CN205332235U - 硫磺回收余热利用尾气处理联合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硫磺回收余热利用尾气处理联合装置，主要包括燃烧器、尾气焚烧炉、蒸汽过热器、尾气余热锅炉和烟囱等部分。燃烧器与尾气焚烧炉、尾气焚烧炉与蒸汽过热器、蒸汽过热器与尾气余热锅炉均采用直联方式连接。从硫磺回收装置出来的尾气在尾气焚烧炉中燃烧，将残留的H₂S转化为SO₂，同时为蒸汽过热器和尾气余热锅炉提供热量，最后将符合环保要求的尾气通过烟囱排向大气。本实用新型通过尾气焚烧炉、蒸汽过热器和尾气余热锅炉的联合使用，有效减少炼油厂尾气SO₂排放量，同时回收炼厂酸性气中的硫磺和尾气中的热量，节能减排，保护环境。

Description

硫磺回收余热利用尾气处理联合装置

一、技术领域

本实用新型涉及硫磺回收装置的尾气处理技术，特别是包括锅炉余热利用的尾气处理装置。

二、背景技术

石油、天然气工业的硫磺回收装置尾气中残余的硫化物都直接排放入大气。随着人们对安全、环保意识的不断增强，世界各国都对H₂S、SO₂排放量做出了严格规定，由于H₂S为剧毒物质，排放控制相当严格。我国有关H₂S、SO₂排放标准见下表:

所以硫磺回收装置的尾气处理装置至关重要。硫磺回收装置产生的尾气都应该经过焚烧后以毒性相对较小的SO₂形式排入大气，尾气焚烧将成为硫磺回收装置必不可少的一部分。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种硫磺回收余热利用尾气处理联合装置，把燃烧器、尾气焚烧炉、蒸汽过热器、尾气余热锅炉、烟囱连接在一起对尾气进行燃烧并回收余热，实现节能减排，保护环境。

本实用新型采用的技术方案是：硫磺回收余热利用尾气处理联合装置，主要包括燃烧器、尾气焚烧炉、蒸汽过热器、尾气余热锅炉和烟囱等部分。燃烧器与尾气焚烧炉、尾气焚烧炉与蒸汽过热器、蒸汽过热器与尾气余热锅炉均采用直联方式连接。

本实用新型选用热焚烧法，为使尾气中的含硫化合物全部燃烧转化为SO₂，焚烧温度一般控制在540-800℃左右，温度过低时对CO、H₂的焚烧不利，一般认为烟道气中有2%(体积分数)左右的游离氧时，对焚烧最为有利。这时H₂能完全燃烧，燃料气耗量最低。为使燃烧充分，在燃烧器里设置多个超音速喷枪。焚烧后的高温烟气进入蒸汽过热器、尾气余热锅炉中回收余热，最后通过烟囱排向大气中。

尾气焚烧炉一般由碳钢构成，炉中非常苛刻的高温及还原性工艺条件要求对碳钢保护，以免受到酸（液相的H₂O、SO₂、SO₃）及高温下的H₂S腐蚀。主要的保护措施是用多层耐火材料衬里来隔断碳钢与炉内环境的接触。耐火材料必需能够保证金属内壁温度在150-250℃，这个温度范围对于避免酸腐蚀及高温硫腐蚀是必要的。传统采用隔热浇注料+耐火可塑料，对施工打制及烘干的要求较高，必须保证施工的连续性及一致性，衬里易出现贯穿性裂纹。本实用新型采用具有良好的抗高温和耐腐蚀性的隔热浇注料+多层榫槽连接刚玉砖。为防止酸腐蚀，保护衬里，在尾气焚烧炉的壳体外部安装防雨罩。防雨罩保护碳钢外壳，当遇到大雨或冷风时使衬里材料免受热脆性的影响，从而延长了燃烧炉的寿命。防雨罩应覆盖尾气焚烧炉外壳上270度以上的范围，最好设计成活动的，可以拆装。防雨罩提供一隔热空气间隙允许空气的对流。隔热空气层稳定了外壳的温度，防止壳层的过冷及由此引起的酸冷凝及腐蚀。

尾气焚烧炉的主要结构部件为：尾气入口、燃烧室、点火器、壳体、排污口、花墙、耐火材料、保温钉、尾气出口等。焚烧炉的目的是把尾气中H₂S全部焚烧成S0₂，同时要有低的NO_X生成，对此有如下影响因素：(a)焚烧温度：尾气中H₂S与O₂反应生成S0₂，温度越高反应转化率越高，因此温度越高越有利于H₂S的焚烧，—般控制温度550-720℃。(b)空气流量：要使尾气中H₂S燃烧完全，必须有充足的空气量，空气量越大H₂S燃烧越完全，但空气量太大装置能耗会增加，根据环保要求，应控制烟道气中O₂含量在1.5～4.0％(V)。

