CN114275741A - 硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法 - Google Patents
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Abstract
一种硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法，其特征在于反应炉被过程气吹出的硫经第一硫冷器回收，过程气在第一再热器进行预热后，吹扫第一反应器中的硫至第二硫冷器回收，过程气再经第二再热器预热后，吹扫第二反应器的硫至第三硫冷器回收，过程气进入加氢再热器，过程气中残余的硫及二氧化硫加氢还原为硫化氢，再进入急冷塔；过程气在空气预热器升温至220℃后进入反应炉吹扫，过程气在第一再热器预热至230℃，过程气在第二再热器预热至220℃，过程气在加氢再热器预热至230℃。现有技术相比，本发明具有操作简便，停工时间短，降低能耗及增加硫回收率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫磺回收装置的控温吹扫方法。
背景技术
目前国内硫磺回收装置停工阶段，主要采用热氮吹扫工艺和主烧嘴烧燃料气吹扫工艺。
热氮吹扫工艺需消耗大量的氮气及大功率电加热器，吹扫时氮气总量少，装置吹扫时间长且不容易吹扫干净。8万吨/年硫磺回收装置，需要氮气量至少2000m3/h才能确保吹硫时间和效果，停工阶段各装置均在使用氮气吹扫，系统氮气量基本难以满足条件。
主烧嘴烧燃料气工艺吹扫时，氧气比例不容易控制，容易形成碳黑残存在系统内，污染催化剂，对于装置再次运行时容易形成黑硫磺。氧气若控制过量，过量氧与系统内残留的FeS反应快速升温，烧坏催化剂与设备等。主烧嘴烧燃料气工艺吹扫气体不能进入加氢还原系统，停工过程繁杂，通过克劳斯旁路进焚烧炉系统，在无钠法脱硫系统的装置，烟气二氧化硫排放浓度最高30000mg/m3,严重污染环境。吹扫结束后反应炉温度偏高，降温需要时间延长了停工周期。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法，其特征在于该方法涉及急冷塔、吸收塔、开工循环喷射器、空气预热器、反应炉、第一硫冷器、第二硫冷器、第三硫冷器、第一再热器、第二再热器、加氢再热器、第一反应器、第二反应器及加氢反应器；
前述急冷塔的下部具有过程气入口，顶部具有过程气出气端；
前述吸收塔的顶部连接有循环气吹扫线，上部具有贫液进口，下部与前述急冷塔的过程气出气端通过管线连接，底部具有富液出口；
前述开工循环喷射器的出气端通向前述急冷塔的过程气入口；
前述反应炉包括前端的主烧嘴、中部的炉体及后端的蒸汽发生器，
前述循环气吹扫线经空气预热器后进入到前述的主烧嘴，前述蒸汽发生器的出气端分别连接空气预热器、第一再热器、第二再热器和加氢再热器；
前述反应炉被过程气吹出的硫经第一硫冷器回收，过程气在第一再热器进行预热后，吹扫第一反应器中的硫至第二硫冷器回收，过程气再经第二再热器预热后，吹扫第二反应器的硫至第三硫冷器回收，过程气进入加氢再热器，过程气中残余的硫及二氧化硫加氢还原为硫化氢，再进入急冷塔；
过程气在空气预热器升温至220℃后进入反应炉吹扫，过程气在第一再热器预热至230℃，过程气在第二再热器预热至220℃，过程气在加氢再热器预热至230℃。
进一步，该方法还涉及加氢冷却器，所述加氢反应器的硫化氢经加氢冷却器后进入到急冷塔内。
进一步，该方法还涉及风机，该风机能向空气预热器送风。
与现有技术相比，本发明的优点在于：吹扫时间短大大缩短，循环气吹扫时间约为氮气的一半；吹扫效果更好，循环气吹扫的流速远远大于热氮吹扫流速，整体吹扫效果优于热氮吹扫。改进后的吹扫方法对比热氮吹扫工艺节能约77％，有利于降低支出成本；解决了停工阶段氮气紧缺问题。
循环气吹扫工艺流程，吹扫气体到硫冷器冷却后回收残余硫磺，剩余尾气通过加氢还原后，利用吸收再生，进一步回收装置中的残余硫，再生后酸性气进其余运行中的硫磺回收装置。装置中残余硫回收后，大大降低了烟气脱硫中的碱液消耗及废碱渣排放，烟气中二氧化硫排放浓度低于标准要求，实现硫磺回收装置绿色停工。
