CN113526471A - 一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺，包括制硫炉一级克劳斯热反应阶段，两级/三级低温催化克劳斯反应阶段，加氢还原阶段，尾气净化处理阶段，尾气焚烧处理阶段；尾气净化处理阶段中尾气吸收塔内吸收液为碱金属碳酸盐，尾气吸收塔内碱金属碳酸盐吸收液在吸收H2S和HNC的过程中，捕集了克劳斯反应生成的饱和水，再加上塔顶喷淋的调节吸收液的pH值的氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液，使得碱金属碳酸盐吸收液一直可作为未饱和的吸收液循环使用。塔内多余的碳酸盐吸收液通过液控阀输送至上游煤气脱硫塔作为半贫液使用。本发明解决了微量湿HCN对吸收部分的管道和设备的腐蚀问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁高炉煤气和焦化荒煤气处理领域，特别是涉及一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺。
背景技术
现有的钢铁高炉和焦化荒炉领域处理煤气一般需进行煤气净化处理，净化再生后的酸性气进硫回收处理，回收工业硫磺。
目前焦炉煤气酸煤气净化处理工艺如图1所示，图1中焦化荒煤气（高炉煤气）净化中一路都有强腐蚀介质HCN，管道和设备采用碳钢而不被腐蚀，究其原因是因为在每一个净化阶段都是在强碱性环境，抑制了HCN酸的腐蚀，实际生产中图1中脱硫塔是用碳酸钾作为吸收液吸收荒炉煤气中HCN和H2S，吸收和再生阶段工艺流程如下：
（1）吸收单元
来自终冷洗苯单元的煤气分两系分别进入脱硫塔，煤气自下而上与来自再生塔的贫液（碳酸钾溶液）逆流接触，煤气中的H2S、HCN等酸性气体被吸收。主要反应如下：
K2CO3+H2S→KHCO3+KHS
K2CO3+HCN→KCN+KHCO3
K2CO3+CO2+H2O→2KHCO3
脱硫后的煤气一部分送回焦炉使用，其余送往界外用户。吸收了酸性气体的脱硫富液经富液泵抽出送至解吸单元，经解吸再生后循环使用。
（2）解吸单元
吸收单元送来的脱硫富液与再生塔塔底出来的热贫液换热后，进入再生塔再生。
在再生塔内，富液与再生塔底上升的水蒸汽逆流接触，在真空状态下使H2S、HCN等酸性成分从富液解吸出来。主要反应如下：
KHS+KHCO3→K2CO3+H2S
KCN+KHCO3→K2CO3+HCN
2KHCO3→K2CO3+CO2+H2O
解吸后的贫液一部分用贫液泵从再生塔底抽出，送经贫富液换热器换热和贫液冷却器冷却后去脱硫塔循环使用。
再生塔顶出来的酸性气体经冷凝冷却器冷却、分离器除水后，用真空泵将酸性气体送至硫回收单元。
目前，处理含硫化氢气体回收工业硫磺的工艺是克劳斯+加氢还原吸收尾气处理技术，吸收剂采用MDEA溶液，是目前世界上公认的最成熟的制硫尾气处理工艺，也是应用最广泛的尾气处理工艺。但是钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气中氢氰酸浓度比较高，浓度在10～15%（V）。传统的硫回收工艺不适合处理此酸性气，主要是没反应完全的HCN酸在湿式环境对钢材腐蚀太严重，传统的硫回收装置经在高炉煤气和焦炉换煤气净化单元工业化使用，以失败告终。
发明内容
本发明的目的在于克服现有焦化荒煤气酸性气和炼钢高炉煤气硫回收工艺存在的上述缺陷，开发一种适应于的焦化荒煤气酸性气和炼钢高炉煤气酸性气处理的硫回收工艺，本发明将传统的加氢还原吸收塔中的吸收液改为与净化脱硫塔内的吸收液一致，解决管道和设备的腐蚀问题，同时结合煤气净化工艺流程，简化硫回收工艺，提高总硫转化率。