本实用新型尾气的燃烧是在一个特别的燃烧器里进行的，燃料气燃烧所产生的烟气与尾气混合，在混合温度达到一定温度时尾气氧化反应就发生了。在燃烧室的1/3处设置了多个超音速喷枪，由此送入氧气，高絮流的氧气在反应炉里已形成一个新的燃烧区，使离开烧嘴尚无完全燃烧的气体在后燃烧区中再次燃烧，从而达到完全燃烧的目的，使得该尾气回收装置变得更加经济、实用。

从尾气焚烧炉出来的尾气大概有1000℃左右，然后进入蒸汽过热器进行一次余热回收。蒸汽过热器是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽的装置。使用过热蒸汽能提高蒸汽动力装置的热机效率。蒸汽过热器管程由蛇形管束和与其连接的进出、口集箱构成，进出口集箱起着分配和汇集蒸汽的作用；壳程就是箱体，管程走蒸汽，壳程走烟气。壳程尾气温度大约由1000℃降到500℃，同时管程的过热蒸汽温度会升高，过热蒸汽通过汽轮机进行发电或应用于更多用途，由此充分利用了尾气余热。

从蒸汽过热器出来的尾气大概有500℃，然后进入尾气余热锅炉进行二次余热回收。尾气余热锅炉是一种固定管板的列管式换热器，它的主要部件是换热器（主要部件：进口管箱、管板、换热管、出口管箱和工艺管口）和汽包（主要部件：壳体、封头、上升管口、下降管口、内部汽水分离器、排污管和加药管等等），换热器通过上升管和下降管与汽包相连，高温过程气流经管内壳程充满水，通过上升管和下降管与汽包构成自然循环。高温过程气通过传热管将热量传递给水，水受热达到蒸发温度产生蒸汽由上升管进入汽包，除氧水通过下降管进入换热器壳程，保证换热效果。

从尾气余热锅炉出来的尾气温度降下来，大约300℃，SO₂含量达到环保标准排放，从烟囱排向空气中。

与传统常见的尾气处理装置效果相比较，本实用新型具有如下优点：

1、尾气焚烧炉是尾气处理联合装置的龙头，运行的可靠性对整个装置将产生极大的影响。设置多个超音速喷枪克服了反应炉耐火材料要求严格等缺陷，与传统的尾气焚烧炉的技术相比较，该技术（a）新增设备费用低，与生产运行安全有关的部件如烧嘴、蒸汽过热器、尾气余热锅炉等运行温度均保持在允许值内，不需要改动。（b）生产灵活性大。（c）H₂S转化率大大提高。（d）鼓风量减少。

2、本实用新型对尾气焚烧后余热的二次回收相对传统常见的焚烧后的气体直接从烟囱排入大气造成了极大的浪费具有很大的优势。第一：尾气处理联合装置是个环保装置，通过降低烟气中的SO₂排放浓度，实现烟气排放标准。使周边环境不被污染，保护周边生态环境不被破坏，实现了清洁生产、环保优先的发展理念。第二：回收余热提高经济效益。从硫磺回收装置出来的尾气将大量的热量带入大气，不仅浪费了大量的能源，并且污染了环境。通过对尾气焚烧炉尾部再安装蒸汽过热器和尾气余热锅炉实现余热回收，节能减排，是本实用新型的关键。

四、附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

五、具体实施方式

硫磺回收余热利用尾气处理联合装置主要包括燃烧器1、尾气焚烧炉2、蒸汽过热器3、尾气余热锅炉4和烟囱5等部分，燃烧器1与尾气焚烧炉2、尾气焚烧炉2与蒸汽过热器3、蒸汽过热器3与尾气余热锅炉4均采用直联方式连接。在燃烧器1里设置多个超音速喷枪。尾气焚烧炉2的衬里采用具有良好的抗高温和耐腐蚀性的隔热浇注料+多层榫槽连接刚玉砖；在尾气焚烧炉2的壳体外部安装防雨罩,防雨罩应覆盖尾气焚烧炉2外壳上270度以上的范围。

Claims (3)

1.一种硫磺回收余热利用尾气处理联合装置，主要包括燃烧器（1）、尾气焚烧炉(2)、蒸汽过热器(3)、尾气余热锅炉(4)和烟囱(5)，其特征是：燃烧器（1）与尾气焚烧炉(2)、尾气焚烧炉(2)与蒸汽过热器(3)、蒸汽过热器(3)与尾气余热锅炉(4)均采用直联方式连接。

2.根据权利要求1所述的硫磺回收余热利用尾气处理联合装置，其特征是：在燃烧器（1）里设置多个超音速喷枪。

3.根据权利要求1所述的硫磺回收余热利用尾气处理联合装置，其特征是：尾气焚烧炉(2)的衬里采用具有良好的抗高温和耐腐蚀性的隔热浇注料+多层榫槽连接刚玉砖；在尾气焚烧炉（2）的壳体外部安装防雨罩,防雨罩应覆盖尾气焚烧炉（2）外壳上270度以上的范围。