与燃料气吹扫工艺有如下优势：避免主烧嘴配风比例不易调节；燃料气吹扫工艺主烧嘴配风比例不易调节，若配风不足而缺氧，形成碳黑污染催化剂和硫磺。若配风太多而过氧，吹扫气中的过量氧气与系统内残留的硫化亚铁反应，严重超温而损坏催化剂和设备；绿色停工零排放；本发明实现过程气循环利用，并回收系统内的残余硫，实现绿色停工零排放；缩短装置停工时间，燃料气吹硫完成后，主燃烧室仍处于较高的炉温，需要更多时间缓慢降低炉内温度。循环气吹硫工艺在吹扫阶段即开始降温，免去了降温过程时间，从而缩短了装置停工时间。
附图说明
图1为实施例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的硫磺回收装置包括急冷塔1、吸收塔2、开工循环喷射器3、空气预热器74、反应炉7、第一硫冷器61、第二硫冷器62、第三硫冷器63、第一再热器51、第二再热器52、加氢再热器53、第一反应器41、第二反应器42、加氢反应器54、加氢冷却器55及风机75。
急冷塔1的下部具有过程气入口，顶部具有过程气出气端；急冷塔1通过水泵12和空冷器11进行循环冷却，酸性水排出。
吸收塔2的顶部连接有循环气吹扫线8，上部具有贫液进口，下部与急冷塔1的过程气出气端通过管线连接，底部具有富液出口。
开工循环喷射器3的出气端通向急冷塔1的过程气入口。反应炉7包括前端的主烧嘴71、中部的炉体72及后端的蒸汽发生器73，酸性气体也一同进入主烧嘴71进行反应。
循环气吹扫线8经空气预热器74后进入到主烧嘴71，蒸汽发生器73的出气端分别连接空气预热器74、第一再热器51、第二再热器52和加氢再热器53。
反应炉7被过程气吹出的硫经第一硫冷器61回收，过程气在第一再热器51进行预热后，吹扫第一反应器41中的硫至第二硫冷器62回收，过程气再经第二再热器52预热后，吹扫第二反应器42的硫至第三硫冷器63回收，过程气进入加氢再热器53，过程气中残余的硫及二氧化硫加氢还原为硫化氢，再进入急冷塔1。
过程气在空气预热器74升温至220℃后进入反应炉7吹扫，过程气在第一再热器51预热至230℃，过程气在第二再热器52预热至220℃，过程气在加氢再热器53预热至230℃。
加氢反应器54的硫化氢经加氢冷却器55后进入到急冷塔1内。风机75能向空气预热器74送风。硫冷器产生的部分蒸汽在加氢冷却器55完成换热。
硫磺回收装置吸收塔顶过程气主体为惰性气体(氮气、二氧化碳和饱和水蒸气)，过程气经开工循环喷射器增压，急冷塔冷却除水，吸收塔脱硫后，循环回空气预热器，如此往复循环，实现装置停工吹扫零排放。吸收塔底富液至再生系统再生，贫液返回吸收塔，硫化氢进其余运行的硫磺回收装置。
循环气吹硫停工工艺，利用硫磺回收装置内残余惰性气体循环吹扫装置设备，并回收残余的硫，实现硫磺回收装置绿色停工零排放，节能环保效益突出。
(1)根据流程对比，循环气吹扫比热氮吹扫工艺有如下优势：
1)吹扫时间短
以8万吨/年硫磺回收装置为例，因循环气流量可以稳定大于氮气流量，循环气吹扫可比热氮吹扫降温速度快至少19小时，缩短约1天的停工时间。硫磺回收装置为全厂性环保装置，缩短硫磺停工周期可以大大优化全厂停工网络安排，缩短停工周期从而提高生产周期，带来直接经济效益。
2)吹扫效果更好
以8万吨/年硫磺回收装置为例，循环气吹扫24小时约总流量约117.135t，热氮吹扫43小时约总流量107.5t，同等反应炉降温效果的前提下，循环气吹扫量大于热氮吹扫气量，且循环气吹扫时间约为氮气的一半，循环气吹扫的流速远远大于热氮吹扫流速，整体吹扫效果优于热氮吹扫。
3)能耗经济效益对比
以8万吨/年硫磺回收装置为例，开工循环喷射器增压117.135t循环气需消耗34.143t的1.0MPa蒸汽，折合能耗2.995t标油，107.5t氮气折合能耗12.9t标油，整体节能约10t标油，开工循环气吹扫工艺对比热氮吹扫工艺节能约77％。