本发明的技术方案是：一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺，其步骤包括：
（1）一级克劳斯热反应阶段：
自图1再生塔后真空泵来含硫化氢和氢氰酸的酸性气进入制硫炉焚烧，为保证酸性气中的HCN完全分解，需保证制硫炉的温度不小于1250℃，由于酸性气浓度一般情况下比较高，基本能满足以上要求，若不满足，辅助手段为燃料气助燃或者提高助燃空气的氧含量。
（2）两级低温克劳斯催化反应：
在制硫炉中约60%的H2S反应生成了单质硫，通过制硫余热锅炉和一级冷凝冷却器冷却分离液硫后，将过程气加热至一级反应器所需的温度进入反应器，为保证一转的水解效果，一转出口温度不小于300℃；一转出口的过程气经冷却分离液硫后，加热至二转所需的温度进行进一步的克劳斯反应，二转出口过程气经冷却后分离液体硫磺。为了提高总硫转化率，过程气线上设置比值分析仪，严格控制进制硫炉的空气量，使H2S/SO2尽量靠近2:1。
（3）加氢还原阶段：
冷却后的过程气经过加热进入加氢反应器，加氢还原和水解过程气中非硫化氢硫化物和单质硫，为下一步碱液吸收做准备，经过加氢后的尾气中含有少量没有反应完全的HCN，以及含硫化合物加氢转化的H2S。
（4）尾气净化处理阶段:
加氢后的尾气经过蒸汽发生器发生低压蒸汽降温至160℃，进入尾气吸收塔入口管道，在入口管道内，加氢后的尾气与雾化的碱金属碳酸盐吸收液接触，冷却加氢后的尾气的同时吸收加氢尾气中的硫化氢和剩余微量的HCN；急冷后的加氢后的尾气进入尾气吸收塔内，自下而上与尾气吸收塔内雾化的碱金属碳酸盐吸收液接触，多层设置的碱金属碳酸盐吸收液进一步吸收加氢后的尾气中的H2S，塔顶喷淋新鲜氢氧化钾溶液或者氢氧化钠溶液，调节塔内循环液的pH在9～9.5，并进一步净化加氢后的尾气，吸收H2S和HCN气体后的碱金属碳酸盐吸收液经过塔底循环泵增压后进循环水水冷器冷却，冷却的碱金属碳酸盐吸收液部分重新进入尾气吸收塔，作为吸收液使用。多余部分碱金属碳酸盐吸收液通过液控阀后管送到煤气脱硫塔作为半贫液使用。
现有技术中，尾气吸收塔内用MDEA溶液作为吸收液，用MDEA溶液作为吸收液需要始终保持25%（w）以上的浓度，不能有克劳斯反应产生饱和水进入吸收塔，需要有急冷塔冷却捕集克劳斯反应生成的饱和水，捕集的克劳斯反应产生饱和水为酸性水，需要返回酸性水汽提装置汽提后，往外排放。本发明中，使用碱金属碳酸盐溶液为吸收液，克劳斯反应产生的饱和水可以跟随加氢催化反应的尾气进入尾气吸收塔，因此无需急冷塔，直接使用尾气吸收塔，节省一台设备；同时由于不断有克劳斯反应产生饱和水被捕集下来，且尾气吸收塔顶不断补充氢氧化钾或者氢氧化钠作为碱金属碳酸盐吸收液pH调节液，因此吸收了吸收H2S和HCN气体后的碱金属碳酸盐吸收液始终是不饱和溶液，可以循环利用。多余碱金属碳酸盐吸收液通过液控阀输送至上游煤气脱硫塔作为半贫液使用，实现了污水零排放。
（5）尾气焚烧处理阶段
净化吸收后的尾气无法满足H2S排放浓度小于10ppm的环保要求，需要进一步吸收，或者焚烧后以毒性较小的SO2的形式排放。在焚烧过程中需要燃料气提供热量，能耗较高，可以考虑将净化尾气引入其它的炉子焚烧后达标排放。
