硫磺回收装置尾气处理设备，其特征在于，所述扰流装置(2)包括女儿墙结构，以及设置在所述女儿墙结构出口上方的挡板或者一部分镂空的挡板，所述女儿墙结构设置在同一蓄热室的尾气蓄热腔和/或空气蓄热腔出口。
4.如权利要求1所述的一种硫磺回收装置尾气处理设备，其特征在于，所述阀组包括吹扫管路阀门(12)、空气侧烟气管路阀门(13)、空气管路阀门(14)、尾气管路阀门(15)、尾气侧烟气管路阀门(16)，所述吹扫管路阀门(12)设置在所述吹扫气管路(21)与所述蓄热室入口之间，所述空气侧烟气管路阀门(13)设置在所述烟气管路(19)与所述空气蓄热腔入口之间，所述空气管路阀门(14)设置在所述空气管路(18)与所述空气蓄热腔入口之间，所述尾气管路阀门(15)设置在所述尾气管路(17)与所述尾气蓄热腔入口之间，所述尾气侧烟气管路阀门(16)设置在烟气管路(19)与所述尾气蓄热腔入口之间。
5.如权利要求1所述的一种硫磺回收装置尾气处理设备，其特征在于，所述吹扫气管路(21)的进气口通过引风机(20)与所述烟气管路(19)连接，所述引风机(20)用于将所述烟气管路(19)内的烟气引入所述吹扫气管路(21)中作为吹扫气使用。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种硫磺回收装置尾气处理设备，其特征在于，在所述氧化反应室(7)中设置有取热装置(8)，所述取热装置(8)用于提取氧化反应室(7)中的反应热量，控制氧化反应室(7)中的温度。
7.如权利要求6所述的一种硫磺回收装置尾气处理设备，其特征在于，在三个所述蓄热室的入口均设置有入口温度检测装置(11)和出口温度检测装置(9)，所述入口温度检测装置(11)用于检测入口尾气和空气温度、经蓄热室换热后排出烟气的温度，所述出口温度检测装置(9)用于检测出口尾气和空气温度、氧化反应室(7)排出的高温烟气温度。
8.如权利要求7所述的一种硫磺回收装置尾气处理设备，其特征在于，所述入口温度检测装置(11)与所述阀组关联控制，所述出口温度检测装置(9)分别与所述阀组、所述取热装置(8)关联控制。
9.一种控制方法，用于如权利要求1-8中任一项所述的硫磺回收装置尾气处理设备，其特征在于，所述控制方法包括：
S1，首先关闭第一蓄热室(4)、第二蓄热室(5)和第三蓄热室(6)与尾气管路(17)、空气管路(18)、吹扫气管路(21)之间的阀门，打开第一蓄热室(4)、第二蓄热室(5)和第三蓄热室(6)的与烟气管路(19)之间的阀门；
S2，点燃氧化反应室(7)的开工燃烧器(1)，利用燃烧时产生的烟气预热蓄热室内的蓄热体(3)，当蓄热室与氧化反应室连接处的入口温度达到第一预设温度T1，蓄热室出口温度达到烟气排放设定温度T2时，关闭开工燃烧器(1)；
S3，切换阀组，第一蓄热室(4)切换为进气状态，第二蓄热室(5)切换为吹扫状态，第三蓄热室(6)切换为排烟状态，所述进气状态为：蓄热室与尾气管路(17)、空气管路(18)之间的阀门打开，与烟气管路(19)、吹扫气管路(21)之间的阀门关闭；所述吹扫状态为：蓄热室与吹扫气管路(21)之间的阀门打开，与尾气管路(17)、空气管路(18)、烟气管路(19)之间的阀门关闭；排烟状态为：蓄热室与烟气管路(19)之间的阀门打开，与尾气管路(17)、空气管路(18)、吹扫气管路(21)之间的阀门关闭；
S4，检测第三蓄热室(6)入口的烟气排出温度，当其达到烟气排放设定温度T2时，切换阀组，第一蓄热室(4)切换为吹扫状态，第二蓄热室(5)切换为排烟状态，第三蓄热室(6)切换为进气状态；
S5，检测第二蓄热室(5)入口的烟气排出温度，当其达到烟气排放设定温度T2时，切换阀组，第一蓄热室(4)切换为排烟状态，第二蓄热室(5)切换为进气状态，第三蓄热室(6)切换为吹扫状态；
S6，检测第一蓄热室(4)入口的烟气排出温度，当其达到烟气排放设定温度T2时，返回执行步骤S3。
10.如权利要求9所述的一种控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
S00，每间隔第一预设时间t1，执行一次反洗操作，所述反洗操作为：延长连续三次阀组的切换间隔时间，当检测到当前处于排烟状态的蓄热室入口烟气排出温度达到第三预设温度T3时，再执行阀组切换，其中T3＞T2。
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