开工循环气吹扫工艺消耗34.143t的1.0MPa蒸汽约0.4万元，107.5t氮气约7.7万元，开工循环气吹扫工艺对比热氮吹扫工艺节约成本7.3万元。
4)解决停工阶段氮气紧缺问题
8万吨/年硫磺回收装置系统配到氮气约1000Nm3/h最大量设计，且停工阶段需要大量氮气吹扫，如为全厂性停工则更无法满足氮气吹扫需求，所以循环气吹扫能解决氮气紧缺问题。
5)装置残余硫回收
循环气吹扫工艺流程，吹扫气体到硫冷器冷却后回收残余硫磺，剩余尾气通过加氢还原后，利用吸收再生，进一步回收装置中的残余硫，再生后酸性气进其余运行中的硫磺回收装置。装置中残余硫回收后，大大降低了烟气脱硫中的碱液消耗及废碱渣排放，烟气中二氧化硫排放浓度低于标准要求，实现硫磺回收装置绿色停工。
(2)根据流程对比，循环气吹扫比燃料气吹扫工艺有如下优势：
1)避免主烧嘴配风比例不易调节
燃料气吹扫工艺主烧嘴配风比例不易调节，若配风不足而缺氧，形成碳黑污染催化剂和硫磺。若配风太多而过氧，吹扫气中的过量氧气与系统内残留的硫化亚铁反应，严重超温而损坏催化剂和设备。
2)绿色停工零排放
燃料气吹扫工艺的过程气因不易控制氧气比例，不能进入加氢还原系统，高浓度硫的过程气经焚烧炉焚烧后排放，严重污染环境或加重烟气脱硫负荷。循环气吹硫工艺实现过程气循环利用，并回收系统内的残余硫，实现绿色停工零排放。
3)缩短装置停工时间
燃料气吹硫完成后，主燃烧室仍处于较高的炉温，需要更多时间缓慢降低炉内温度。循环气吹硫工艺在吹扫阶段即开始降温，免去了降温过程时间，从而缩短了装置停工时间。
Claims (3)
1.一种硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法，其特征在于该方法涉及急冷塔(1)、吸收塔(2)、开工循环喷射器(3)、空气预热器(74)、反应炉(7)、第一硫冷器(61)、第二硫冷器(62)、第三硫冷器(63)、第一再热器(51)、第二再热器(52)、加氢再热器(53)、第一反应器(41)、第二反应器(42)及加氢反应器(54)；
前述急冷塔(1)的下部具有过程气入口，顶部具有过程气出气端；
前述吸收塔(2)的顶部连接有循环气吹扫线(8)，上部具有贫液进口，下部与前述急冷塔(1)的过程气出气端通过管线连接，底部具有富液出口；
前述开工循环喷射器(3)的出气端通向前述急冷塔(1)的过程气入口；
前述反应炉(7)包括前端的主烧嘴(71)、中部的炉体(72)及后端的蒸汽发生器(73)，
前述循环气吹扫线(8)经空气预热器(74)后进入到前述的主烧嘴(71)，前述蒸汽发生器(73)的出气端分别连接空气预热器(74)、第一再热器(51)、第二再热器(52)和加氢再热器(53)；
前述反应炉(7)被过程气吹出的硫经第一硫冷器(61)回收，过程气在第一再热器(51)进行预热后，吹扫第一反应器(41)中的硫至第二硫冷器(62)回收，过程气再经第二再热器(52)预热后，吹扫第二反应器(42)的硫至第三硫冷器(63)回收，过程气进入加氢再热器(53)，过程气中残余的硫及二氧化硫加氢还原为硫化氢，再进入急冷塔(1)；
过程气在空气预热器(74)升温至220℃后进入反应炉(7)吹扫，过程气在第一再热器(51)预热至230℃，过程气在第二再热器(52)预热至220℃，过程气在加氢再热器(53)预热至230℃。
2.根据权利要求1所述的硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法，其特征在于该方法还涉及加氢冷却器(55)，所述加氢反应器(54)的硫化氢经加氢冷却器(55)后进入到急冷塔(1)内。
3.根据权利要求1所述的硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法，其特征在于该方法还涉及风机(75)，该风机(75)能向空气预热器(74)送风。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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