优选的，尾气吸收塔内碱金属碳酸盐吸收液循环过程：尾气吸收塔内碱金属碳酸盐吸收液在吸收H2S和HNC的过程中，捕集了克劳斯反应生成的饱和水，再加上塔顶喷淋的的氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液，使得碱金属碳酸盐吸收液一直为未饱和溶液；吸收了H2S和HNC的碱金属碳酸盐吸收液落入尾气吸收塔塔底，在塔底经过尾气吸收塔塔底循环泵增压后，进入循环水水冷器冷却；冷却后的部分碱金属碳酸盐吸收液重新进入尾气吸收塔作为碱金属碳酸盐吸收液循环使用，多余部分的碱金属碳酸盐吸收液通过液控阀输送至上游煤气脱硫塔作为半贫液使用。
尾气吸收塔内碱金属碳酸盐吸收液有两种方式获得。第一种方式，当加氢催化反应的尾气未进入尾气吸收塔内，尾气吸收塔塔顶喷淋氢氧化剂或氢氧化钠溶液维持尾气吸收塔内pH在9～9.5范围内，当加氢催化反应的尾气进入尾气吸收塔后，与喷淋雾化的氢氧化钠或者氢氧化钾接触，喷淋雾化的氢氧化钠或者氢氧化钾急冷和吸收吸收CO2、H2S和HCN等酸性气体生成碱金属碳酸盐吸收液。
第二种方式，尾气吸收塔内碱金属碳酸盐吸收液部分或者全部来着自煤气净化阶段再生塔。
两种不同来源的碱金属碳酸盐吸收液在吸收液塔内循环过程相同。
优选的，循环水水冷器冷却后的碱金属碳酸盐吸收液温度为35～42℃。吸收液温度降低以后，进一步降低了碱金属碳酸盐吸收液不饱和程度，即提高了碱金属碳酸盐吸收液吸收H2S和HCN吸收性。
优选的，所述碱金属碳酸盐吸收液为碳酸钾吸收液或者碳酸钠吸收液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明吸收液用K2CO3或者Na2CO3溶液，由于K2CO3或者Na2CO3溶液是显强碱性，可以有效抑制HCN酸对设备和管道的腐蚀，同时K2CO3或者Na2CO3溶液是强碱性溶液，吸收H2S的效果更好。
（2）本发明吸收液用K2CO3或者Na2CO3溶液，结合焦化荒煤气的净化阶段中的脱硫塔和再生塔。由于加氢之后的加氢尾气硫化氢浓度小于1%（V），吸收液吸收后的富液含H2S浓度低，可以作为荒煤气脱硫塔的半贫液，使硫回收装置整个工艺的能耗降至最低。
（3）本发明可以将克劳斯反应阶段生产的H2O捕集下来，塔顶补充新鲜KOH溶液调节PH值，同时进一步净化加氢尾气，由于不断有克劳斯反应生成水被冷却作为饱和水的捕集，碱金属碳酸盐吸收液被稀释，可以有效避免碱金属碳酸盐的结晶，相比较现有技术，本发明可将急冷塔和尾气吸收塔可以合并为一台尾气吸收塔，减少了设备，降低了生产成本。
（4）本发明净化后的净化可在硫回收装置焚烧处理，可以管输至其他地方焚烧达标排放。
（5）本发明硫回收装置在开停工过程中大气污染物SO2不会超标排放。K2CO3或者Na2CO3溶液作为吸收液保证了在开工烘炉、加氢催化剂钝化阶段和停工吹硫阶段SO2排放不超标。
（6）本发明简化了工艺流程，减少了尾气净化阶段中的急冷塔，开、停工及正常操作简单，经济性能高，占地面积小，投资费用少，同时有效降低劳动强度，节约成本。
附图说明
图1本发明煤气净化工艺框形流程图；
图2本发明一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺流程图。
图号说明
1…制硫燃烧炉 2…制硫炉蒸汽发生器 3…一级冷凝冷却器 4…一级加热器
5…一级转化器 6…二级冷却器 7…二级加热器 8…二级转化器
9…三级冷凝冷却器 10…尾气加热器 11…加氢反应器 12…蒸汽发生器
13…碱金属碳酸盐吸收液 14…脱硫液循环泵 15…多余部分碱金属碳酸盐吸收液 16…氢氧化钾溶液 17…净化尾气。
具体实施方式
下面结合附图的图1至图2对本发明的一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺作进一步详细说明。
实施例1
一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺，其步骤包括：
（1）一级克劳斯热反应阶段：
再生塔后真空泵来含硫化氢和氢氰酸的酸性气进入制硫炉焚烧，为保证酸性气中的HCN完全分解，需保证制硫炉的温度为1250℃，由于酸性气浓度一般情况下比较高，基本能满足以上要求，若不满足，辅助手段为助燃或者提高助燃空气的氧含量。
（2）两级低温克劳斯催化反应：
在制硫炉中约60%的H2S反应生成了单质硫，通过制硫余热锅炉和一级冷凝冷却器冷却分离液硫后，将过程气加热至一级反应器所需的温度进入反应器，为保证一转的水解效果，一转出口温度300℃；一转出口的过程气经冷却分离液硫后，加热至二转所需的温度进行进一步的克劳斯反应，二转出口过程气经冷却后分离液体硫磺。为了提高总硫转化率，过程气线上设置比值分析仪，严格控制进制硫炉的空气量，使H2S/SO2尽量靠近2:1。
（3）加氢还原阶段：
冷却后的过程气经过加热进入加氢反应器，加氢还原和水解过程气中非硫化氢硫化物和单质硫，为下一步碱液吸收做准备，经过加氢后的尾气中含有少量没有反应完全的HCN，以及含硫化合物加氢转化的H2S及没反应的H2S。
（4）尾气净化处理阶段:
加氢后的尾气经过蒸汽发生器发生低压蒸汽降温至160℃，进入尾气吸收塔入口管道，在入口管道内，加氢后的尾气与雾化的碳酸钾吸收液接触，冷却加氢后的尾气的同时吸收加氢后的尾气中的硫化氢和剩余微量的HCN；急冷后的加氢后的尾气进入尾气吸收塔内，自下而上与尾气吸收塔内雾化的碳酸钾吸收液接触，多层设置的碳酸钾吸收液进一步吸收尾气中的H2S，塔顶喷淋新鲜氢氧化钾溶液，调节塔内循环液的pH在9，并进一步净化加氢尾气，吸收H2S和HCN气体后的碳酸钾吸收液经过塔底循环泵增压后进循环水水冷器冷却，冷却的碳酸钾吸收液部分重新进入尾气吸收塔，作为吸收液使用。多余部分碳酸钾吸收液通过液控阀后管送到煤气脱硫塔作为半贫液使用。
（5）尾气焚烧处理阶段：
净化吸收后的尾气无法满足H2S排放浓度小于10ppm的环保要求，需要进一步吸收，或者焚烧后以毒性较小的SO2的形式排放。在焚烧过程中需要燃料气提供热量，能耗较高，也可以考虑将净化尾气引入其它的炉子焚烧后达标排放。
优选的，尾气吸收塔内碳酸钾吸收液在吸收H2S和HNC的过程中，捕集了克劳斯反应生成的饱和水，再加上塔顶喷淋的的氢氧化钾溶液，使得碳酸钾吸收液一直为未饱和溶液；吸收了H2S和HNC的碳酸钾吸收液落入尾气吸收塔塔底，在塔底经过尾气吸收塔塔底循环泵增压后，进入循环水水冷器冷却；冷却后的部分碳酸钾吸收液重新进入尾气吸收塔作为碳酸钾吸收液循环使用，多余部分的碳酸钾吸收液通过液控阀输送至上游煤气脱硫塔作为半贫液使用。在本实施例中，尾气吸收塔内碳酸钾吸收液部分或者全部来着自煤气净化阶段再生塔。
优选的，循环水水冷器冷却后的碳酸钾溶液吸收液温度为35℃
优选的，所述碱金属碳酸盐吸收液为碳酸钾溶液。
实施例2
（1）一级克劳斯热反应阶段：
再生塔后真空泵来含硫化氢和氢氰酸的酸性气进入制硫炉焚烧，为保证酸性气中的HCN完全分解，需保证制硫炉的温度为1300℃，由于酸性气浓度一般情况下比较高，基本能满足以上要求，若不满足，辅助手段为助燃或者提供助燃空气的氧含量。
（2）两级低温克劳斯催化反应：
在制硫炉中约60%的H2S反应生成了单质硫，通过制硫余热锅炉和一级冷凝冷却器冷却分离液硫后，将过程气加热至一级反应器所需的温度进入反应器，为保证一转的水解效果，一转出口温度为310℃；一转出口的过程气经冷却分离液硫后，加热至二转所需的温度进行进一步的克劳斯反应，二转出口过程气经冷却后分离液体硫磺。为了提高总硫转化率，过程气线上设置比值分析仪，严格控制进制硫炉的空气量，使H2S/SO2尽量靠近2:1。
（3）加氢还原阶段：
冷却后的过程气经过加热进入加氢反应器，加氢还原和水解过程气中非硫化氢硫化物和单质硫，为下一步碱液吸收做准备，经过加氢后的尾气中含有少量没有反应完全的HCN，以及含硫化合物加氢转化的H2S。
（4）尾气净化处理阶段:
加氢后的尾气经过蒸汽发生器发生低压蒸汽降温至160℃，进入尾气吸收塔入口管道，在入口管道内，加氢催化反应的尾气与雾化的碳酸钠吸收液接触，冷却加氢后的尾气的同时吸收加氢尾气中的硫化氢和剩余微量的HCN；急冷后的加氢后的尾气进入尾气吸收塔内，自下而上与尾气吸收塔内雾化的碳酸钠吸收液接触，多层设置的碳酸钠吸收液进一步吸收尾气中的H2S，塔顶喷淋新鲜氢氧化钠溶液，调节塔内循环液的pH在9.2，并进一步净化加氢尾气，吸收H2S和HCN气体后的碳酸钠吸收液经过塔底循环泵增压后进循环水水冷器冷却，冷却的碳酸钠吸收液部分重新进入尾气吸收塔，作为吸收液使用。多余部分碳酸钠吸收液通过液控阀后管送到煤气脱硫塔作为半贫液使用。
（5）尾气焚烧处理阶段：
净化吸收后的尾气无法满足H2S排放浓度小于10ppm的环保要求，需要进一步吸收，或者焚烧后以毒性较小的SO2的形式排放。在焚烧过程中需要燃料气提供热量，能耗较高，也可以考虑将净化尾气引入其它的炉子焚烧后达标排放。
优选的，尾气吸收塔内碳酸钠吸收液在吸收H2S和HNC的过程中，捕集了克劳斯反应生成的饱和水，再加上塔顶喷淋的的氢氧化钠溶液，使得碳酸钠吸收液一直为未饱和溶液；吸收了H2S和HNC的碳酸钠吸收液落入尾气吸收塔塔底，在塔底经过尾气吸收塔塔底循环泵增压后，进入循环水水冷器冷却；冷却后的部分碳酸钠吸收液重新进入尾气吸收塔作为碳酸钠吸收液循环使用，多余部分的碳酸钠吸收液通过液控阀输送至上游煤气脱硫塔作为半贫液使用。在本实施例中，尾气吸收塔内碳酸钠吸收液来源于： 尾气吸收塔内当加氢催化反应的尾气未进入尾气吸收塔内，尾气吸收塔塔顶喷淋氢氧化钠溶液维持尾气吸收塔内pH在9.2范围内，当加氢催化反应的尾气进入尾气吸收塔后，与喷淋雾化的氢氧化钠接触，喷淋雾化的氢氧化钠急冷和吸收吸收CO2、H2S和HCN等酸性气体生成碳酸钠吸收液。
优选的，循环水水冷器冷却后的碳酸钠溶液吸收液温度为38℃
优选的，所述所述碱金属碳酸盐吸收液为碳酸钠吸收液吸。
实施例3，除以下区别，其它同实施例1。
（4）尾气净化处理阶段:
加氢后的尾气经过蒸汽发生器发生低压蒸汽降温至160℃，进入尾气吸收塔入口管道，在入口管道内，加氢后的尾气与雾化的碳酸钾吸收液接触，冷却加氢后的尾气的同时吸收加氢尾气中的硫化氢和剩余微量的HCN；急冷后的加氢后的尾气进入尾气吸收塔内，自下而上与尾气吸收塔内雾化的碳酸钾吸收液接触，多层设置的碳酸钾吸收液进一步吸收加氢后尾气中的H2S，塔顶喷淋新鲜氢氧化钾溶液，调节塔内循环液的pH在9.5，并进一步净化加氢尾气，吸收H2S和HCN气体后的碳酸钾吸收液经过塔底循环泵增压后进循环水水冷器冷却，冷却的碳酸钾吸收液部分重新进入尾气吸收塔，作为吸收液使用。多余部分碳酸钾吸收液通过液控阀后管送到煤气脱硫塔作为半贫液使用。
优选的，循环水水冷器冷却后的碳酸钾溶液吸收液温度为42℃.
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺，其特征在于：包括制硫炉一级克劳斯热反应阶段，两级/三级低温催化克劳斯反应阶段，加氢还原阶段，尾气净化处理阶段，尾气焚烧处理阶段，尾气净化处理阶段中尾气吸收塔内吸收液为碱金属碳酸盐，尾气吸收塔内碱金属碳酸盐吸收液可循环使用，多余的碳酸盐吸收液通过液控阀后输送至上游煤气脱硫塔作为半贫液使用。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺，其特征在于：尾气吸收塔内碱金属碳酸盐吸收液循环过程：尾气吸收塔内碱金属碳酸盐吸收液在吸收H2S和HNC的过程中，捕集了克劳斯反应生成的饱和水，再加上塔顶喷淋的氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液，使得碱金属碳酸盐吸收液一直为未饱和溶液；吸收了H2S和HNC的碱金属碳酸盐吸收液落入尾气吸收塔塔底，在塔底经过尾气吸收塔塔底循环泵增压后，进入循环水水冷器冷却；冷却后的部分碱金属碳酸盐吸收液重新进入尾气吸收塔作为碱金属碳酸盐吸收液循环使用，多余部分的碱金属碳酸盐吸收液通过液控阀输送至上游煤气脱硫塔作为半贫液使用。
3.根据权利要求2所述的一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺，其特征在于：所述循环水水冷器冷却后的碱金属碳酸盐吸收液温度为35~42℃。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种钢铁高炉煤气和焦化荒煤气净化酸性气硫回收工艺，其特征在于：所述碱金属碳酸盐吸收液为碳酸钾溶液或者碳酸钠溶液。
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Citations (8)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003201488A (ja) * | 2001-10-19 | 2003-07-18 | Mitsubishi Chemicals Corp | 湿式脱硫方法 |
| CN103113930A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-05-22 | 武汉钢铁(集团)公司 | 提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的方法及其设备 |
| CN104449881A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-03-25 | 江苏联峰能源装备有限公司 | 真空碳酸盐法脱硫的焦炉煤气净化及回收硫氰酸钠的方法 |
| CN104555939A (zh) * | 2013-10-15 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 硫磺回收装置净化气处理工艺 |
| CN105947992A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-09-21 | 山东三维石化工程股份有限公司 | Swsr-8加压硫回收工艺 |
| WO2017106083A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Saudi Arabian Oil Company | Thermal stage and reduction absorption sulfur recovery process |
| CN107469616A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-15 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种克劳斯尾气处理系统 |
| CN109133012A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-04 | 山东迅达化工集团有限公司 | 高浓度酸性气的硫磺回收工艺 |
-
2021
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003201488A (ja) * | 2001-10-19 | 2003-07-18 | Mitsubishi Chemicals Corp | 湿式脱硫方法 |
| CN103113930A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-05-22 | 武汉钢铁(集团)公司 | 提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的方法及其设备 |
| CN104555939A (zh) * | 2013-10-15 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 硫磺回收装置净化气处理工艺 |
| CN104449881A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-03-25 | 江苏联峰能源装备有限公司 | 真空碳酸盐法脱硫的焦炉煤气净化及回收硫氰酸钠的方法 |
| WO2017106083A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Saudi Arabian Oil Company | Thermal stage and reduction absorption sulfur recovery process |
| CN105947992A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-09-21 | 山东三维石化工程股份有限公司 | Swsr-8加压硫回收工艺 |
| CN107469616A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-15 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种克劳斯尾气处理系统 |
| CN109133012A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-04 | 山东迅达化工集团有限公司 | 高浓度酸性气的硫磺回收工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王永刚: "《煤化工工艺学》", 30 September 2014, 中国矿业大学出版社 * |
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